Конструкція кермових пристроїв із пасивним кермом. Рульовий пристрій, складові та їх призначення. Основні типи кермових приладів Судновий кермовий пристрій з гідравлічним приводом

Морський сайт Росія немає 20 листопада 2016 Створено: 20 листопада 2016 Оновлено: 20 листопада 2016 Переглядів: 24786

Кермовий пристрій служить для зміни напрямку руху судна або утримувати його на заданому курсі.

В останньому випадку завданням кермового пристрою є протидія зовнішнім силам, таким як вітер або течія, які можуть призвести до відхилення судна від заданого курсу.

Рульові пристрої відомі з виникнення перших плавучих засобів. У давнину кермові пристрої являли собою великі розстібні весла, укріплені на кормі, на одному борту або на обох бортах судна.

За часів середньовіччя їх стали замінювати шарнірним кермом, яке містилося на ахтерштевні в діаметральній площині судна. У такому вигляді він і зберігся донині.

Рульовий пристрій складається з керма, балера, рульового приводу, рульової передачі, рульової машини та поста керування (рис. 1.34).

Рульовий пристрій повинен мати два приводи:головний та допоміжний.

Головний кермовий привід- це механізми, виконавчі приводи перекладки керма, силові агрегатирульового приводу, а також допоміжне обладнаннята засоби застосування крутного моменту до балера (наприклад, румпель або сектор), необхідні для перекладання керма з метою керування судном у нормальних умовах експлуатації.

Допоміжний кермовий привід- це обладнання необхідне управління судном у разі виходу з ладу головного рульового приводу, крім румпеля, сектора чи інших елементів, призначених тієї ж мети.
Головний кермовий привід повинен забезпечувати перекладання керма з 350 одного борту на 350 іншого борту при максимальному експлуатаційному осаді та швидкості переднього ходу судна не більше ніж за 28 секунд.

Допоміжний кермовий привід повинен забезпечувати перекладання керма з 150 одного борту на 150 іншого борту не більше ніж за 60 секунд при максимальному експлуатаційному осадженні судна та швидкості, що дорівнює половині його максимальної експлуатаційної швидкості переднього ходу.

Управління допоміжним рульовим приводом має бути передбачене із румпельного відділення. Перехід з головного на допоміжний привідповинен виконуватися за час, що не перевищує 2 хвилин.

Кермо - основна частина кермового пристрою. Він знаходиться в кормовій частині і діє тільки на ходу судна. Основний елемент керма - перо, яке за формою може бути плоским (пластинчастим) або обтічним (профільованим).

По положенню пера руля щодо осі обертання балера розрізняють (рис. 1.35):

звичайне кермо - площина пера керма розташована за віссю обертання;

напівбалансирне кермо - тільки більша частина пера керма знаходиться позаду осі обертання, за рахунок чого виникає зменшений момент обертання при перекладанні керма;

балансирне кермо - перо керма так розташоване по обидва боки осі обертання, що при перекладці керма не виникають якісь значні моменти.

Залежно від принципу дії розрізняють пасивні та активні керма. Пасивними називаються кермові пристрої, що дозволяють робити поворот судна лише під час ходу, точніше сказати, під час руху води щодо корпусу судна.

Вінторульовий комплекс суден не забезпечує їх необхідну маневреність під час руху на малих швидкостях. Тому на багатьох судах для покращення маневрених характеристик використовуються засоби активного управління, які дозволяють створювати силу тяги у напрямках, відмінних від напрямку діаметральної площини судна. До них відносяться: активні керма, пристрої, що підрулюють, поворотні гвинтові колонки і роздільні поворотні насадки.

Активне кермо - це кермо із встановленим на ньому допоміжним гвинтом, розташованим на задній кромці пера керма (рис. 1.36). У перо керма вбудований електродвигун, що приводить у обертання гребний гвинт, який для захисту від пошкоджень поміщений у насадку.
За рахунок повороту пера руля разом з гребним гвинтом на певний кут виникає поперечний упор, що зумовлює поворот судна. Активне кермо використовується на малих швидкостях до 5 вузлів.
При маневруванні на стиснених акваторіях активне кермо може використовуватися як основний рушій, що забезпечує високі маневрені якості судна. При великих швидкостяхгвинт активного керма відключається, і перекладання керма здійснюється у звичайному режимі.

Роздільні поворотні насадки(Рис. 1.37). Поворотна насадка - це сталеве кільце, профіль якого є елементом крила. Площа вхідного отвору насадки більша за площу вихідного.
Гребний гвинт розташовується у вужчому її перерізі. Поворотна насадка встановлюється на балері та повертається до 40° на кожен борт, замінюючи кермо.
Роздільні поворотні насадки встановлені на багатьох транспортних судах, головним чином річкових та змішаного плавання, і забезпечують їх високі маневрені характеристики.

(Рис. 1.38). Необхідність створення ефективних засобів керування носовим краєм судна призвела до обладнання судів підрулюючими пристроями.
ПУ створюють силу тяги у напрямку, перпендикулярному діаметральній площині судна незалежно від роботи головних рушіїв та кермового пристрою.
Підрулюючими пристроями обладнано велику кількість суден різного призначення. У поєднанні з гвинтом та кермом ПУ забезпечує високу маневреність судна, можливість розвороту на місці за відсутності ходу, відхід або підхід до причалу практично лагом.

Останнім часом набула поширення електрорушійна система AZIPOD (Azimuthing Electric Propulsion Drive), яка включає дизель-генератор, електромотор і гвинт (рис. 1.39).

Дизель-генератор, розташований у машинному відділенні судна, виробляє електроенергію, яка за кабельними з'єднаннями передається на електромотор. Елетромотор, що забезпечує обертання гвинта, розташований у спеціальній гондолі. Гвинт знаходиться на горизонтальній осі, зменшується кількість механічних передач. Вінторульова колонка має кут розвороту до 3600, що значно підвищує керованість судна.

Переваги AZIPOD:

економія часу та коштів при будівництві;

чудова маневреність;

зменшується витрата палива на 10 – 20 %;

зменшується вібрація корпусу судна;

через те, що діаметр гребного гвинта менший – ефект кавітації знижений;

відсутній ефект резонансу гребного гвинта.

Один із прикладів використання AZIPOD - танкер подвійної дії (рис. 1.40), який на відкритій водірухається як звичайне судно, а у льодах рухається кормою вперед як криголам. Для льодового плавання кормова частина DAT оснащена льодовим підкріпленням для ламання льоду та AZIPOD.

На рис. 1.41. показана схема розташування приладів і пультів управління: один пульт для управління судном під час руху вперед, другий пульт для управління судном під час руху кормою вперед і два пульти управління на крилах містка.

Перед кожним виходом у море кермовий пристрійготують до роботи: ретельно оглядають усі деталі, усувають виявлені несправності, частини, що труться, очищають від старого мастила і змащують знову.
Потім під керівництвом вахтового помічника капітана перевіряють справність кермового пристрою дії шляхом пробної перекладки керма. Перед перекладкою треба переконатися, що під кормою чисто і ніякі плавзасоби та сторонні предмети не заважають повороту пера керма.
Одночасно перевіряють легкість обертання керма та відсутність навіть незначних заїдань. У всіх положеннях пера руля з'єднується відповідність показань рульових покажчиків і час, що витрачається на перекладку.

Румпельне відділення завжди має бути на замку. Ключі від нього зберігаються в штурманській рубці та в машинному відділенні на спеціально відведених постійних місцях, аварійний ключ - біля входу в румпельне відділення в замкненій шафці із заскленими дверцятами.

Між ходовим містком та румпельним відділенням повинні бути встановлені дві незалежно діючі лінії зв'язку.

Після прибуття в порт і після закінчення швартування кермо ставлять у пряме положення, вимикають енергію на кермовий двигун, оглядають кермовий привід і якщо все знайдено в належному порядку, закривають румпельне відділення.

§ 31. Рульовий пристрій

Рульовий пристрій служить для зміни напрямку руху судна, забезпечуючи перекладку пера руля на деякий кут заданий проміжок часу.

Основні елементи кермового пристрою показані на рис. 54.

Кермо - основний орган, який забезпечує роботу пристрою. Він діє лише на ходу судна і здебільшого розташовується в кормовій частині. Зазвичай на судні одне кермо. Але іноді для спрощення конструкції керма (але не кермового пристрою, який при цьому ускладнюється) ставлять кілька кермів, сума площ яких повинна бути рівною розрахунковій площі керма.

Основний елемент керма – перо. За формою поперечного перерізу перо керма може бути: а) пластинчастим або плоским, б) обтічним або профільованим.

Перевага профільованого пера керма в тому, що сила тиску на нього перевищує (на 30% і більше) тиск на пластинчасте кермо, що покращує поворотність судна. Відстань центру тиску такого керма від вхідної (передньої) кромки керма менша, і момент, необхідний для повороту профільованого керма, також менше, ніж у пластинчастого керма. Отже, знадобиться і менш потужна кермова машина. Крім того, профільоване (обтічний) кермо покращує роботу гвинта і створює менший опір руху судна.

Форма проекції пера руля на ДП залежить від форми кормового утворення корпусу, а площа – від довжини та осідання судна (L і Т). У морських суден площа пера руля вибирається в межах 1,7-2,5% від зануреної частини площі діаметральної площини судна. Вісь балера є віссю обертання пера керма.

Балер керма в кормовий підзор корпусу входить через гельм-портову трубу. На верхній частині балера (голові) кріпиться на шпонці важіль, званий румпелем, що служить передачі обертального моменту від приводу через балер на перо керма.

Мал. 54. Кермовий пристрій. 1 - перо керма; 2 -балер; 3 – румпель; 4 – рульова машина з кермовим приводом; 5-гельмпортова труба; 6 – фланцеве з'єднання; 7 – ручний привід.

Суднові керма прийнято класифікувати за такими ознаками (рис. 55).

За способом кріплення пера руля з корпусом судна розрізняють керма:

а) прості - з опорою на нижньому торці керма або з багатьма опорами на рудерпості;

б) напівпідвісні - з опорою на спеціальному кронштейні в одній проміжній точці по висоті пера руля;

в) підвісні - що висять на балері.

За положенням осі обертання щодо пера руля розрізняють рулі:

а) пебалапсирі - з віссю, розміщеної біля передньої (вхідної) кромки пера;

б) напівбалансирні - з віссю, розташованої на деякій відстані від передньої кромки керма, і відсутністю площі у верхній частині пера керма, в ніс від осі обертання;

Мал. 55. Класифікація суднових кермів залежно від способу кріплення їх з корпусом та розташування осі повороту: а – небалансірні; б-балансирні. 1 – простий; 2 – напівпідвісний; 3 – підвісний.

в) балансирні - з віссю, розташованої так само, як у напів- балансирного кермаале з площею балансирної частини пера на всю висоту керма.

Відношення площі балансирної (носової) частини до всієї площі керма називається коефіцієнтом компенсації, що у морських суден лежить не більше 0,20-0,35, а річкових 0,10-0,25.

Рульовий привід є механізмом, що передає на кермо зусилля, що розвиваються в рульових двигунах і машинах.

Рульова машина на суднах приводиться в дію електричними двигунами або електрогідравлічними. На суднах довжиною менше 60 м дозволяється замість машини встановлення ручних приводів. Потужність кермової машини вибирається з розрахунку перекладки керма на граничний кут до 35 ° з борту на борт за 30 сек.

Рульовий привід призначається для передачі команд від штурмана з кермової рубки до кермової машини в румпельне відділення. Наї більше застосуваннязнаходять електрична чи гідравлічна передачі. На малих судах застосовуються валикові або тросові приводи, у разі цей привід називають – штуртросовым.

Мал. 56. Активне кермо: а – з конічною передачею на гвинт; б – з електродвигуном водяного виконання.

Контрольні прилади стежать за положенням кермів та справною дією всього пристрою.

Прилади управління передають накази кермовому під час керування кермом вручну. Рульовий пристрій - один із самих важливих пристроїв, що забезпечують живучість судна.

На випадок аварії рульовий пристрій має дублюючий пост керування кермом, що складається зі штурвала та ручного приводу, розташованих у румпельному відділенні або поблизу нього.

На малих ходах судна кермові пристрої стають недостатньо ефективними і часом роблять судно абсолютно некерованим.

Для підвищення маневреності на сучасних суднах деяких типів (промислових, буксирах, пасажирських і спеціальних суднах і кораблях) встановлюють активні керма, поворотні насадки, пристрої, що підрулюють, або крильчасті рушії. Ці пристрої дозволяють судам самостійно виконувати складні маневриу відкритому морі, а також проходити без допоміжних буксирів вузькості, входити на акваторію рейду та гавані та підходити до причалів, розвертатися та відходити від них, заощаджуючи на цей час та кошти.

Активне кермо (рис. 56) являє собою перо обтічного керма, на задній кромці якого встановлена ​​насадка з гребним гвинтом, що рухається від валикової конічної передачі, що проходить через пустотілий балер і обертається від електродвигуна, встановленого на голові балера. Існує тип активного керма з обертанням гвинта від електродвигуна водяного виконання (що працює у воді), вмонтованого в перо керма.

При перекладці активного керма на борт гвинт, що працює в ньому, створює упор, що розгортає корму щодо осі повороту судна. Під час роботи гребного гвинта активного керма на ходу судна швидкість судна збільшується на 2-3 вузли. При головних зупинених двигунах від роботи гребного гвинта активного керма судну повідомляється малий хід до 5 вузл.

Поворотна насадка, встановлена ​​замість керма, при перекладці на борт відхиляє струмінь води, що відкидається гребним гвинтом, реакція якого викликає розворот кормового краю судна. Поворотні насадки переважно застосовуються на річкових судах.

Підрулюючі пристрої виконуються зазвичай у вигляді тунелів, що проходять через корпус, в площині шпангоутів, кормовий і носовий краях судна. У тунелях розміщується гребний гвинт, крильчатий або водометний рушій, що створюють струмені води, реакції яких, спрямовані від протилежних бортів, розгортають судно. При роботі кормового та носового пристрою на один борт судно переміщається лагом (перпендикулярно до діаметральної площини судна), що дуже зручно при підході або відході судна від стінки.

Крильчаті рушії, встановлені в краях корпусу, також збільшують маневреність судна.

Рульовий пристрій підводного човна забезпечує більш різноманітні його маневрені якості. Пристрій призначається для забезпечення керованості підводних човнів у горизонтальній та вертикальній площинах.

Управління підводним човном у горизонтальній площині забезпечує плавання човна за заданим курсом і здійснюється вертикальним і кермами, площа яких дещо більша за площу керма надводних суден і визначається в межах 2-3% від площі зануреної частини діаметральної площини човна.

Управління підводним човном у вертикальній площині на заданій глибині забезпечується за допомогою горизонтальних кермів.

Рульовий пристрій горизонтальних кермів складається з двох пар кермів з їх приводами та передачами. Рулі робляться парними, тобто на одному горизонтальному балері розташовуються по бортах човна два однакових пера руля. Горизонтальні керма бувають кормовими та носовими залежно від місця розташування по довжині човна. Площа кормових горизонтальних кермів більша за площу носових кермів у 1,2-1,6 раза. Завдяки цьому ефективність кормових горизонтальних кермів у 2-3 рази вища за ефективність носових. Для збільшення моменту, що створюється кормовими горизонтальними кермами, їх зазвичай розташовують за гвинтами.

Носові горизонтальні керма на сучасних підводних човнах є допоміжними, їх роблять завалюються і встановлюють у носовій надбудові вище ватерлінії, щоб не створювати додаткового опору і не заважати керуванню човном за допомогою кормових горизонтальних кермів на великих швидкостях підводного ходу.

Зазвичай на повній та середньої швидкостіпідводного ходу керування підводним човном проводиться за допомогою одних кормових горизонтальних кермів.

При малій швидкості ходу керування човном кормовими горизонтальними кермами стає неможливим. Швидкість, за якої човен втрачає керованість, називається інверсивною швидкістю. На цій швидкості човен повинен керуватися одночасно кормовими та носовими горизонтальними кермами.

Основні складові елементикермового пристрою горизонтальних кермів і вертикальних кермів однотипні.

З книги Ударна сила флоту (Підводні човни типу «Курськ») автора Павлов Олександр Сергійович

ЗАГАЛЬНИЙ ПРИСТРІЙ Атомний підводний човен проекту 949А (шифр «Антей») створений на базі проекту 949 шляхом врізання додаткового відсіку (п'ятого) з метою розміщення нової апаратури, для зручності компонування. Зовнішній виглядїї дуже примітний- залишивши міцний корпус

З книги Все про передпускових обігрівачівта обігрівачах автора Найман Володимир

Пристрій та характеристики Принципи роботи В основі роботи неавтономних підігрівачів лежать два добре відомі фізичні явища: підігрів за допомогою електричної енергіїта теплообмін у рідкому середовищі, званий конвекцією. Хоча обидва явища відомі, але

З книги Поради автомеханіка: техобслуговування, діагностика, ремонт автора Савосин Сергій

2.2. Пристрій та робота Бензиновий двигун – це двигун зі зворотно-поступальним рухом поршнів та примусовим займанням, що працює на паливно-повітряній суміші. У процесі згоряння запасена в паливі хімічна енергія перетворюється на теплову, а

З книги Будуємо будинок від фундаменту до покрівлі автора Хворостухіна Світлана Олександрівна

4.1. Пристрій та робота Для передачі крутного моменту від колінчастого валудвигуна до колес автомобіля необхідно зчеплення (якщо у автомобіля ручна КПП), коробка передач, карданна передача (для задньопривідної машини), головна передачаз диференціалом та півосі

Із книги Вантажні автомобілі. Провідні мости автора Мельников Ілля

Розділ 5 Ходова частината рульове управління

З книги Електронні фокуси для допитливих дітей автора Кашкаров Андрій Петрович

Влаштування ганку Кожен будинок починається з ганку, який не тільки виконує свою пряму функцію - забезпечує безперешкодний вхід до приміщення, - але і є його прикрасою. Для того щоб побудувати ганок, візьміть сосновий брус, перетин якого 12-12 см,

Із книги Загальний пристрійсудів автора Чайніков К. Н.

Рульове управлінняРульовим керуванням змінюють напрямок руху автомобіля шляхом повороту передніх коліс. Рульове управління включає кермовий механізм і кермовий привід. Для забезпечення руху коліс автомобіля на повороті без бокового ковзання

З книги Середній танк Т-28. Триголовий монстр Сталіна автора Коломієць Максим Вікторович

3.9.1. Як працює пристрій Поки навколо датчика сухо, на вході елемента DD1.1 високий рівеньнапруги. На виході елемента (висновок 3 DD1.1) низький рівеньта сигналізацію вимкнено. При невеликій вологості, а тим більше при впливі на датчик вологи (крапель води) на вході

Із книги Гараж. Будуємо своїми руками автора Никитко Иван

§ 32. Якірний пристрій Якірний пристрій служить для встановлення судна на якір, забезпечення надійної стоянки судна на відкритій воді і для зняття його з якоря. Основний якірний пристрій розміщується в носовій частині відкритої палуби і складається з елементів, показаних на

З книги Управління та налаштування Wi-Fi у своєму будинку автора Кашкаров Андрій Петрович

§ 33. Швартовний пристрій Швартівний пристрій призначається для кріплення судна при стоянці біля пристаней, набережних, пірсів або біля інших суден, барж і т. д. ,

Із книги Мікрохвильові печінового покоління [Пристрій, діагностика несправностей, ремонт] автора Кашкаров Андрій Петрович

§ 36. Шлюпковий пристрій Шлюпковий пристрій на судні служить для спуску, підйому, зберігання і закріплення шлюпок по-походному.

З книги автора

ПРИСТРІЙ ТАНКУ Т-28 Танк Т-28 проходить площею Урицького. Ленінград, 1 травня 1937 року. Машина випуску 1935 року, добре видно опорні ковзанки раннього типу (АСКМ). Корпус ТАНКА. За весь час серійного виробництватанки Т-28 мали корпуси двох типів: зварні (з гомогенної броні) та

З книги автора

З книги автора

З книги автора

2.1.4. DSP-W215 Електрична розетка з інтегрованою точкою доступу Wi-Fiмоделі DSP-W215 також може використовуватись для швидкого та зручного підключення датчиків температури, системи безпеки, датчиків диму, камер. Настоянка та управління здійснюються через

З книги автора

1. Влаштування НВЧ-печей 1.1. Секрети виправданої популярності сучасних мікрохвильових печей Усі або майже всі способи приготування їжі зводяться до одного – розігріти посуд та його вміст, тобто нагріти сковорідку чи каструлю та, відповідно, її вміст.

Кермовий пристрій є основним засобом, що забезпечує надійне керування судном за будь-яких умов плавання. Його конструкція повинна задовольняти вимоги Річкового Реєстру, що висуваються до судна. даного типу. Воно складається з керма, кермового приводу, кермової машинки, аксіометра, а іноді й кермового покажчика. В даний час на судах знаходять застосування поворотні насадки, активні керма і пристрої, що підрулюють.

Кермо в залежності від форми та розташування пера по відношенню до осі обертання поділяються на прості, балансирні та напівбалансирні (рис. 33).

Простим називається кермо, у якого перо розташоване з одного боку осі обертання (балера). За формою профілю в плані прості керма можуть бути плоскими (пластинчастими) та обтічними. Балансирним називається кермо, у якого перо розташоване по обидва боки балера. Передня по відношенню до балера частина пера називається балансирною частиною. Залежно від конструкції кормової частини судна, балансирні керма можуть мати нижню опору кріплення або бути підвісними. Підвісне балансирне кермо кріпиться на палубі або в корпусі судна на спеціальному фундаменті.

Напівбалансирний відрізняється від балансирного керма тим, що його балансирна частина менша за висотою, ніж усі перо керма, і розташована тільки в нижній частині.

Для забезпечення керованості на задньому ходуштовхачі обладнуються кермами заднього ходу (так званими фланкувальними), які встановлюються попереду гребних гвинтів з таким розрахунком, щоб потік води, що виникає під час роботи гвинтів на задній хід, був направлений на ці керма.

Поворотна насадка (рис. 34) є металевим циліндром, всередині якого знаходиться гребний гвинт судна. Своєю верхньою частиною циліндр кріпиться до балера, за допомогою якого його можна повертати щодо гребного гвинта.

У вихідного отвору насадки, для більшої ефективностіїї дії на керованість судна, укріплено пластинчасте кермо, яке часто називають стабілізатором. З цією ж метою на додаток до стабілізатора іноді насадки обладнуються радіальними ребрами жорсткості та шайбами.

Підрулюючий пристрій являє собою трубу, встановлену впоперек корпусу судна, через яку з борту на борт прокачується забортна вода за допомогою відцентрового насоса або гвинта. У першому випадку підрулюючий пристрій називають насосним, а в другому-тунельним. Вихідні отвори в бортах мають профільовану наделку та решітки для захисту труби (тунелю) від потрапляння сторонніх предметів. Принцип дії пристрою полягає в тому, що при перекачуванні (прогонці) води з одного борту на інший внаслідок реакції струменя, що викидається, створюється упор, перпендикулярний діаметральній площині судна, що сприяє переміщенню судна вправо або вліво. При зміні напряму викиду струменя змінюватиметься напрям переміщення судна.

Рульові приводи служать передачі зусиль від рульової машини на балер керма. Найбільшого поширенняотримали приводи секторного типу із гнучкою або жорсткою передачею.

Мал. 37. Схема електрогідравлічного кермового пристрою

При гнучкій передачі, яка отримала назву штуртросової, зусилля з кермової машини на сектор передається за допомогою ланцюга, сталевого гнучкого тросаабо сталевого прутка. Ланцюг зазвичай ставлять на ділянці, що проходить через зірочку кермової машини, а на прямих ділянках - сталевий тросабо пруток. Для з'єднання окремих ділянок штуртросу застосовуються замки, затискачі та талрепи. Щоб змінити напрямок штуртросу, на криволінійних ділянках ставлять напрямні блоки-роульси, а для запобігання штуртросу від стирання про палубу — палубні ковзанки.

Останнім часом на судах знаходять все більше застосування жорсткі передачі — валикові та шестерні.

Валикова передача (рис. 35) є системою жорстких ланок валиків, з'єднаних між собою універсальними шарнірами або конічними зубчастими шестерними передачами.

Шестерна передача являє собою систему шестерень і валиків, при цьому зусилля кермової машини передається на сектор керма за допомогою черв'яка через шестірню.

На суднах, що мають два і більше кермів, кермовий привід має складнішу конструкцію.

Рульові машини за своєю конструкцією діляться на ручні, парові, електричні та гідравлічні.

Ручні кермові машини прості за конструкцією, тому їх встановлюють на невеликих суднах (катерах) та на несамохідному флоті. Основними елементами ручних кермових машин є штурвальне колесо і пов'язаний з ним барабан, на який намотується ланцюг або трос (при штуртрової передачі). Якщо на судні застосовується не штуртросна, а валикова передача зусиль від кермової машини до керма, штурвальне колесо з'єднується з шестерним або черв'ячним приводом, який механічно пов'язаний з цією валиковою передачею.

Парові кермові машини ставляться на пароплавах як основні.

На більшості сучасних теплоходів знайшли застосування електричні кермові машини. Вони встановлюються в рульовій рубці або румпельному відділенні, що знаходиться в кормовому відсіку судна. Електродвигун приводиться в дію з пульта керування з кермової рубки. Пульт керування має маніпулятор. Поворотом рукоятки маніпулятора вправо чи вліво включаються відповідні контакти, і вал електродвигуна починає обертатися праву чи ліву сторону, змінюючи положення кермів судна. Якщо кермо повернуться на той чи інший борт до свого крайнього положення, контакти розмикаються і електродвигун автоматично вимикається.

Мал. 38. Схема гідравлічного кермового пристрою теплохода "Метеор":
1-циліндр-виконавець; 2-гідропідсилювач; 3-штурвал; 4-циліндр-датчик; 5-рульова машина; 6-витратний бачок; 7-балон з повітрям; 8-ручний аварійний насос; 9-гідронасос; 10-гідроакумулятор

На замітку: Київська Штурман проводить навчання водінню та підвищення водійських навичок

При встановленні електричних рульових машин у обов'язковому порядкупередбачається резервний (запасний) ручний привод рульового пристрою. Щоб не виконувати будь-які перемикання, при переході на ручне керуваннязастосовують диференціал Федорицького.

Цей диференціал (рис. 36) влаштований і працює в такий спосіб. Черв'якові шестерні (колеса) 2 і 5 вільно обертаються на вертикальному валу 6. Внутрішні торцеві поверхні цих черв'якових шестерень жорстко пов'язані з шестернями конічними. На вертикальному валу за допомогою шпонкового з'єднання закріплена хрестовина 4, на кінці якої вільно обертаються конічні шестерні-сателіти 3, пов'язані з шестернями конічними шестернями черв'ячних коліс 2 і 5. верхній кінецьвала 6 посаджена на шпонці циліндрична шестерня 7, що входить у зачеплення із зубчастим сектором рульового приводу.

Черв'яковий гвинт 9 обертається електродвигуном кермового пристрою. Черв'яковий гвинт 8 пов'язаний з запасним ручним приводом і при роботі електродвигуна нерухомий. Внаслідок цього виявляється застопореною черв'ячна шестерня 5 з прикріпленою до неї знизу конічною шестернею. Черв'ячна шестерня 2 обертається гвинтом 9, а її конічна верхня шестерня змушує обертатися шестерні-сателіти 3. Але оскільки шестерня 5 застопорена, шестерні 3 оббігають по її конічній частині, повертаючи хрестовину 4, пов'язаний з нею вал 6 і 6. з'єднаний шестернею 7, повертається.

При ручному керуванні застопореною виявляється черв'ячна шестерня 2. Тоді при обертанні черв'ячного гвинта 9 шестерні-сателіти оббігають конічну шестірню черв'ячного колеса 2, за рахунок чого відбувається поворот вала 6.

Диференціал Федорицького є одночасно і регулятором, що знижує кількість обертів валу 6 порівняно з обертами валу електродвигуна (тобто черв'ячного гвинта 9). Регулятор поміщений у корпус 1.

Гідравлічні кермові машини, незважаючи на цілий ряд позитивних якостей, отримали на річковому флоті найменше поширення. Вони встановлюються головним чином великих і швидкісних суднах з підводними крилами. Принцип їх роботи полягає в наступному (рис. 37): електродвигун 1 приводить в дію насос 2, що перекачує масло в правий 5 або лівий гідравлічний 3 циліндр, в результаті чого в циліндрах переміщається поршень 6 і з'єднаний з ним румпель 4 рульового приводу, що здійснює поворот кермів судна.

Гідравлічний кермовий привід теплохода на підводних крилах "Метеор" представлений на рис. 38. Він складається з силової системита системи управління гідропідсилювачем

У силову (відкриту) систему входять гідронасос з електроприводом, гідропідсилювач, гідроакумулятори, витратний бак, фільтри, балон з повітрям ємністю 8 л з тиском 150 кгс/см2, аварійний насос ручний, арматура і трубопроводи.

Система управління гідропідсилювачем (закрита) складається з циліндрів-датчиків, що приводяться в дію від штурвала кермової машини, циліндрів-виконавців, заповнювального бачка, арматури та трубопроводів.

В якості робочої рідинив системі застосовується авіаційна суміш АМГ-10 (авіаційна олія для гідравліки).

У рульовому приводі передбачено комбінування ручного та гідравлічного керування, що дає можливість у разі відмови гідравлічного керування негайно перейти на ручне.

Усі великі судна незалежно від того, мають вони парові, електричні або гідравлічні машини, повинні мати запасне ручне управління. Час переходу з основного керування кермом на запасне не повинен перевищувати 1 хв.

Зусилля на ручці штурвала ручних рульових приводів не повинно перевищувати 12 кгс.

Тривалість перекладання керма з борту на борт на самохідних суднах з механічними або електричними машинамине повинна перевищувати 30 с, а з ручними – 1 хв. Аксіометр - механічний або електричний прилад, який служить для вказівки кута відхилення пера керма. На нових суднах аксіометр встановлюється на пульті керування.

Кермові покажчики конструктивно пов'язані тільки з головкою балера руля, вони показують справжнє положення керма незалежно від роботи рульових приводів. Показання електричного кермового покажчика може бути виведено безпосередньо в кермову рубку судна.

Кермовий пристрій включає рульову машинуз румпельним, секторним, гвинтовим або гідравлічним приводомі власне кермо, основний та ручний (запасний) привід керма.

До основних вимог, що пред'являються до кермових пристроїв, відносять:

Максимальний кут перекладки керма для морських суден повинен дорівнювати 35 градусам, а для суден річкового флоту може досягати 45 градусів;

Тривалість перекладки керма з одного борту до іншого борту має бути не більше ніж 28 с;

Рульові машини повинні забезпечувати надійну роботу кермового пристрою в умовах качки судна з креном до 45 градусів, тривалого крену - до 22,5 градусів та диференту - до 10 градусів.

Дефектоскопія та ремонт. До характерних дефектів кермового пристрою відносять:

Зношування шийок балера керма, його вигин та скручування;

Зношування підшипників, штирів, сочевиці;

Ушкодження з'єднання балера з пером керма;

Корозійні та ерозійні руйнування, тріщини пера руля;

Порушення центрування керма.

Технічний станкермового пристрою визначають перед кожним черговим оглядом судна (на плаву або в доці), до та після ремонту судна та при підозрі про появу несправності.

Дефектоскопію кермового пристрою проводять у два етапи.

На першому етапі, без будь-яких демонтажних робіт, визначають загальний технічний стан кермового пристрою методом зовнішнього огляду (зі шлюпки та водолазний огляд): відповідність положення пера керма та покажчиків (для визначення величини скручування балера керма); зазори в підшипниках та висоту від п'яти ахтерштевня до пера керма (Н) (просідання керма):

На другому етапі кермо демонтують і розбирають.

Демонтаж, розбирання.Перед демонтажем керма в кормовій частині встановлюють настил, підвішують талі, готують стропи, домкрати та необхідний інструмент. Розбирання включає такі операції:

Розбирають ручний привід керма, гальмівний пристрійі виводять із зачеплення зубчастий сектор механічного приводу;

Знімають з головної частини балера руля зубчастий сектор, румпель;

Розбирають підшипники балера руля, роз'єднують і роз'єднують балер з рудерписом;

Піднімають і виводять перо керма з кормового підзору та опускають на палубу дока, судна або на причал;

Опускають застроплений балер через трубу гельмпорт на палубу;

Вибивають сочевицю з гнізда п'яти ахтерштевня через отвір, що має в ній.

Втулку-підшипник, запресовану в п'яті ахтерштевня, у разі великого зношування розрізають по довжині і після зминання її країв вибивають з гнізда.

При розбиранні кермового пристрою найбільшу складність є демонтаж румпеля з балера керма. Як правило, румпель напресований на головну частину балера у гарячому стані з натягом. Іноді головку румпеля для зняття розрізають газовим різаком під час розбирання та проводять детальну дефектоскопію з подальшим ремонтом деталей рульового пристрою.

Зношування шийок балера усувають проточкою (допустиме зменшення діаметра шийки балера - не більше 10% номінального значення), або електронаплавлення з подальшою механічною обробкою.

Вигнутий балер правлять у гарячому стані з нагріванням до температури 850-900 С, а після виправлення його піддають відпалу та нормалізації. Точність правки вважається задовільною, якщо биття балера в місці вигину буде в межах 0,5-1 мм. Після правки та нормалізації площину фланця балера та шийки проточують на токарному верстаті.

При скручуванні балера до 15 градусів заварюють старий паз шпонки, виконують термообробку цієї ділянки для зняття напруг скручування, розмічають і фрезерують новий шпонковий паз в площині пера керма.

При зношуванні втулки-підшипника та сочевиці їх замінюють. Сочевицю виготовляють із сталі з наступним загартуванням.

Дефект фланцевого з'єднання балера з пером керма усувають їх провертанням, шабренням паза шпонки і установкою нової шпонки.

До найчастіших пошкоджень пера керма відносять вм'ятини та розриви листів обшивки пера керма. При загальному зношуванні обшивки пера руля (більше 25% товщини) листи замінюють.

Тріщини та корозійні руйнування зварних швів усувають обробкою та зварюванням. Перед заміною обшивки пера керма з її внутрішньої порожнини видаляють варпек (продукт перегонки кам'яного вугілля), який є твердою склоподібною масою чорного кольору. Після ремонту у внутрішню порожнину пера руля знову заливають варпек у гарячому стані (при нагріванні варпек стає рідким).

До встановлення простого керма на місце перевіряють центрування отворів петель ахтерштевня методом натягнутої струни. За основу при центруванні петель ахтерштевня приймають осі гельмпортового підшипника та підшипника п'яти ахтерштевня.

Якість ремонту та монтажу рульового пристрою оцінюють за результатами центрування, величиною настановних зазорів у підшипниках, відповідністю положень пера руля та покажчиків.

Критерієм загального технічного станукермового пристрою є час перекладання керма під час ходових випробувань судна, який не повинен перевищувати 28 с. Випробування кермового пристрою повинні проходити при хвилюванні моря не більше 3 балів, на повному передньому ходусудна за номінальної частоти обертання гребного валу.

Методика контролю кермового пристрою за технічним станом.

Методика передбачає визначення загального технічного стану кермового пристрою на основі його зовнішніх оглядів без будь-яких демонтажних робіт (огляд зі шлюпки, водолазний огляд) та контролю наступних параметрів:

рівня віброприскорення балера керма; .

Час перекладання керма з борту на борт;

Тиск рідини в гідравлічних циліндрах для електрогідравлічних кермових машин;

Сили робочого струму виконавчого електродвигуна для електричних кермових машин;

Наявності металевих та абразивних продуктів зношування у робочій рідині.

За рівнем віброприскорення балера керма контролюють стан зазорів у підшипниках керма.

Періодичність контролю параметрів кермового пристрою наведено в таблиці:

Досягнення гранично-допустимого значення хоча б одним із параметрів говорить про необхідність проведення технічне обслуговування(ремонту) кермового пристрою.

На основі контролю фактичного технічного стану кермового пристрою можуть виконуватись наступні роботи: заміна або поповнення мастила у підшипниках, заміна підшипників, плунжерних пар; крім того, вирішується питання про необхідність поставлення судна в док для демонтажу балера через збільшені зазори в його підшипниках та пошкодження пера руля.


Рульовий пристрій забезпечує керованість судна, тобто дозволяє утримувати судно на заданому курсі та змінювати напрямок його руху. Складовими частинамикермового пристрою є: кермо, кермовий двигун, кермовий привід, пост управління та рульова передача.

Кермо служить безпосередньо для збереження чи зміни напрямку руху судна. Він складається із сталевої плоскої або обтічної пустотілої конструкції - пера керма і вертикального поворотного валу - балера, жорстко з'єднаного з пером. На верхній кінець балера (головку), виведений однією з палуб, насаджується сектор чи важіль - румпель.
До нього додається зовнішнє зусилля, що повертає балер. При встановленні пера керма в діаметральній площині судна, що рухається, воно буде зберігати напрямок руху.
Якщо перо керма відхилити від цього положення, то сила тиску води, що діє на перо, створить момент, що обертає, який поверне судно. Рульовий двигун - парова, електрична, гідравлічна або електрогідравлічна машина, що керує.
Рульовий двигун встановлюється біля румпеля і з'єднується з ним безпосередньо, без проміжних передач або окремо від румпеля.

Рульовий привід передає зусилля від керма до балера. Пост управління встановлюється в рульовій рубці. Він служить для дистанційного керуваннякермової машини через штурвал, контролер або кнопковий пульт керування.
Органи управління монтують зазвичай на одній колонці з авторульовим агрегатом, поруч встановлюють шляховий магнітний компас та репітер гірокомпасу. Для контролю за положенням пера руля щодо діаметральної площини судна на колонці управління і на лобовій перебиранні рубки встановлюють рульові покажчики - аксіометри.

Рульова передачаслужить зв'язку поста управління з пусковим механізмом рульового двигуна. Найбільш простими передачамиє механічні, що безпосередньо з'єднують штурвал з пусковим пристроємкермового двигуна.
Але вони мають низку істотних недоліків(Низький ККД, вимагають постійного доглядута ін) і на сучасних судах не застосовуються. Основними видами кермових передач є електричні та гідравлічні.

Мал. 61 Рулі

а - звичайний плоский; б - обтічний; в – балансирний, г – напівбалансирний

За конструкцією пера рулі можуть бути плоскими і обтічними.

Звичайне плоске кермомає вісь обертання біля передньої кромки керма (рис. 61, а). Перо руля 1, виготовлене зі сталевого листа товщиною 20-30 мм, має ребра жорсткості 2, які йдуть поперемінно з одного та іншого боку пера.
Вони відлиті або відковані заодно з потовщеною вертикальною кромкою керма - рудерписом 3, що має ряд петель 4 з надійно закріпленими в них штирями 5. Цими штирями кермо навішується на петлі 6 рудерпоста 9. Штирі мають бронзове облицювання, а петлі рудер-поста. Нижній штир рудерпису входить у поглиблення п'яти ахтерштевня 10, яке для зменшення тертя вставляється бронзова або бакаутова втулка із загартованою сталевою сочевицею на дні. П'ята ахтерштевня через сочевицю сприймає на себе всю вагу керма.
Для попередження зміщення керма нагоруодин із штирів, зазвичай верхній, на нижньому кінці має голівку. Верхня частина рудерпису з'єднується з балером керма 8 за допомогою спеціального фланця 7. Фланець дещо зміщений від осі обертання, завдяки чому утворюється плече та полегшується поворот пера керма.
Зміщений фланець дозволяє під час ремонту пера руля зняти його з петель рудерпоста без підйому балера, роз'єднавши фланець і розгорнувши перо та балер у різні боки.

Звичайні плоскі кермапрості за конструкцією, відрізняються міцністю, але створюють великий опір руху судна та вимагають великого зусиллядля їх перекладання. Тому на сучасних суднах замість плоских кермів застосовуються обтічні.

Перо обтічного керма(рис. 61 б) являє собою зварний металевий каркас, обшитий листовою сталлю (сталева оболонка водонепроникна). Перу надають обтічної форми. Для зменшення опору води руху судна на пере рулі встановлюють спеціальні наделки - обтічники і надають обтічну форму рудерпосту.
Залежно від положення пера руля щодо осі його обертання керма поділяються на звичайні, або небалансірні, балансірні та напівбалансірні.

Біля балансирного керма(рис. 61, в) частина пера розташована до носа судна від осі обертання. Площа цієї частини, яка називається балансирною, становить від 20 до 30% усієї площі пера. При перекладанні керма тиск зустрічних потоків води на балансирну частину пера сприяє повороту керма, зменшуючи тим самим навантаження на кермову машину.
Балансирні керма, як правило, обтічні. Напівбалансирне кермо (рис. 61, г) відрізняється від балансирного тим, що його балансирна частина має меншу висоту, ніж основна.

Кріплення балансирних та напівбалансирних кермівздійснюється по-різному залежно від конструкції корми та ахтерштевня судна. Крім розглянутих основних типів кермів, на деяких судах застосовуються спеціальні керма та підрулюючі пристрої, що дозволяють значно покращити маневрені якості судна. До них відносяться: активні керма, поворотні насадки, додаткові носові керма і пристрої, що підрулюють.

Активні керма мають обтічну форму.У краплеподібній наделке на пере рулі вмонтований електродвигун, який обертає невеликий гребний гвинт, встановлений за задньою кромкою пера. Живлення на електродвигун подається через пустотілий балер.
Активне кермо упором рульового гвинта дозволяє ефективно розгортати судно, що має малу швидкість руху або не має ходу, що дуже важливо при плаванні у вузьках, при швартуванні та інших випадках.

Поворотна насадка є масивним кільцем., закріплене на балері на кшталт балансирного керма. При повороті насадки струмінь води, що відкидається гребним гвинтом, змінює свій напрямок і цим забезпечується поворот судна.
Такі насадки використовуються на буксирах. Носові керма балансирного типу встановлюються на додаток до основних для покращення керованості на задньому ході. Вони застосовуються на поромах та деяких інших судах.

Для покращення маневреності суднавикористовуються також підрулюючі пристрої. Їх гребні гвинти, насоси або крильчасті рушії створюють упор у напрямку, перпендикулярному ДП судна, чим сприяють ефективному розвороту судна. Керують підрулюючими пристроями з кермової рубки.