Рулевое устройство

Рулевое устройство предназначено для обеспечения управляемости судном (устойчивости на курсе и поворотливости).

Общий вид рулевого устройства показан на рис. 2.13.

 

Рис. 2.13. Рулевое устройство

1 – перо руля; 2 – рудерпис; 3 – баллер; 4 – нижний подшипник; 5 – рулевая машина;

6 – гельпортовая труба.

 

В состав рулевого устройства входят руль, привод руля, привод управления.

В руль входит перо руля и баллер. Основой пера руля является мощная вертикальная балка – рудерпис. С рудерписом соединены горизонтальные рёбра жесткости и петли.

По форме сечения рули делятся на пластинчатые (плоские) и обтекаемые. Обтекаемый руль – пустотелый в сечении имеет каплевидную форму, улучшает управляемость, увеличивает КПД винта, обладая собственной плавучестью, уменьшает нагрузку на подшипники.

Практически все морские суда имеют обтекаемые рули.

По положению оси вращения рули делятся на: небалансирные, полубалансирные и балансирные.

По методу крепления к корпусу судна – обыкновенные, подвесные и полуподвесные (рис. 2.14).

 

 

Рис. 2.14. Основные типы рулей: а – обыкновенный небалансирный; б – балансирный;

в – балансирный подвесной; г – полубалансирный полуподвесной

 

У балансирных и полубалансирных рулей часть площади руля (до 30%) расположена впереди оси вращения руля, что уменьшает момент и мощность, необходимую для поворота руля. Это объясняется тем, что при повороте руля давление воды на переднюю кромку помогает выводить перо руля из диаметральной плоскости.

Баллер служит для передачи вращающего момента на перо руля и его поворота. Баллер – прямой или изогнутый стержень, который крепится одним концом к перу руля с помощью фланцев, а другой конец входит через гельмпортовую трубу и сальник в корпус судна.

Баллер поддерживается подшипниками, на его верхний конец насажен румпель – одноплечий или двуплечий рычаг.

Рулевой привод связывает баллер руля с рулевой машиной и состоит из румпеля и соответствующей передачи к нему от рулевой машины.

На судах небольшого водоизмещения (речные и смешанного класса – река-море) применяют электромеханический зубчато-секторный привод (рис. 2.15, а), на более крупных – электрогидравлический (рис. 2.15, б).

 

 

Рис. 2.15. Рулевые приводы:

а – зубчато-секторный, 1 – перо руля; 2 – баллер; 5 – зубчатый сектор; 6 – амортизаторы (2 пружины);

б – электрогидравлический: 1 – баллер; 2 – румпель; 3 – цилиндры (4 шт.); 4 – плунжеры (4 шт.)

 

На любом судне рулевая машина – одна.

Электромеханический (зубчатосекторный) привод – всегда один, с одним электродвигателем.

Электрогидравлический привод имеет два одинаковых агрегата, каждый из которых состоит из электродвигателя и гидронасоса.

В ходовом режиме в работе находится один агрегат, при плавании в стесненных условиях (проход узкостей, вход в порт и выход из него) могут работать оба агрегата (если это предусмотрено схемой управления РЭП).

Зубчато-секторный привод приводится в движение электромотором через червячный и зубчатый редукторы.

В этом приводе румпель жёстко посажен на баллер, а зубчатый сектор свободно вращается на баллере.

Сектор связан с баллером через пружинный амортизатор, что смягчает удары волн, передаваемые от пера руля на редуктор, и тем самым позволяет избежать поломки редукторов.

При гидроприводе поворот руля происходит за счёт подачи масла высокого давления в накрест расположенные гидроцилиндры. В то же время из противоположных гидроцилиндров масло свободно сливается в магистраль.

При этом плунжеры внутри каждого цилиндра перемещаются и передают усилие на румпель, который поворачивается сам и поворачивает перо руля.

От рулевого устройства зависит безопасность судна, поэтому, по Правилам Регистра, на морских судах, кроме основного привода должен быть был и запасной.

Основной привод должен обеспечивать поворот руля на полном ходу судна с 35° одного борта до 30° другого борта за 28 сек.

Запасной привод должен обеспечивать перекладку руля при половинной скорости (но не менее 7 узлов) с 20° на 20° другого борта за 60 с.

Механические ограничители поворота руля (по одному с каждого борта) останавливают руль при повороте на 35°, а конечные выключатели (тоже два) – при 32-33°.

Аварийное управление зубчато-секторным приводом осуществляется при помощи сдвоенного штурвала, находящегося на палубе выше помещения румпельного отделения.

Аварийное управление гидравлическим приводом осуществляется при помощи откидной рукоятки на корпусе коробки исполнительного механизма гидронасоса по командам с мостика (см. раздел «Электроприводы»).