Повышение эксплуатационных характеристик системы гидроприводов спускоподъемного устройства глубоководного водолазного колокола путем введения активных компенсаторов качки тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.02, кандидат наук Мусатов Роман Львович

• Мусатов Роман Львович
• кандидат наук
• 2022

Оглавление диссертации кандидат наук Мусатов Роман Львович

Вв едение

Гл ава 1. Существующие системы гидроприводов спускоподъемных устройств водолазного колокола и методы анализа их характеристик

1.1 Анализ спускоподъемных устройств

1.2 Анализ систем приводов спускоподъемного устройства водолазного колокола

1.2.1 Пассивные системы приводов

1.2.2 Активные системы приводов бортовые (кормовые)

1.2.3 Активные системы приводов (шахтные)

1.3 Зарубежные аналоги спускоподъемных устройств

1.4 Анализ существующих методов расчета конструкций спускоподъемных устройств водолазного колокола и постановка

задачи исследования

Глава 2. Схемно - конструктивное построение системы гидроприводов спускоподъемного устройства водолазного колокола

2.1 Обоснование схемно-конструктивного построения системы гидроприводов спускоподъемного устройства водолазного колокола

2.2 Принцип работы системы гидроприводов спускоподъемного устройства водолазного колокола

2.2.1 Принцип работы привода грузового якоря

2.2.2 Принцип работы привода водолазного колокола

2.3 Описание системы приводов спускоподъемного устройства водолазного колокола

2.4 Особенности работы системы гидроприводов спускоподъемного устройства водолазного колокола

2.5 Выводы к главе

Глава 3. Математическое описание и исследование системы гидроприводов спускоподъемного устройства водолазного колокола

3.1 Математическое моделирование привода спуска (подъема) водолазного колокола и грузового якоря

3.1.1 Математическая модель блока управления

3.1.2 Математическая модель электрогидравлического усилителя

3.1.3 Математическая модель гидрообъемного привода

3.1.4 Математическая модель объекта регулирования

3.2 Математическое моделирование привода компенсации качки водолазного колокола

3.3 Исследование функционирования системы приводов спускоподъемного устройства водолазного колокола

3.3.1 Постановка задачи и формирование алгоритма анализа функционирования системы приводов спускоподъемного устройства водолазного колокола

3.3.2 Исследование работы приводов

3.3.3 Исследование влияния внешних факторов на основные характеристики процессов спуска (подъема) и стабилизации

водолазного колокола

3.4. Анализ характеристик, отражающих функционирование предложенной схемы спускоподъемного устройства водолазного

колокола

Глава 4. Экспериментальные исследования характеристик системы гидроприводов спускоподъемного устройства водолазного колокола

4.1 Описание экспериментальной установки

4.2 Анализ экспериментальных характеристик

4.2.1 Постановка эксперимента

4.2.2 Обработка экспериментальных данных, сравнение результатов

экспериментального и теоретического исследований

За ключение

Перечень основных обозначений, индексов, сокращений

Список использованной литературы

Пр иложение А. Патент на изобретение №2436994 от 24.08.2010г. «Гидросистема спускоподъемного устройства водолазного

колокола»

Акты об использовании результатов работы

Введение

Актуальность исследований. Разработка спускоподъемных устройств для водолазных колоколов, а также систем приводов к ним получила широкое развитие в 80-х годах 20-го века. Технической базой для построения систем приводов служили объемные гидромашины (пластинчатые, шестеренные, аксиально-поршневые II гаммы) с максимальным рабочим давлением до 16МПа. Ясно, что технические возможности таких систем были весьма ограниченными.

Спасательные и научно-исследовательские корабли должны оснащаться специализированным оборудованием, а именно, спускоподъемными устройствами, имеющими необходимые технические характеристики.

За прошедшие двадцать лет в нашей стране резко сократилось количество спасательных судов способных проводить работы по глубоководным спускам.

Разработка и изготовление глубоководных водолазных комплексов в Советском Союзе носило единичный характер. Последней разработкой по заказу ВМФ был проект 10420 (КСПУ ВК-10420), разработанный ПКБ "Прогресс" г. Николаев в 1991 г. и предназначенный для погружения водолазного колокола на глубину до 450м. Работы по нему прекратились из-за финансово-экономических проблем.

В связи с ожидаемым подъемом экономики, а также с участившимися случаями катастроф на море, вновь возникает практический интерес к таким системам и несомненно, что их разработка будет производиться на новой технической базе, отвечающей современным требованиям по точности и надежности.

Результаты, связанные с проведением спасательных работ во время событий с АПЛ «Курск», указали на необходимость создания глубоководных водолазных комплексов, име-ющих технические характеристики на уровне мировых образцов, подтвердили актуальность и высокую значимость данных работ. [1,2,3].

Таким образом, для решения современных задач, связанных с необходимостью погружения на глубины до 500м, в условиях значительной качки судна (до 6 баллов), требуется создание спускоподъемных устройств, обеспечивающих высокую точность стабилизации положения водолазного колокола (ВК), а также обеспечение заданной скорости процесса спуска (подъема). Решение такой задачи невозможно без разработки новых схемных решений, а также проведении научных исследований, подтверждающих требуемые характеристики спускоподъемных устройств глубоководного водолазного колокола.

Цель и задачи исследования. Целью настоящей диссертации является повышение эксплуатационных характеристик системы гидроприводов спускоподъемного устройства глубоководного водолазного колокола (СПУ ВК) за счет предложенных и научно обоснованных технических решений и разработанных методик анализа его характеристик.

Для достижения поставленной цели в диссертации были поставлены следующие задачи:

1. Проанализировать существующие схемы и конструкции СПУ ВК, а также методы их исследования. На основе проведенного анализа сформировать требования к перспективным образцам СПУ ВК.

2. Разработать вариант схемного решения системы гидравлических приводов, позволяющий улучшить технические характеристики СПУ ВК.

3. Разработать математическую модель функционирования системы приводов СПУ ВК.

4. Выявить влияние параметров системы приводов и внешних возмущений на рабочие характеристики СПУ ВК.

5. Разработать экспериментальную установку, позволяющую провести исследование предложенной схемы системы приводов и проверку предложенных расчетных моделей.

Методологическая основа работы базируется на методах современной схемотехники, основных положениях теории гидропривода, методах математического моделирования динамики электрогидравлических систем.

Научная новизна:

1. Предложена схема построения системы приводов СПУ ВК, реализующая повышенные точностные и динамические характеристики СПУ ВК.

2. Построена математическая модель, отражающая функционирование системы приводов СПУ ВК в условиях повышенной качки судна.

3. Разработаны методики расчета и проведено исследование характеристик системы приводов в процессе спуска (подъема) и компенсации качки.

4. Выявлены основные режимные и геометрические параметры системы приводов, влияющие на характеристики СПУ ВК.

Практическая ценность.

Практическая значимость работы состоит в том, что предложенное схемное решение системы двух взаимосвязанных гидроприводов позволяет существенно повысить технические характеристики спускоподъемного устройства, а разработанные математические модели и методики проектных расчетов позволяют провести исследование проектируемой системы приводов для проведения испытаний, что позволяет снизить сроки и стоимость разработки при обеспечении высокого качества процессов спуска-подъема водолазного колокола.

Реализация результатов работы.

Разработанные методики расчета системы приводов СПУ ВК внедрены в АО "ВНИИ "Сигнал" и используются в инженерной практике при проведении опытно-конструкторских работ по созданию новых и модернизации существующих систем гидроприводов для спускоподъемных устройств и систем стабилизации качки.

Предложенная схема системы приводов водолазного колокола защищена патентом РФ №2296692 и использована при разработке гидросистемы спускоподъемного устройства водолазного колокола для глубоководного

водолазного комплекса "Дельфин-ГВК" разработки КБ "Арматура" - филиал ГКНПЦ им М.В. Хруничева и АО "ВНИИ" Сигнал.

Результаты исследований внедрены в учебный процесс подготовки бакалавров и магистров по направлению 15.10.00 "Технологические машины и оборудование" (профиль "Гидравлические машины, гидропривод и гидропневмоавтоматика").

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

1. Оригинальная конструкция системы приводов СПУ ВК, обеспечивающая повышенные требования к точности позиционирования и характеристикам процесса спуска (подъема).

2. Методика расчета характеристик системы приводов СПУ ВК с учетом работы компенсатора качки.

3. Математическая модель системы приводов СПУ ВК, отражающая процессы спуска (подъема) в условиях существенной качки судна.

4. Результаты исследования по определению параметров системы приводов существенным образом влияющих на характеристики СПУ ВК.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение эксплуатационных характеристик системы гидроприводов спускоподъемного устройства глубоководного водолазного колокола путем введения активных компенсаторов качки»

Апробация работы.

1. II Конференция молодых ученых и специалистов Московского отделения Академии навигации и управления движением, Москва, 2009г. ЦНИИАГ.

2. IV Уткинские чтения, БГТУ-"Военмех" С.-Петербург, 2009 г.

3. Конференция специалистов и ученых "Актуальные проблемы развития вооружения в современных условиях", Н. Новгород, 2010 г. ЦНИИ "Буревестник".

4. IV Всероссийская научно-техническая конференция "Вооружение. Технология. Безопасность. Управление." Ковров, 2009 г. КГТА.

5. VI Всероссийская научно-техническая конференция "Вооружение. Технология. Безопасность. Управление." Ковров, 2012 г. КГТА.

6. VII Всероссийская научно-техническая конференция "Вооружение. Технология. Безопасность. Управление." Ковров, 2015 г. КГТА.

7. VIII Всероссийская научно-техническая конференция "Вооружение. Технология. Безопасность. Управление." Ковров, 2017 г. КГТА.

8. Конкурсы научно-технической деятельности молодежи и НТС на предприятии АО "ВНИИ "Сигнал" г. Ковров.

Публикация результатов.

Основные положения диссертации опубликованы в 11 печатных работах. Из них 4 работы в изданиях, входящих в перечень ВАК Российской Федерации. На схемное решение и принцип действия системы гидроприводов оформлен 1 патент на изобретение.

Содержание и структура работы. Работа включает в себя введение, четыре главы, заключение, перечень основных обозначений, индексов, сокращений, список литературы и приложения.

Во введении обоснована актуальность темы исследования, формируется цель работы, формулируются задачи, которые необходимо решить для реализации поставленных целей и проверки предлагаемого решения, указывается методологическая основа исследования, раскрывается научная новизна и практическая значимость диссертационной работы.

В главе 1 излагаются основные характеристики систем гидроприводов СПУ ВК, дается классификация по наиболее существенным признакам; сформированы принципы построения систем приводов СПУ ВК; приводится краткая характеристика существующих схем построения систем приводов, и анализ свойственных им недостатков, рассмотрен ближайший аналог системы приводов комплекса спускоподъемного устройства водолазного колокола для глубоководного водолазного комплекса проекта 10420 (КСПУ ВК-10420), разработанного в объеме технического проекта ПКБ "Прогресс" г. Николаев в 1991 г. и предназначенного для погружения водолазного колокола на глубину до 450м. Проведен анализ существующих работ в области проектирования и исследования СПУ ВК. Указываются требования, предъявляемые к современным устройствам данного класса, а также вопросы, связанные с теоретическими и экспериментальными исследованиями при создании перспективных образцов СПУ ВК.

Во главе 2 рассматривается новый подход к построению систем приводов спускоподъемного устройства водолазного колокола. Представлено описание предлагаемой системы гидроприводов, принцип ее работы, отмечены преимущества, по сравнению с ранее разработанными системами.

В главе 3 представлена математическая модель, описывающая работу системы гидроприводов в заданных режимах, проведено математическое моделирование работы системы гидроприводов в заданных режимах и выбор параметров, обеспечивающих повышенные технические характеристики системы гидроприводов СПУ ВК.

В главе 4 рассмотрен экспериментальный образец системы приводов СПУ ВК, а также разработанный экспериментальный стенд для исследований системы приводов СПУ ВК. Показаны результаты экспериментальных исследований, анализ которых подтверждает адекватность разработанной математической модели и сходимость полученных результатов исследований.

В заключении приведены основные результаты работы.

Глава 1. Существующие системы гидроприводов спускоподъемных устройств водолазного колокола и методы анализа их характеристик

1.1 Анализ спускоподъемных устройств

Важнейшими составными частями комплексов технических средств изучения и освоения Мирового океана служат различного рода контейнеры с научной аппаратурой, наблюдательные камеры, водолазные колокола, глубоководное дистанционно управляемое оборудование для обследования дна и добычи минеральных ресурсов.

Для оптимального использования данных аппаратов под водой необходимо наличие на судне специальных устройств для переноса их за борт и спуска под воду.

Спуск аппарата с надводного судна-носителя и подъем его на борт после погружения — очень ответственные этапы эксплуатации. Данные манипуляции несут ряд опасностей, будучи характерными источниками поломок и аварий, особенно в штормовую погоду. Можно считать, что успешное использование аппарата в районе работ во многом зависит от спускоподъемного оборудования и самого выполнения процесса спуска (подъема).

На конструкцию рассматриваемых устройств определяющее влияние оказывают следующие факторы:

- связь опускаемого неавтономного объекта с судном-носителем по средством кабель-троса;

- массогабаритные характеристики самого объекта;

- необходимость выполнения работ при неподвижном или движущемся судне-носителе;

- отношение задач, выполняемых опускаемым объектом, к задачам самого судна-носителя.

Специфика задач, выполняемых совместно судном-носителем и объектом, определяет степень сложности устройства.

Для конструкций устройств, обслуживающих неавтономные спускаемые объекты, очень важна глубина их погружения, которая колеблется от десятков до нескольких сотен метров. Значительные глубины погружения вызывают необходимость применения специальных кабель-тросов большой длины, что затрудняет проектирование лебедок и других обслуживающих механизмов. Кроме того, использование кабель-тросов большой длины предполагает учет волновых процессов деформирования канатов при динамических расчетах устройств.

Устройства для спуска-подъема подводных неавтономных аппаратов можно классифицировать (Рисунок 1.1) по следующим признакам [4]:

- выполнению операции спуска-подъема и эксплуатации аппаратов с движущегося судна или с судна без хода;

- расположению устройства в рабочем состоянии на судне;

- разновидности выносной металлоконструкции [5,6].

Спускоподъёмные устройства должны:

- обеспечивать требуемые силовые характеристики для подъема водолазного колокола на борт и спуска на воду;

- обеспечивать требуемые скоростные характеристики для быстрого спуска или подъема водолазного колокола;

- обеспечивать безопасность проведения спускоподъемных операций;

- стабилизировать положение водолазного колокола.

Выносные металлоконструкции чаще других элементов подвержены изменениям при разработке новых конструктивных схем.

Рисунок 1.1. Классификация устройств для спуска и подъема неавтономных подводных технических средств.

Широкое применение получили средства для спуска различной аппаратуры через судовые шахты. Это обусловлено тем, что спуск аппаратуры большой массы за борт на судах приводит к его значительному крену.

При расположении шахты у миделя судна получается существенное снижение негативного влияния бортовой и килевой качки, что позитивно сказывается на возможностях проведения исследований при волнении.

1.2 Анализ систем приводов спускоподъемного устройства водолазного

колокола

Колебания судна (с установленным на нем СПУ) и обслуживаемого объекта в вертикальной плоскости присутствуют практически на всех этапах спускоподъемных операций в условиях волнения. Данные колебания выступают в качестве негативного режима, влияющего на процесс спуска-подъема, а для неавтономных технических средств и часто их использование по прямому

назначению. Для компенсации негативного влияния, применяют различные виды устройств компенсации качки.

Системы приводов функционально по принципу действия делятся на два типа: пассивного и активного. Пассивный принцип подразумевает под собой наличие в системе упругих и демпфирующих элементов с необходимыми характеристиками, изменяющими в нужном направлении характеристики колебательной системы. При активном принципе используют автоматические системы управления работой системы приводов [7].

Пассивный принцип, по своей сути более просты и надежны, но имеют существенные массогабаритные показатели, связанные с механическими и гидропневматическими пружинами. В активных используются значительное количество приборов автоматического управления и требуют высокой надежности автоматики.

Основными задачами является компенсация вертикальных колебаний при качке судна во время спускоподъемных операций и при нахождении объектов в непосредственной близости от морского дна.

Необходимость в компенсации вертикальных колебаний при качке судна точек подвески канатов, кабель-тросов неавтономных объектов актуальна для водолазных колоколов, контейнеров с научной аппаратурой, опускаемых в толщу воды. Цель установки компенсатора - снизить до допустимых пределов вертикальные колебания объекта, связанного с колеблющимся на волнении судном [8,9,10].

Система приводов спускоподъемного устройства водолазного колокола представляет собой совокупность приводов, предназначенных для выполнения функций, таких как:

- вращение барабанов лебедок водолазного колокола (ВК), и других вспомогательных механизмов с усилиями, скоростями и направлениями в соответствии с режимами работы этих механизмов;

- управление компенсаторами качки водолазного колокола и якоря (при наличии) для обеспечения стабилизированного положения водолазного колокола относительно дна или якоря.

В плане теоретических исследований функционирования СПУ ВК следует отметить работы советских и российских ученых таких, как: Дубровский О.Н., Лагерев А.В., Шмаков М.Г., и зарубежных ученых: Бугаенко А.Г., Магула В.Э.

В работах таких авторов, как Александров М.Н., Бугаенко А.Г, Магула В.Э., Шмаков М.Г. [5,7,11,12,13,14,15] приводятся сведения о конструктивных особенностях и математическом описании работы СПУ для неавтономных технических объектов, методики расчетов вертикального перемещения водолазного колокола и грузового якоря в толще воды, натяжения в кабель-тросе при колебании грузового якоря.

В трудах отечественных авторов, таких как Дубровский О.Н., Валдаев М.М., Лагерев А.В. [16,17,18,19,20] рассмотрены общие вопросы проектирования, а также конструкции гидромашин, гидрооборудования, гидроприводов различных судовых механизмов и гидравлических систем и конструкции гидравлических систем дистанционного управления судовыми гидроприводами. Одновременно в данных трудах рассмотрены методики гидроэнергетических расчетов судовых гидроприводов всех основных типов, приведены расчеты по определению энергетических параметров, характеристик эффективности, а также внешних, пусковых, регулировочных характеристик судовых гидроприводов - с объемным и дроссельным регулированием различного типа, с электронасосами и дизель-насосными агрегатами, изложены методы расчета оптимальных параметров и режимов работы судовых гидроприводов.

1.2.1 Пассивные системы приводов

Наиболее простым устройством, обеспечивающим выбирание «слабины» в канатах при вертикальном перемещении плавучего объекта у борта судна, является противовес, прикрепленный к подвижной обойме полиспаста, в который

запасован канат. Использование полиспаста необходимо, так как, помимо режима слежения, должна быть предусмотрена возможность спуска-подъема каната для присоединения к плавучему объекту и его отдачи [5,12,14].

Одна из возможных схем такого устройства для каната-проводника приведена на рисунке 1.2, а, где 1 — лебедка, служащая для спуска-подъема каната; 2 — противовес; 3 — подвижный блок полиспаста; 4 — неподвижные блоки полиспаста; 5 — плавучий объект, совершающий вертикальные колебания у борта судна.

Недостатком противовеса в качестве элемента устройства слежения являются значительные габариты и масса. Повышение кратности полиспаста приводит к уменьшению хода противовеса, требует при равном натяжении пропорционального увеличения массы противовеса. Вследствие этого противовесы в качестве устройства слежения применяют редко.

Более совершенно (по массогабаритным характеристикам) устройство, в котором слежение обеспечивается натяжением пружины 6 (рисунок 1.2, б). Однако достаточно большой ход пружины при малом изменении нагрузки в начале и конце хода подвижного блока обеспечить сложно.

Рисунок 1.2. Схемы следящего привода противовесного и пружинного.

На рисунке 1.2, в, г приведены диаграммы растяжения двух разных пружин с одинаковым конечным усилием QK1=QК2. При равном ходе S, соответствующем положениям подвижного блока I и II, разница усилий для второй пружины ДQ2 меньше, чем для первой ДQ1.

Вторая пружина имеет более пологую диаграмму нагружения. Такую диаграмму возможно получить, увеличив число витков пружины. Чем больше число витков и длина пружины в нерабочем состоянии, тем меньше разница усилий в начале QН1, QН2 и конце ОК1, Ою ее рабочего хода.

В связи с этим пружины в качестве привода слежения получили распространение лишь в устройствах с малым натяжением в канатах. Для надежности амортизаторы конструируют с пружинами сжатия, разрушение которых не приводит к разрыву связи.

Ограничений по величине натяжения лишены схемы слежения, в которых в качестве привода используют гидрополиспаст с гидропневмоаккумулятором (рисунок 1.3).

Рисунок 1.3. Схема следящего привода с гидрополиспастом Устройство его следующее. Гидроцилиндр 2 прикреплен к судовой конструкции; шток 6 гидроцилиндра подсоединен к подвижному блоку 7 канатного полиспаста, ходовой конец которого соединен с плавучим объектом 8,

а коренной - с лебедкой 5 для спуска-подъема отсоединенного каната. Штоковая полость гидроцилиндра заполнена жидкостью и связана гидропневмоаккумулятором 3, который представляет сосуд, разделенный на газовую и жидкостную полости. Разделение полостей может осуществляться с помощью гибкой резиновой мембраны либо подвижного поршня [12,14].

На схеме изображен гидропневмоаккумулятор мембранного типа. Жидкость в гидропневмоаккумуляторе, а следовательно, и в штоковой полости гидроцилиндра, находятся под давлением предварительно сжатого газа. Поршневая полость не заполнена и связана со сливом 1. Перемещение штока в режиме слежения за перемещениями плавучего груза приводит к тому, что жидкость из гидроцилиндра вытесняется в аккумулятор, сжимая при этом газ, либо поступает под давлением аккумулятора в гидроцилиндр. Таким образом, газ выступает в роли пружины сжатия.

Диаграмма сжатия газа при относительно малых скоростях слежения приближенно может считаться линейной и приниматься аналогичной диаграмме пружинного компенсатора. Объем газовой полости определяет крутизну диаграммы сжатия. При малом объеме давление в газовой полости при поступлении жидкости в аккумулятор резко возрастает. Для увеличения объема газовую полость подсоединяют к баллонам 4. Это уменьшает крутизну диаграммы и выравнивает усилия в начале и конце хода штока. Введение гидрополиспаста в режиме слежения выполняют следующим образом. Канат на плавучем объекте 8 закрепляют при значительной слабине в канате, что необходимо из-за колебаний объекта. Это значит, что шток в таком случае перемещен в нижнее крайнее положение и находится под давлением жидкости. После подсоединения каната к объекту лебедка 5 начинает выбирать канат до тех пор, пока положение штока не будет соответствовать среднему положению объекта. В этот момент лебедка останавливается. Выбор момента оператор определяет приближенно, поэтому гидроцилиндр для безопасности должен иметь некоторый запас хода [21].

Указанные ограничения по величине хода являются недостатком всех рассмотренных схем приводов пассивного типа.

1.2.2 Активные системы приводов бортовые (кормовые)

Недостатков пассивных систем приводов лишены схемы приводов со следящими лебедками, одна из них приведена на рисунке 1.4 [5,7,15].

Канат, подсоединенный к колеблющемуся объекту 3, намотан на барабан 5 лебедки, в которой в качестве двигателя используется гидромотор 7, связанный через редуктор с барабаном. Гидромотор подсоединен трубопроводом к гидропневмоаккумулятору 11 и пневмобаку 13.

Гидропневмоаккумулятор к гидромотору подключают с помощью двухпозиционного распределителя 10, В положении, показанном на схеме, трубопроводы аккумулятора и пневмобака перекрыты.

Рисунок 1.4. Схема привода со следящей лебедкой

В правой рабочей позиции распределителя 10 аккумулятор и пневмобак подсоединяются к гидромотору и допускается протекание жидкости в обоих направлениях (это отмечено стрелками); возможен режим управления. Действительно, если плавучий объект будет подниматься вверх, то слабина выбирается барабаном, так как жидкость под давлением в гидропневмоаккумуляторе устремится к гидромотору, заставит его вращаться и поступит в пневмобак 13 (сосуд с газом малого давления). При движении объекта вниз барабан 5, а следовательно и гидромотор 7, станут принудительно вращаться в другую сторону. Гидромотор работает в насосном режиме и перекачивает жидкость из гидробака 13 в гидропневмоаккумулятор, сжимая при этом газ в газовой полости.

Для нормальной работы устройства, помимо режима слежения, необходимо обеспечить и другие режимы.

Одним из таких режимов является спуск-подъем свободного каната. Эти операции выполняются с помощью вспомогательного гидронасоса 1 и трехпозиционного распределителя 4. Для спуска каната распределитель 10 устанавливают в исходное положение, при котором аккумулятор и гидробак отсекаются от гидромотора 7; распределитель 4 переводится в правую рабочую позицию и включается в работу гидронасос 1. При этом жидкость поступает из гидробака к насосу 1, который подает ее через фильтр 2 и распределитель 4 в правую ветвь главного трубопровода. Так как распределитель 10 не пропускает жидкость, она идет на гидромотор 7, заставляя его вращаться на спуск каната. Отработанная жидкость через второй канал (стрелка вниз) распределителя 4 поступает в гидробак. Изменение направления вращения гидромотора 7 достигается переводом распределителя в левую рабочую позицию, в которой изменяется направление движения жидкости от насоса 1 к гидромотору.

При переходе с режима подъема закрепленного каната на объекте на режим слежения необходимо исключить разрыв каната после выбирания слабины и при движении объекта вниз на волне. Для этого обе ветви главного трубопровода, подходящего к гидромотору 7, закольцованы через предохранительный клапан 6.

Если плавучий объект начинает перемещаться вниз, то гидромотор 7, работая в режиме насоса, повышает давление в трубопроводе, вызывает срабатывание предохранительного клапана 6 и жидкость перетекает из напорной в сливную полость гидромотора. Гидромотор проворачивается с моментом на валу, определяемым давлением настройки клапана. Это давление выбирается таким образом, чтобы канат не разорвался. Для перехода на режим слежения в главном трубопроводе установлено реле давления 9, дающее импульс на перевод распределителя 10 в правую рабочую позицию. Управление распределителями 4 и 10 производится с помощью системы управления (на рисунке не показано).

Режим пополнения гидроаккумулятора выполняется гидронасосом 1 при положениях распределителей 4 и 10, соответствующих показанным на рис. 1.4. В этом случае жидкость через невозвратный клапан 8 поступает в гидропневмоаккумулятор 11. Давление ограничивается предохранительным клапаном 12.

Из-за нерегулярного характера колебаний плавучего груза у борта качающегося судна-носителя и слабины в канатах, необходимой для соединения захватных органов СПУ с грузом, начальные значения относительных скоростей движения груза случайны. Поэтому при включении механизма подъема вручную не удается избежать рывков. В тех же случаях, когда относительная скорость движения груза равна нулю, процесс подъема будет аналогичен подъему с тихой воды. Более того, если поднимать груз вверх со скоростью, равной сумме скоростей предварительно разогнанного механизма подъема и движения точек крепления шкивов на СПУ, то можно было бы осуществить безрывковый подъем.

Такой момент может рассматриваться как предпочтительный для начала подъема. Однако переход на благоприятный режим подъема может быть осуществлен лишь при соблюдении ряда условий.

Первое - исключение слабины в грузовой канатной проводке до начала подъема, что может быть осуществлено с помощью следящего привода.

Второе - малая инерционность перехода с следящего режима в грузовой. Из-за больших моментов инерции вращающихся масс механизмов подъема не

удается, как правило, обеспечить слежение за счет вращения всего привода. Поэтому целесообразно разделить привод подъема на две части: главную, рассчитанную на подъем со скоростями 10—20 м/мин, и вспомогательную (следящую), обеспечивающую выбор слабины в канатной проводке со скоростью 200—240 м/мин.

Большая инерционность грузовой части механизма требует соблюдения третьего условия: до начала подъема грузовой привод должен обеспечить номинальные обороты.

Указанные три условия и подача сигнала на переход со следящего режима в грузовой в благоприятный момент являются необходимыми требованиями, предъявляемыми к автоматической системе безрывкового подъема [5,15,22].

1.2.3 Активные системы приводов (шахтные)

Рассмотрим некоторые из таких систем, получивших распространение [5,23,24].

На рисунке 1.5 приведена схема лебедки, разделенной на следящую и грузовую части. Поднимаемый груз 1 остроплен с помощью захвата 2 подвески, выполненной в виде двухшкивного блока, через который пропущены грузовые канаты. Коренные концы канатов закреплены на металлоконструкции СПУ, а ходовые - на барабанах 3 и 10. Барабаны насажены на валы зубчатого редуктора 9, центральное колесо которого через сцепную муфту 6 связано с грузовой частью привода, состоящей из редуктора 5 и двигателя 4. Следящая часть лебедки в виде гидродвигателя 16 и гидропневмоаккумулятора 15 кинематически связана с шестерней редуктора 9. Со следящей частью привода через редуктор 9 соединен тахогенератор 11, входящий в автоматическую систему выбора подъема АСВП.

10

и (? /I

и

í

V_/

Рисунок 1.5. Схема лебедки с грузовой и следящей частями.

После остропки груза 1 лебедка входит в следящий режим от гидропневмоаккумулятора. При этом гидродвигатель 16 в зависимости от перемещения плавучего груза работает в режиме насоса (при спуске груза вниз насос нагнетает масло в аккумулятор) и мотора (при подъеме жидкость из аккумулятора под давлением вращает гидродвигатель и обеспечивает выбор слабины каната).

В следящем режиме работы лебедки муфта 6 рассоединена, а грузовая часть привода может быть разогнана и вращаться независимо от вращения барабанов лебедки.

Тахогенератор 11, вращаясь синхронно с барабанами лебедки, в режиме слежения вырабатывает ЭДС, величина которой изменяется от нуля у подошвы волны до максимума посредине и нуля у вершины волны. При движении груза вверх и вниз направление ЭДС меняет знак. Это позволяет, используя полупроводниковый вентиль 14, разделить направление движения груза. В цепь тахогенератора может быть подано эталонное напряжение, величина которого регулируется сопротивлением 12 и устанавливается в соответствии со скоростью вращения предварительно разогнанной грузовой части. Знак эталонного напряжения выбирают обратным направлению ЭДС тахогенератора при подъеме груза.

В случае двух подвесок АСВП каждую из них необходимо соединить последовательно. При этом команда на замыкание муфт обеих лебедок будет подаваться лишь при одновременном достижении благоприятных моментов перехода на грузовой режим носовой и кормовой подвесок.

Следящий режим привода может быть осуществлен с помощью полиспаста грузового каната, подвижная часть которого подпружинена [5,12,16].

Часто, особенно в СПУ с малой высотой подъема, в качестве механизма подъема используют полиспасты с гидроцилиндрами (рисунок 1.6). Гидроцилиндр 5 штоком связан с подвижной обоймой 6 гидрополиспаста, канат которого подсоединен к плавучему грузу 9. Режим слежения обеспечивается гидропневмоаккумулятором 4, имеющим относительно невысокое давление в газовой полости. Режим грузового подъема осуществляется насосом 2, создающим давление, превышающее давление, создаваемое аккумулятором и достаточное для подъема груза. Максимально допустимое давление в системе ограничивается предохранительным клапаном 1. Переход со следящего режима на грузовой выполняют, переключая двухпозиционный распределитель 3 по команде от АСВП 7.

Рисунок 1.6. СПУ с механизмом подъема в виде полиспаста с

гидроцилиндрами

В момент переключения распределителя в режим подъема гидропневмоаккумулятор отсекается от гидроцилиндра, к которому подсоединяется насос. Тахогенератор АСВП 7 связан подвижной обоймой гидрополиспаста 6 с помощью реечно-шестеренчатого механизма 8, преобразующего возвратно-поступательное движение обоймы в режиме слежения во вращательное.

Аналогично спроектирована гидросистема спускоподъемного устройства водолазного колокола для глубоководного водолазного комплекса проекта 10420 (КСПУ ВК-10420), разработанного ПКБ "Прогресс" г. Николаев в 1991г. и предназначенного для погружения водолазного колокола на глубину до 500м [25]. Принципиальная гидравлическая схема привода компенсации качки комплекса показана на рисунке 1.7.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Мусатов Роман Львович, 2022 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Баранов, И.Л. Операция по подъему атомной подводной лодки «Курск». Судостроение, №2, 2002. - С.59-66.

2. Спасский, И. Д. «Курск». После 12 августа 2000 года: [Об истории подготовки и проведения операции по подъему АПК ""Курск"]. - М: Русь, 2003. -285 с.

3. Концепция развития глубоководных сил и средств Российской Федерации на период до 2021 года. - М.: 2006.

4. Автономные подводные роботы: системы и технологии / М.Д. Агеев Л.В. Киселев, Ю.В. Матвиенко и др. / ред. М.Д. Агеев. - Москва : Наука, 2005. - 398с.

5. Бугаенко, Б.А. Специальные судовые устройства [Текст] / Бугаенко Б.А., Магула В.Э.- М.: Машиностроение, 1974. - 392с.

6. Правила классификации и постройки обитаемых подводных аппаратов и глубоководных водолазных комплексов. СПб.: Регистр мор. судах. РФ, 1993,.269 с.

7. Шмаков, М.Г. Специальные судовые устройства [Текст] Л.: Судостроение, 1975. - 484 с.

8. Правила устройства и безопасной эксплуатации спускоподъемных устройств обитаемых подводных снарядов и аппаратов ВМФ (ПСПУ-75). М.: Воениздат. 1975г.

9. ОСТ В5.2224-77. Устройства судовые спуско-подъемные. Типы, параметры и общие технические требования. 1977г. - 14с.

10. ОСТ 5.5022-80. Системы гидравлические. Гидравлический и тепловой расчет. М.: 1980г. -

11. Бугаенко, Б.А. Динамика судовых спускоподъемных операций [Текст] - Киев: Наукова Думка, 2004. - 320с.

12. Бугаенко, Б.А. Судовые спускоподъемные устройства. Конструкция и проектирование. Учебное пособие. Николаев: НКИ, 1979. -348с.

13. Бугаенко, Б.А. Судовые спуско-подъемные устройства. [Текст] / Бугаенко Б.А., Резчик Ю.И., Сорокин Б.Л., Хоногков Л.: Судостроение, 1980. -173с.

14. Оснащение и управление АНПА при обследовании подводных трубопроводов / М.Д. Агеев // Подводные технологии. - Владивосток : Дальнаука, 2005. - №1. - С. 68-72.

15. Александров, М.Н. Судовые устройства. Справочник. [Текст] / Александров М.Н., Бугаенко Б.А., Магула В.Э. [и др.]; под общ. ред. Александрова М.Н. Л.: Судостроение, 1987. - 655с.

16. Колесников, О.Г. Судовые вспомогательные механизмы и системы. Учебник для училищ морского транспорта. М.: Транспорт, 1977г. - 464с.

17. Дубровский, О.Н. Гидравлические приводы судовых механизмов. / О.Н. Дубровский, Б.А. Руфин, М.Н. Артамонов. Л.: Судостроение, 1969г. - 384с.

18. Дубровский, О.Н. Гидроэнергетические расчеты судовых силовых гидравлических приводов и систем. Л.: Судостроение, 1974г. - 280с.

19. Валдаев, М.М. Гидравлические приводы судовых палубных механизмов. Л.: Судостроение, 1973г. - 295с.

20. Лагерев, А.В. Проектирование насосных гидроприводов подъемно-транспортной техники. Учеб. Пособие. - Брянск: БГТУ, 2006г. - 232с.

21. Колтыго, В.Д. Экспериментальное определение вертикальных колебаний опускной платформы спуско-подъемного устройства// Совершенствование судовых устройств и гибких конструкций.: Сб.науч.тр. — Николаев НКИ, 1986. с.58-64.

22. Вайнсон, А.Л. Подъемно-транспортные машины. - М.: Машиностроение, 1989. - 536с.

23. Галь, А.Ф. Анализ конструкций спускоподъемных устройств подводных технических средств. / А.Ф. Галь, М.А. Дубина. Сборник научных

трудов Национального университета кораблестроения, Николаев, 2008г. - №2 (419) - С.32-38.

24. Фигичев, А.И. Аварийно-спасательные и судоподъемные средства/А.И. Фигичев, Ю.В. Васильев, Г.К. Крылов, А.В. Сытин, В.С. Ястребов. - Л.: Судостроение, 1979. - 264 с.

25. Материалы технического проекта глубоководного водолазного комплекса проекта 10420 (КСПУ ВК-10420), Николаев, 1991г. - 167с.

26. Суда - носители подводных аппаратов. Электронный адрес. URL: http: //ilovediving.ru//.

27. Шиффлер, М. Основы расчета и конструирования подъемно -транспортных машин. [Текст] / Шиффлер М., Пайер Г., Курт Ф.: сокр. пер. с нем. - М.: Машиностроение, 1980. - 255с.

28. Джозеф, Н. Торз. Подъем затонувших кораблей. Пер. с англ. Дашкевич А.Ф., Дмитриева Г.С. Л.: 1985. 336с.

29. Дж.Кенни. Техника освоения морских глубин. Пер. с англ. А.Ф.Дашковича и Г.С.Дмитриева. Л.: Судостроение, 1977. 312 с.

30. Jane's Underwater Technology 1999-2000.

31. Jane's World Fighting Ships 2001-2003.

32. Bruce L. Hutchison and Duane Zaible. Conceptual Design of Medium-Endurance Research Vessel Optimazed for Mission Flecsibility and Seakeeping // Marine Technology. - 1987. Vol.24, №2. - April.- pp. 170-190.

33. Спуско-подъемное устройство пат 2114756С1 Рос Федерация МПК7 6 В 63 В27/08 / Кувшинов Г Е, Чупина К В, патентообладатель ДВГТУ -№ 95114874/28, заявл 21 08 95, опубл 10 07 98, Бюл № 19.

34. Кувшинов, Г.Е. Системы управления глубиной погружения буксируемых объектов/ / Г. Е. Кувшинов, Л. А. Наумов, К. В. Чупина. -Владивосток Дальнаука, 2006 -312 с.

35. Чупина, К.В Влияние качки судна на глубину погружения буксируемого подводных объектов // Технические проблемы освоения

Мирового океана Материалы международной науч -техн конф 14-17 сентября 2005 г - Владивосток Изд-во «Дальнаука» ДВО РАН, 2005 - С. 90-92.

36. ОТТ 6.1.47-96. Водолазные комплексы судов ПСО ВМФ. Система ОТТ к видам ВиВТ. СПб.: 1996г. - 102с.

37. Правила устройства и безопасной эксплуатации спускоподъемных устройств обитаемых подводных снарядов и аппаратов ВМФ (ПСПУ-75). М.: Воениздат. 1975г.

38. ОСТ В5.2224-77. Устройства судовые спуско-подъемные. Типы, параметры и общие технические требования. 1977г. - 14с.

39. Кувшинов, Г. Е. Системы управления глубиной погружения буксируемых объектов / Г. Е. Кувшинов, Л. А. Наумов, К. В. Чупина.-Владивосток: Дальнаука, 2005.-285 с.

40. Торопов, Б.Н. Исследование динамический явлений при подъеме грузов с больших глубин: Дис. Канд. Техн.наук. Николаев, НКИ, 1980. 161 с.

41. Казмиренко, В.Ф. Электрогидравлические мехатронные модули движения: Основы теории и системное проектирование. Учебн. пособие.- М.: «Радио и связь», 2001.

42. Мусатов, Р.Л. Гидросистема спускоподъемного устройства водолазного колокола / Р.Л. Мусатов, А.В. Васильев, В.В. Савинов // Вопросы оборонной техники. - Сер. 9. Специальные системы управления, следящие приводы и их элементы.- 2010.- Вып. 3(244) - 4(245).-С.158-162.

43. Мусатов, Р.Л. Особенности построения системы приводов спускоподъемного устройства водолазного колокола / Р.Л. Мусатов, Е.М. Халатов // Справочник. Инженерный журнал. Москва, №4, 2015. -С.50-56.

44. Мусатов, Р.Л. Гидросистема спускоподъемного устройства водолазного колокола // Вооружение. Технология. Безопасность. Управление: материалы IV межотраслевой научно-технической конференции с международным участием аспирантов и молодых ученых. - г.Ковров: ГОУ ВПО "КГТА им. В.А. Дегтярева" - 2009г.- С.125-130.

45. Патент РФ №2005122776/11 18.05.2005. Валиков П.И., Кокошкин Н.Н., Маранцев М.А., Медведев В.И., Мусатов Р.Л., Петров Р.А., Савинов В.В., Смирнов, Смольянинов В.А., Хорохорин Б.А., Чиркин Ф.В. Гидросистема спускоподъемного устройства водолазного колокола// Патент России №2296692. 2007. Бюл.№10.

46. Патент РФ №2009120846/11 01.06.2009. Валиков П.И., Васильев А.В., Маранцев М.А., Новоселов Б.В., Петров Р.А., Савинов В.В., Смирнов, Смольянинов В.А., Хорохорин Б.А., Чиркин Ф.В. Гидросистема спускоподъемного устройства водолазного колокола// Патент России №2403170. 2010. Бюл.№31.

47. Следящие приводы [Текст]/ В двух книгах. Под ред. Б.К. Чемоданова. В 2 кн. Кн. 2. - М.: Энергия, 1976. - 384 с.

48. Динамика гидропривода / под ред. В.Н. Прокофьева. - М.: Машиностроение, 1972.

49. Попов, Д.Н. Механика гидро и пневмоприводов : учеб. для вузов / Д.Н. Попов. 2-е изд., стер. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002 - 320с.

50. Навроцкий, К.Л. Теория и проектирование гидро - и пневмоприводов: Учебник для студентов вузов по специальности «Гидравлические машины, гидроприводы и гидропневмоавтоматика». М.: Машиностроение, 1972. - 384с.

51. Понтрягин, Л. С. Математическая теория оптимальных процессов / Л. С. Понтрягин. - М.: Наука, 1969. - 384 с.

52. Смирнова, В.И. Проектирование и расчет автоматизированных приводов: учебник / В.И. Смирнова, В.И. Разинцев. - М.: Машиностроение, 1990.

53. Крассов, И.М. Приближенное определение реакции струи в гидравлическом усилителе "сопло-заслонка" / И.М. Крассов, Л.И. Радовский, Б.Г. Турбин // Автоматика и телемеханика. - 1960. -№11.

54. Гамынин, Н.С. Динамика быстродействующего гидравлического привода / Н.С. Гамынин, Ю.К. Жданов, А.Л. Климашин. - М.: Машиностроение, 1979.

55. Даршт Я.А. Имитационное моделирование элементов гидропривода. (Учебное пособие к лекционному курсу: '' Гидропривод и средства гидроавтоматики».) - Ковров: КГТА, 2008. - 80с.

56. Мусатов, Р.Л. Технические показатели аксиально-поршневых гидромашин как возможных элементов автоматического привода/ Р.Л. Мусатов [и др.] //Известия Тул.ГУ Серия вычислительная техника. Информационные технологии. Системы управления. Вып.3. Системы управления. Том 1. - Тула: Изд-во ТулГУ 2006г. -С.243-246.

57. Круглов, В.Ю. О возможности применения аксиально-поршневых гидромашин с наклонным диском в приводах с высокими динамическими свойствами./ В.Ю. Круглов [и др] // Вооружение. Технология. Безопасность. Управление: материалы IV межотраслевой научно-технической конференции с международным участием аспирантов и молодых ученых. - г.Ковров: ГОУ ВПО "КГТА им. В.А. Дегтярева" - 2006г.-С.171-175.

58. Садовский, Б.Д. Математическая модель регулируемого гидропривода / Б.Д. Садовский А.Я. Метелица, Я.В. Вольфсон [и др.] // Вопросы оборонной техники. - 1967. - сер.9, вып.3.

59. Солунин, В. Л. Высокоточные системы управления и приводы для вооружения и военной техники / В.Л. Солунин и др.; под ред. В.Л. Солунина.-М.: Издательство МГТУ им. Н.Э.Баумана, 1999.-430 с.

60. Прокофьев, В.Н. Аксиально-поршневой регулируемый гидропривод [Текст]/ В.Н. Прокофьев, Ю.А. Данилов, Л.Н. Кондаков [и др.]; под общ. ред. В.Н. Прокофьева -М.: Машиностроение, 1969.- 496 с.

61. Орлов, Ю.М. Объемные гидравлические машины. Конструкция, проектирование, расчет / Ю.М. Орлов. - М.: Машиностроение, 2006.

62. Мусатов, Р.Л. Об использовании аксиально-поршневого гидромотора с наклонным диском в гидроприводах высокоточной следящей системы./ Р.Л. Мусатов [и др.]// Вопросы оборонной техники.- Сер. 9. Специальные системы управления, следящие приводы и их элементы. - 2010.-Вып. 3(244) - 4(245). - С. 152-157.

63. Прокофьев, В. Н. Основы функциональной взаимозаменяемости гидропередач / В. Н. Прокофьев; Взаимозаменяемость и технические измерения в машиностроении: сборник трудов. - М.: Машиностроение, 1964. -С. 217-250.

64. Потемкин, В. Г. Инструментальные средства MATLAB 5.X. - М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 2000. - 332 с.

65. Поршнев, С.В. MATLAB 7. Основы работы и программирования. Учебник - М.: ООО БиномПресс», 2006 г. - 320 с.

66. Дьяконов В.П. Matlab 7.* /R2006/R2007 - Москва: ДМК пресс, 2008. -

768 с.

67. Потемкин, В. Вычисления в среде MATLAB. - М.: Диалог-МИФИ, 2004. - 714 с.

68. Руппель, А.А., Моделирование гидравлических систем в Matlab / А.А. Руппель, А.А. Сагандыков, М.С. Корытов. - Омск: СибАДИ, 2009. - 172с.

69. Кондрашов, В. Matlab как система программирования научно-технических расчетов. / Кондрашов В., Королев С. - М.: Мир, 2002. - 350 с.

70. Тома, Дж. Математические модели и эффективный К.П.Д. гидромашин и трансмиссий / Дж. Тома. Power. - 1970. - № 11. - С. 139-143.

71. Дьяконов В.П. Simulink 4. Специальный справочник. - Санкт-Петербург: "Питер", 2002. - 528 с.

72. Метьюз Дж.Г., Финк К.Д. Численные методы. Использование MATLAB, 3-е издание.: Пер. с англ. - М.: Издательский дом "Вильяме", 2001. -720 с.

73. Черных, И.В. Simulink: Инструмент моделирования динамических систем / Издательство Диалог-МИФИ", Москва 2004

74. Мусатов, Р.Л. Методика исследования основных характеристик системы приводов СПУ ВК/ Р.Л. Мусатов, Е.М. Халатов // Вооружение. Технология. Безопасность. Управление: материалы VIII Всероссийской научно-технической и научно-методической конференции с международным участием, -Ковров: ГОУ ВО "КГТА им. В.А. Дегтярева" - 2017г.- С.301-305.

75. Мусатов, Р.Л. Исследование системы приводов спускоподъемного устройства водолазного колокола в режиме спуска-подъема // "Гидропривод и гидропневмоавтоматика - 2012", сборник трудов. - Ковров, КГТА, 2013г.- С. 104-112.

76. Мусатов, Р.Л. Исследование системы управления спускоподъемным устройством водолазного колокола // "Гидропривод и гидропневмоавтоматика -2015", сборник трудов. - Ковров, КГТА, 2015г.- С.153-160.

77. Мусатов, Р.Л. Стенд для испытаний электрогидравлической системы спускоподъемного устройства водолазного колокола спасательного судна // "Гидропривод и гидропневмоавтоматика - 2012", сборник трудов. Ковров, КГТА, 2013г.- С.100-103.

78. Воронов, С.А. Испытания аксиально-поршневых гидромашин [Текст]: монография / С.А. Воронов, Р.Л. Мусатов, Б.В. Степанов; под общей ред. д-ра. техн. наук С.А. Воронова. - Ковров: ФГБОУ ВО «КГТА им. Дегтярева», 2017. -196 с.

79. Датчик-реле разности давления Д100. Технические условия ТУ 257301.061-89.

80. Датчик глубины (оборотов лебедки, оборотов кран блока) САФ ДГ-2. Электронный адрес. URL: http://old.saf-oil.ru/.

81. Потапов, А.М. Настройка и испытания следящих приводов. Л.: Энергия, 1970г. - 104с.

82. Санчугов, В.И. Технологические основы динамических испытаний и отработки гидросистем и агрегатов: учебное пособие - Самара: СНЦ РАН, 2003г.-96 с.

83. Алиев, Т.А. Экспериментальный анализ/ Алиев Т.А. - М.: Машиностроение, 1991. - 272 с.

Приложение А

Патент на изобретение №2436994 от 24.08.2010г. «Гидросистема спускоподъемного устройства водолазного колокола»

1Р(П)(0€Ж®€ЖАШ ФВДШРАЩШШ

ж жжжжж ж ж ж ж ж ж ж ж

ж

Ж

ж

ж ж ж

ж

I Ж Ж Ж ЖЖЖ

НА ИЗОБРЕТЕНИЕ

№ 2296692

ГИДРОСИСТЕМА СПУСКОПОДЪЕМНОГО УСТРОЙСТВА ВОДОЛАЗНОГО КОЛОКОЛА

Патентообладатель(ли): Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт "Сигнал" (ФГУП "ВНИИ "Сигнал") (Ш)

Автор(ы): см. на обороте

Ш£

Заявка № 2005122776

Приоритет изобретения 18 июля 2005 г. Зарегистрировано в Государственном реестре изобретений Российской Федерации 10 апреля 2007 г. Срок действия патента истекает 18 июля 2025 г.

Руководитель Федеральной службы по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам

Б.П. Симонов

ж

ж

ж

ш

Ж

>жжжжжжжжжжжжжжжжжжжжжжжжжжжжжжжж<

Продолжение приложения А

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

(19)

О

(N1 СП (0 СО

СП

см с^

££

КУ

(11)

С1

(51) МПК

В63С 11/44 (2006.01) П5В 9/17 (2006.01) Н02в 11/02 (2006.01)

ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ, ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ

<12) ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

(21), (22) Заявка: 2005122776/11, 18.07.2005

(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 18.07.2005

(45) Опубликовано: 10.04.2007 Бюл. № 10

(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: ив 5373925 А, 20.10.1994. Эи 738943 А, 08.06.1980.

Адрес для переписки:

601903, Владимирская обл., г. Ковров, ул. Крупской, 57, ФГУП "ВНИИ "Сигнал"

(72) Автор(ы):

Валиков Петр Иванович ((41)), Кокошкин Николай Николаевич ((411), Маранцев Михаил Алексеевич (Я11), Медведев Владимир Иванович (Ии), Мусатов Роман Львович (ЯШ. Петров Рудольф Алексеевич (1311), Савинов Виктор Владимирович (ки), Смирнов Борис Алексеевич ((311), Смольянинов Валерий Алексеевич (1411), Хорохорин Борис Александрович (1411), Чиркин Федор Владимирович (141))

(73) Патентообладатель(и): Федеральное государственное унитарное предприятие"Всероссийский научно-исследовательский институт "Сигнал" (ФГУП "ВНИИ "Сигнал") ((411)

(54) ГИДРОСИСТЕМА СПУСКОПОДЪЕМНОГО УСТРОЙСТВА ВОДОЛАЗНОГО КОЛОКОЛА

(57) Формула изобретения Электрогидравлическая система управления спускоподъемным устройством водолазного колокола, содержащая не менее двух регулируемых гидронасосов, систему управления, выходы которой соединены с управляющими входами каждого регулируемого насоса, первый гидромотор, выход которого соединен с лебедкой грузового якоря, второй гидромотор, выход которого соединен с лебедкой водолазного колокола, а также первый силовой гидроцилиндр, выход которого соединен с компенсатором изменения силы натяжения троса грузового якоря, второй силовой гидроцилиндр, выход которого соединен с компенсатором качки водолазного колокола, отличающаяся тем, что в нее введены гидравлическое коммутационное устройство, входы которого соединены с выходами каждого из указанных регулируемых насосов, выходы соединены с каждыми гидромотором и гидроцилиндром, а управляющие входы - с системой управления; дополнительный регулируемый гидронасос, вход которого соединен с системой управления, а выход с гидравлическим коммутационным устройством; датчики давления, входы которых подключены к выходам всех регулируемых насосов; датчики положения штоков силовых гидроцилиндров, входы которых связаны со штоками силовых гидроцилиндров; датчики скорости вращения гидромоторов, входы которых связаны с выходами гидромоторов, причем выходы датчиков давления, датчиков положения штоков силовых гидроцилиндров, датчиков скорости вращения лебедок соединены с вновь введенными входами системы управления.

С

Еч) К)

ш ш

О)

ш ю

о

Стр.: 1

Акты об использовании результатов работы

4 Экспериментальных данных основных режимных и геометрических параметров системы приводов, влияющих на характеристики электрогидравлического следящего привода.

По результатам совместных разработок получен патент РФ №2296692 "Гидросистема спускоподъемного устройства водолазного колокола".

Разработка и исследования выполнялись в рамках работ по выполнению ОКР «Разработка глубоководного водолазного комплекса для спасательного судна проекта 21300» (Шифр «Дельфин-ГВК»),

Комиссия установила, что:

- представленные математические модели адекватно отражают процесс работы системы приводов, что подтверждается результатами экспериментальных исследований;

- разработанные методики расчета системы приводов СПУ ВК внедрены в АО "ВНИИ "Сигнал" и могут быть использованы в инженерной практике при проектировании новых и модернизации существующих электрогидравлических приводов;

- внедрение научно обоснованных технических разработок вносит значительный вклад в повышение быстродействия, точности и других характеристик электрогидравлических приводов.

Председатель комиссии:

Члены комиссии:

УТВЕРЖДАЮ

дарственная технологическая академия им. В.А. Декгяр^а", д.э.н., профессор ----- Е.Е. Лавришева

Рек^ЙЬ ФГБОУ ВО "Ковровская госу-

.¿Л** V" :*

2018 г.

Акт

о внедрении результатов диссертационной работы Мусатова Романа Львовича в учебный процесс Ковровской государственной технологической академии им. В.А. Дегтярева.

Настоящий акт составлен в том, что результаты диссертационной работы Мусатова Р.Л., выполненной на тему "Повышение эксплуатационных характеристик гидроприводов спуско-подъемного устройства глубоководного водолазного колокола путем введения активных компенсаторов качки", внедрены в учебный процесс при подготовке бакалавров и магистров по направлению "Технологические машины и оборудование" в Ковровской государственной технологической академии им. В.А. Дегтярева.

Полученные в работе методические материалы по расчету, проектированию и исследованиям высокоточных гидроприводов включены в учебный процесс, в частности в рабочую программу дисциплины "Гидравлические передачи", занятия по которой ведет Мусатов Р.Л. на кафедре "Гидропневмоавтоматика и гидропривод" Ковровской государственной технологической академии им. В.А. Дегтярева (по совместительству).

Заведующий кафедрой

'Гидропневмоавтоматика и гидропривод", к.т.н., доцент

В.В. Артемов

Профессор кафедры "Гидропневмоавтоматика и гидропривод", к.т.н.

О.В. Косорукова