РУЛЕВАЯ МАШИНА
STEERING ENGINE

Изобретение относится к устройствам управления, преимущественно для ракетно-космической техники.
Известна рулевая машина (РМ), включающая трехшестеренный насос, электромеханический преобразователь (ЭМП), качалку, одним концом закрепленную на валу ЭМП и снабженную пружиной, золотники, закрепленные на качалке и размещенные своими концами в полых валах ведомых шестерен трехшестеренного насоса, являющихся гильзами [1].
Недостатком указанной конструкции РМ является низкая виброустойчивость, т.к. вал ЭМП консольно нагружен весом качалки с золотниками и элементами крепления. При воздействии вибрации подача одного и того же управляющего сигнала на ЭМП приводит к тому, что золотники неодинаково перекрывают радиальные отверстия в гильзах, т.е. обеспечивают разные гидравлические сопротивления в гидравлических магистралях РМ.
Наиболее близкой к предложенному техническому решению - прототипом является РМ, описанная в [2], содержащая трехшестеренный насос, ЭМП, установленный на кронштейне, снабженном дополнительным валом, соосным валу ЭМП, качалку, одним концом закрепленную на валу ЭМП, а другим на дополнительном валу, пружину, одним концом закрепленную на качалке, а вторым концом связанную с кронштейном, установленные на качалке золотники, размещенные своими концами в полых валах ведомых шестерен трехшестеренного насоса, являющихся гильзами, а также подшипник, установленный на кронштейне между ЭМП и пружиной, в котором размещен конец дополнительного вала, противоположный качалке.
Недостатком указанной конструкции является пониженная чувствительность РМ, т.к. технологически очень сложно обеспечить соосность выходного вала ЭМП, дополнительного вала, посадочных отверстий под оба вала в качалке и посадочного отверстия под ЭМП в кронштейне, поэтому при работе РМ возникает дополнительное радиальное воздействие на вал ЭМП и трение в подшипниках.
Задачей усовершенствованной конструкции РМ является обеспечение регулировки соосности выходного вала ЭМП и дополнительного вала.
Техническим результатом настоящего изобретения является снижение трения в подшипниках и повышение чувствительности РМ.
Технический результат достигается тем, что в РМ, содержащей трехшестеренный насос, ЭМП, установленный на кронштейне, снабженном дополнительным валом, соосным валу ЭМП, качалку, одним концом закрепленную на валу ЭМП, а другим на дополнительном валу, пружину, одним концом закрепленную на качалке, а вторым концом связанную с кронштейном, установленные на качалке золотники, размещенные своими концами в полых валах ведомых шестерен трехшестеренного насоса, являющихся гильзами, а также подшипник, установленный на кронштейне между ЭМП и пружиной, в котором размещен конец дополнительного вала, противоположный качалке, в отличие от прототипа подшипник размещен в съемной опоре, контактная поверхность которой с кронштейном перпендикулярна осям золотников, при этом съемная опора связана с кронштейном элементами фиксации, а между кронштейном и опорой установлен набор регулировочных прокладок, причем между опорой и элементами фиксации выполнен зазор в направлении, перпендикулярном оси ЭМП и параллельном контактной поверхности опоры.
На фиг.1 представлена конструктивная схема РМ, на фиг.2 представлено сечение РМ в плоскости, параллельной осям золотников и проходящей через ось ЭМП, на фиг.3 представлено сечение съемной опоры в плоскости, проходящей по осям элементов фиксации.
РМ включает ЭМП 1, установленный на кронштейне 2. На валу 3 ЭМП 1 жестко закреплена качалка 4, на которой закреплен один конец плоской пружины 5, другой конец пружины закреплен на кронштейне 2. На качалке 4 установлены два золотниковых плунжера, состоящих из золотника 6 и стержня, соединенных посредством упругого элемента 7. Золотники 6 размещены в полых валах 8 ведомых шестерен трехшестеренного насоса 9, являющихся гильзами, в валах 8 выполнены радиальные отверстия 10, связанные гидравлическими магистралями с силовым механизмом 11. На качалке 4 закреплен один конец дополнительного вала 12, другой конец вала 12 установлен в подшипнике 13, закрепленном в съемной опоре 14. Съемная опора 14 связана с кронштейном 2 элементами фиксации 15, например болтами. Контактная поверхность опоры 14 с кронштейном 2 параллельна оси вала ЭМП, и между ними установлен набор регулировочных прокладок 16. Между опорой 14 и элементами фиксации 15 выполнен зазор Δ (см. фиг.3) в направлении, перпендикулярном оси вала ЭМП и параллельном контактной поверхности опоры.
При подаче управляющего тока на обмотку ЭМП 1, установленного на кронштейне 2, выходной вал 3 ЭМП 1 поворачивается на определенный угол, качалка 4, жестко закрепленная на валу 3, поворачивается на тот же угол, при этом позиционная нагрузка на валу 3 в функции управляющего тока создается плоской пружиной 5. При повороте качалки 4 золотники 6 сохраняют вертикальное положение за счет изгиба упругих элементов 7, причем один из золотников 6 движется вверх, а другой - вниз внутри валов 8 трехшестеренного насоса 9, открывая или перекрывая радиальные отверстия 10, связанные гидравлическими магистралями с силовым механизмом 11, что создает на его поршне перепад давлений и приводит к перемещению выходного штока. Для уменьшения колебаний золотников 6 на конце качалки 4, противоположном ЭМП 1, установлен дополнительный вал 12, контактирующий через подшипник 13 со съемной опорой 14. Элементы фиксации 15 соединяют съемную опору 14 с кронштейном 2. Набор регулировочных прокладок 16 обеспечивает регулировку соосности вала 3 ЭМП 1 и дополнительного вала 12 в направлении оси золотника 6, зазор Δ между опорой 14 и элементами фиксации 15 в направлении, перпендикулярном оси вала ЭМП и параллельном контактной поверхности опоры 14, позволяет регулировать соосность вала ЭМП и дополнительного вала в плоскости, перпендикулярной оси золотника 6.
Регулировка соосности вала 3 ЭМП 1 и дополнительного вала 12 в направлении оси золотника 6 и в плоскости, перпендикулярной оси золотника 6, обеспечивает совмещение осей вала ЭМП и дополнительного вала, что снижает нагрузку на подшипники при эксплуатации и повышает чувствительность РМ.
Источники информации
1. Патент РФ №2014246, кл. В64С 13/36, 1994 г.
2. Патент РФ №2094312, кл. В64С 13/36, 1996 г.