舵機(jī)轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)和遙控系統(tǒng)講解課件

1、發(fā)信器受動(dòng)器遙控系統(tǒng)舵葉轉(zhuǎn)舵油缸液壓舵機(jī)轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)舵裝置第1頁(yè)，共24頁(yè)。93 液壓舵機(jī)的轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu) 轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)作用：用來(lái)將油泵供給的液壓能變?yōu)檗D(zhuǎn)動(dòng)舵桿的機(jī)械能，以推動(dòng)舵葉偏轉(zhuǎn)。 轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)分類(lèi)：（根據(jù)動(dòng)作方式的不同分）往復(fù)式回轉(zhuǎn)式撥叉式滾輪式擺缸式十字頭式轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)第2頁(yè)，共24頁(yè)。 一、 十字頭式轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)（動(dòng)畫(huà)） 結(jié)構(gòu)：主要由轉(zhuǎn)舵油缸、插入油缸中的撞桿以及與舵柄相連接的十字形滑動(dòng)接頭等組成。工作原理：見(jiàn)右圖及后圖第3頁(yè)，共24頁(yè)。 四缸轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)（也稱(chēng)四撞桿轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)）如下所示：第4頁(yè)，共24頁(yè)。 十字頭式轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)的受力分析：如圖所示。液壓對(duì)舵柄產(chǎn)生作用力Q ：Q = P/cos=(D2p)/(4 c

2、os)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)舵力矩M： M = z Q Rm = z (P / cosR0 )/( cos m) M =D2 z p R0 m / （4 cos2）第5頁(yè)，共24頁(yè)。 結(jié)論1：滑式轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)所能產(chǎn)生的轉(zhuǎn)舵力矩M 隨舵角的增大而增大，與舵的水動(dòng)力矩的變化趨勢(shì)相適應(yīng)。第6頁(yè)，共24頁(yè)。 結(jié)論2：十字頭式轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)的工作油壓不會(huì)因的增大而急劇增加。 因?yàn)椋?p = 4 M cos2/ D2 z R0 m M cos2 結(jié)論3：撞桿有側(cè)推力。需要轉(zhuǎn)舵扭矩很大的場(chǎng)合應(yīng)有可靠地平衡撞桿所受的側(cè)推力裝置（導(dǎo)板）。第7頁(yè)，共24頁(yè)。 十字頭式轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)： 1）扭矩特性良好，承載能力較大，能可靠地平衡撞桿所受

3、的側(cè)推力，可用于轉(zhuǎn)舵扭矩很大的場(chǎng)合。 2）撞桿和油缸間的密封大都采用V型密封圈。密封圈工作油壓越高撐開(kāi)越大，從而更加貼緊密封面，故密封可靠，磨損后還具有自動(dòng)補(bǔ)償能力。此外，密封泄漏時(shí)較易發(fā)現(xiàn)，更換也較方便。 3）油缸內(nèi)壁除靠近密封端的一小段外，都不與拉桿接觸，故可不經(jīng)加工或僅作粗略加工。 4）油缸為單作用，必須成對(duì)工作，故尺寸、重量較大。而且撞杯中心線通常都按垂直于船舶尾線方向布置，故舵機(jī)室也需要較大的寬度。 第8頁(yè)，共24頁(yè)。二、 撥叉式轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)（動(dòng)畫(huà)） 受力分析：與十字頭式轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)相同。 撥叉式轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)特點(diǎn)：側(cè)推力可直接由撞桿本身承受而無(wú)需導(dǎo)板。撞桿軸線至舵桿軸間的距離R0可縮減26%，撞

4、桿的最大行程因而得以減小。在公稱(chēng)轉(zhuǎn)舵扭矩和最大工作油壓相同的情況下，撥叉式的占地面積可比十字頭式減少10 15%，重量亦相應(yīng)減輕10%。但公稱(chēng)轉(zhuǎn)舵扭矩較大時(shí)仍以采用十字頭式為宜。第9頁(yè)，共24頁(yè)。 三、 滾輪式轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu) （動(dòng)畫(huà)） 受力分析： 液壓對(duì)舵柄產(chǎn)生作用力： Q = P cos= D2p cos/4 轉(zhuǎn)舵扭矩： M= z Q R0m = D2 z p R0m cos/4 結(jié)論：隨著的增大，這種機(jī)構(gòu)的工作油壓比滑式機(jī)構(gòu)增加得快。第10頁(yè)，共24頁(yè)。 滾輪式轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)： l）工作時(shí)無(wú)側(cè)推力，故整個(gè)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工容易，安裝、拆修都較方便。 2）提高了布置上的靈活性。 3）滾輪與撞桿間的

5、磨損可自動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償，不會(huì)因接頭磨損、間隙增大而產(chǎn)生撞擊。 4）扭矩特性差，故而限制了它在大扭矩舵機(jī)中的應(yīng)用。 5）當(dāng)舵葉在負(fù)扭矩作用下轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)或者在穩(wěn)舵時(shí)油路鎖閉不嚴(yán)，則滾輪就有可能與某側(cè)撞桿脫開(kāi)而導(dǎo)致敲擊。因此，在某些滾輪式機(jī)構(gòu)中，在滾輪與拉桿的端部之間還增設(shè)了板簧拉緊機(jī)構(gòu)。 第11頁(yè)，共24頁(yè)。四、 擺缸式轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu) （動(dòng)畫(huà)） 主要結(jié)構(gòu)：采用了與支架相鉸接的兩擺動(dòng)式油缸和雙作用的活塞。油缸兩端的油管必須采用有撓性的高壓軟管。 第12頁(yè)，共24頁(yè)。 擺缸式機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)舵扭矩：轉(zhuǎn)舵時(shí)，油缸擺角（即任意舵角時(shí)油缸中心線與中舵時(shí)舵柄的垂直線間的夾角）將隨油缸的安裝角（即中舵時(shí)的油缸擺角）和舵轉(zhuǎn)角而變。一般

6、常使中舵時(shí)為最大，而最大舵角時(shí)為零或接近于零。但不論舵角如何， 角總是很小，如果將其忽略不計(jì)，則擺缸式與滾輪式的轉(zhuǎn)舵扭矩基本相同。 第13頁(yè)，共24頁(yè)。擺缸式機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)舵的特點(diǎn)： 1）用雙作用活塞代替了單作用的撞桿，提高了油缸的利用率，減小外形尺寸和重量。 2）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝較方便。 3）由于采用了雙作用活塞，對(duì)油缸內(nèi)表面的加工精度、活塞桿與油缸的同軸度、以及活塞與油缸間的密封等都有較高的要求。 4）活塞密封較差運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性低；檢查和更換密封件又不如撞桿式方便；當(dāng)鉸接處磨損較大時(shí)，工作中也會(huì)出現(xiàn)撞擊。 5）理論排油量和進(jìn)油量嚴(yán)格說(shuō)來(lái)并不完全相等，如果使用奇數(shù)的雙作用活塞式油缸（在應(yīng)急情況下）則相差

7、更為明顯，所以在油路中必須采取容積補(bǔ)償措施。 6）扭矩特性不佳（與滾輪式類(lèi)同），應(yīng)用于功率不大的舵機(jī)。第14頁(yè)，共24頁(yè)。受力分析：轉(zhuǎn)舵扭矩： M= z p A R0m 結(jié)論：轉(zhuǎn)葉式機(jī)構(gòu)所能產(chǎn)生的轉(zhuǎn)舵扭矩與舵角無(wú)關(guān)，其扭矩特性在坐標(biāo)圖上是一條與橫坐標(biāo)平行的直線。五、回轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)（動(dòng)畫(huà)）第15頁(yè)，共24頁(yè)。 圖示為AEG型轉(zhuǎn)葉式油缸及密封裝置?；剞D(zhuǎn)式轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)特點(diǎn)： 1）占地面積小，重量輕，安裝方便； 2）無(wú)需外部潤(rùn)滑，管理簡(jiǎn)便，且轉(zhuǎn)舵時(shí)舵桿不受側(cè)推力，可減輕舵承磨損； 3）鈕矩特性不如滑式，但比滾輪式和擺缸式好； 4）內(nèi)泄露部位較多，密封不如往復(fù)式容易解決，容積效率較低，油壓較高時(shí)更為突出。第

8、16頁(yè)，共24頁(yè)。9-4 液壓舵機(jī)的遙控系統(tǒng) 現(xiàn)代船舶的舵機(jī)，一般都同時(shí)裝有可由駕駛臺(tái)遙控的隨動(dòng)操舵系統(tǒng)和自動(dòng)操舵系統(tǒng)。此外，一般還同時(shí)設(shè)有單動(dòng)（非隨動(dòng)）操舵系統(tǒng)。 遙控系統(tǒng)分類(lèi)： 按操舵控制方法分： 隨動(dòng)操舵系統(tǒng)； 自動(dòng)操舵系統(tǒng)； 單動(dòng)（非隨動(dòng)）操舵系統(tǒng)。 按傳遞操舵信號(hào)方法分：機(jī)械式、液壓式、電氣式和電液式。 現(xiàn)代船舶大都采用電氣式或電液式遙控系統(tǒng)。 第17頁(yè)，共24頁(yè)。 隨動(dòng)操舵系統(tǒng)：是指在操舵者發(fā)出舵角指令后，不僅可使舵按指定方向轉(zhuǎn)動(dòng)，而且在舵轉(zhuǎn)到指令舵角后還能自動(dòng)停止操舵的系統(tǒng)。 自動(dòng)操舵系統(tǒng)：是在船舶長(zhǎng)時(shí)間沿指定航向航行時(shí)使用，它能在船舶因風(fēng)、流及螺旋槳的不對(duì)稱(chēng)作用等造成偏航時(shí)，靠羅經(jīng)測(cè)知并自動(dòng)發(fā)出信號(hào)，使操舵裝置改變舵角，以使船舶能夠自動(dòng)地保持既定的航向。 單動(dòng)（非隨動(dòng)）操舵系統(tǒng)：只能控制舵機(jī)的起停和轉(zhuǎn)舵方向，當(dāng)舵轉(zhuǎn)至所需要的舵角時(shí)，操舵者必須再次發(fā)出停止轉(zhuǎn)舵的信號(hào)，才能使舵停轉(zhuǎn)。通常既可設(shè)在駕駛臺(tái)，也可在舵機(jī)室操縱，以備應(yīng)急操舵或檢修、調(diào)試舵機(jī)之用。第18頁(yè)，共24頁(yè)。隨動(dòng)舵、自動(dòng)舵和非隨動(dòng)（單動(dòng)）舵控制框圖如下所示：第19頁(yè)，共24頁(yè)。 一、伺服電機(jī)式舵機(jī)遙控系統(tǒng) 1.直流伺服電機(jī)式舵機(jī)遙控系統(tǒng)（ 屬電氣式，見(jiàn)動(dòng)畫(huà) ）2.交流伺服電機(jī)式舵機(jī)遙控系統(tǒng)（力矩馬達(dá)式，屬電液式）