第八章、舵机3-4.ppt

§8—3 液压舵机的转舵机构 作用：将油泵供给的液压能转变为转动舵杆的机械能，以推动舵叶偏转 液压缸 分类：按动作方式不同： 1、往复式：滑式（十字头式、拨叉式）、滚轮式、摆缸式（课件） 2、回转式：转叶式 一、往复式转舵机构（课件） 1、? 滑式转舵机构： 十字头式、拨叉式 1）十字头式转舵机构 ?基本组成： 转舵油缸 插入油缸中的撞杆 十字形滑动接头：将撞杆的往复运动转变为舵的摆动。侧推力由导板和滑块承受 撞杆行程限制器（挡块）11：限制撞杆的极限行程（＞最大舵角1.50，油缸底部空隙≮10mm） ?受力分析： 与舵杆方向始终垂 直的力Q P/cosα πD2p/4cosα N 式中：α—舵角 D—撞杆直径，m； p—撞杆两端的油压差，Pa 转舵力矩M zQRηm πD2 z p R0ηm /4cos2α 式中：R R0/ cosα——转舵力臂； R0—舵杆中心线到撞杆中心线的距离，即舵柄最小工作长度 ηm——机械效率，滑式机构一般取0.75~0.85； z——油缸对数 ?扭矩特性： 由公式：M zQRηm πD2 z p R0ηm/4cos2α知： 当D、p、R0既定时，α↑→M↑，这种扭矩特性与舵的水动力矩的变化趋势相适应。因此当公称转舵扭矩既定时，滑式转舵机构的尺寸或最大工作油压较其它转舵机构小 滑式转舵机构的工作油压不会随α的增大而急剧增加 ?十字头式转舵机构特点： ①扭矩特性良好，承载能力较大，能可靠平衡撞杆所受的侧推力，可用于转舵扭矩很大的场合 ②撞杆和油缸间的密封多采用V型密封圈。其开口面向压力油腔，磨损后有自动补偿能力。更换比较容易 ③油缸内壁除靠近密封端的一小段外，都不与撞杆接触 ④撞杆为单作用， 须成对工作，尺寸、 重量较大。舵机室 也需较大宽度； ⑤安装、检修比 较麻烦。 2）拨叉式转舵机构： （课件） 使用整根撞杆，撞杆中部有圆柱销，销外套有方形（或圆形）滑块。撞杆移动时，滑块一面绕圆柱销转动，一面在舵柄的叉形端部滑动（或滚动） 与十字头式相比，拨叉式的特点： 结构简单（无需导板，侧推力由撞杆本身承受），加工和拆装方便 占地面积少10%~15%，重量少10%左右，R0少26% 公称扭矩较小时可用拨叉式，较大时采用十字头式为宜 2、? 滚轮式转舵机构（课件） 滚轮代替滑式机构中的十字头或拨叉 Q Pcosα π/4 D2pcosα 转舵扭矩M zQR0ηm π/4 D2p zR0ηmcosα 扭矩特性：当D、p、R0既定时，α↑→M↓ 实际上， α↑→工作油压↑↑ 特点： ①工作时无侧推力，结构简单，加工容易，拆装方便 ②每个油缸均与其撞杆自成一组，可采用单列式、双列式或上下重叠式等 ③滚轮与撞杆间的磨损可自动补偿 ④扭矩特性差，要达到同样的转舵扭矩，须采用比滑式更大的结构尺寸或工作油压 ⑤在负扭矩下转动时滚轮可能与某侧撞杆脱开而导致敲击。故有的机构在滚轮与撞杆间设有板簧拉紧机构 3、? 摆缸式转舵机构（课件） 扭矩特性与滚轮式基本相同 特点： ①双作用活塞代替单作用撞杆，油缸利用率提高，外形尺寸和重量减小 ②结构简单，安装方便 ③因采用双作用活塞，对其加工工艺及密封性要求较高 ④检查和更换密封件不如撞杆式方便，铰接处磨损较大时也会出现撞击 ⑤油路中须采用容积补偿措施 ⑥扭矩特性不好，多用于功率不大的舵机中 二、回转式转舵机构 1、? 结构与动作原理 2、? 转舵扭矩：M zpAR0ηm （M与α无关） 式中：z——转叶数目； p——转叶两侧油压差，Pa； A----每个转叶的单侧面积，m2； R0——转叶压力中心至舵杆轴线的距离，m； ηm——机械效率，一般0.75~0.85 3、? 特点： ①占地面积小，重量轻，安装方便 ②无须外部润滑，管理方便，且转舵时舵杆不受侧推力，可减轻舵承磨损 ③扭矩特性不如滑式，但比滚轮式和摆缸式好 ④内漏部位较多，密封不易解决，容积效率低 §8—4 液压舵机的遥控系统 随动操舵系统：接受舵令后，将舵转至指令舵角后停止转舵 自动操舵系统：电罗经直接控制舵机使船克服外界干扰，在给定航线上航行 非随动（手操）操舵系统：只控制舵机的起停和转舵方向。驾驶台或舵机房进行 分类：按传递信号的不同： 机械式 液压式 电气式（应用最普遍）： 特点：动作灵敏，准确，工作可靠；操作轻便，维修方便；不易受船体变形或气候条件的影响 一、伺服油缸式舵机遥控系统 1、组成： 电气遥控：将驾驶台发出的操舵信号传递到舵机室 液压伺服：将信号转换成伺服油缸活塞杆的位移，再通过浮动杆式追随机构控制主油泵的变量机构，以实现远距离操舵 缺点：不能满足万吨以上油轮45s内排除单向故障的要求 2、动作原理： 限位开关：限制伺服活塞的最大移动位置，以限制最大操舵角 3、各阀