第九章液壓舵機(jī)

1第九章知識(shí)樹液壓舵機(jī)第一節(jié)

概述第二節(jié)

液壓舵機(jī)的工作原理第三節(jié)

液壓舵

機(jī)的轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)第四節(jié)

液壓舵機(jī)的遙控系統(tǒng)第五節(jié)

泵控式液壓舵機(jī)實(shí)例第六節(jié)

閥控式液壓舵機(jī)實(shí)例第九章液壓舵機(jī)1．理解操舵裝置的功用、轉(zhuǎn)舵原理和要求。2．掌握閥控型和泵控型舵機(jī)的主要組成和工作原理。3．了解液壓舵機(jī)的轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)類型、結(jié)構(gòu)、工作特點(diǎn)。4．了解液壓舵機(jī)的遙控系統(tǒng)類型。5．了解伺服液壓缸式、伺服電機(jī)式、液壓式操縱系統(tǒng)。6．熟悉泵控式液壓舵機(jī)、閥控式液壓舵機(jī)的典型實(shí)例。1．能分析泵（閥）控式液壓舵機(jī)的工作過(guò)程。2．能進(jìn)行液壓系統(tǒng)的充液和調(diào)試。知識(shí)目標(biāo)能力目標(biāo)2遠(yuǎn)距離操縱機(jī)構(gòu)

轉(zhuǎn)舵動(dòng)力機(jī)械

轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)

舵

追隨機(jī)構(gòu)

應(yīng)急裝置

輔助裝置

第一節(jié)概述3第九章一、操舵裝置的功用和組成

操舵裝置簡(jiǎn)稱舵機(jī)，舵機(jī)的功用是保證船舶按要求迅速可靠地將舵葉轉(zhuǎn)到并保持在指定的舵角，以使船舶航行在給定的航線上。第一節(jié)概述4第九章操舵裝置布置示意圖：圖9-1

操舵裝置布置示意圖第一節(jié)概述5第九章二、轉(zhuǎn)船力矩和轉(zhuǎn)舵扭矩轉(zhuǎn)舵可以改變船舶航向。要使船舶轉(zhuǎn)向，就必須轉(zhuǎn)舵。要轉(zhuǎn)舵并保持航角，就必須有人力或機(jī)械（舵機(jī)）來(lái)對(duì)舵柱施加一定的轉(zhuǎn)舵力矩M，轉(zhuǎn)舵扭矩的大小等于舵的水動(dòng)力矩Ma與轉(zhuǎn)舵摩擦力矩Mf之和。圖9-3

轉(zhuǎn)舵變向原理圖9-4轉(zhuǎn)船力矩和舵的水動(dòng)力矩的關(guān)系第一節(jié)概述6第九章三、舵機(jī)的基本技術(shù)要求（1）必須具有一套主操舵裝置和一套輔操舵裝置；或主操舵裝置有兩套以上的動(dòng)力設(shè)備。（2）舵裝置應(yīng)在駕駛臺(tái)和舵機(jī)室主操都設(shè)有控制器；當(dāng)主舵裝置設(shè)置兩臺(tái)動(dòng)力設(shè)備時(shí)，應(yīng)設(shè)有兩套獨(dú)立的控制系統(tǒng)，且均能在駕駛室控制。（3）替代動(dòng)力源。（4）操舵裝置應(yīng)設(shè)有有效的舵角限位器。（5）對(duì)1萬(wàn)總噸以上的油船、化學(xué)品船、液化氣體運(yùn)輸船尚有一些附加要求。（6）能被隔斷的、由于動(dòng)力源或外力作用能產(chǎn)生壓力的液壓系統(tǒng)任何部分均應(yīng)設(shè)置安全閥。第二節(jié)液壓舵機(jī)的工作原理7第九章一、泵控式液壓舵機(jī)圖9-5

泵控式液壓舵機(jī)工作原理圖1-電動(dòng)機(jī)；2-雙向變量液壓泵；3-放氣閥；4-轉(zhuǎn)舵油缸；5-撞桿；6-變量泵控制桿；7-調(diào)節(jié)螺母；8-舵柄；9-安全閥；10-舵角指示器的發(fā)送器；11-舵桿；12-反饋桿；13-儲(chǔ)能彈簧；14-浮動(dòng)桿；15-旁通閥；16-液壓遙控受動(dòng)器；17-電氣遙控泵控液壓舵機(jī)工作原理演示蓄能器工作原理演示第二節(jié)液壓舵機(jī)的工作原理8第九章二、閥控式液壓舵機(jī)

閥控式液壓舵機(jī)使用單向定量液壓泵，其吸排方向不變，油液進(jìn)出推舵液壓缸的方向由駕駛室遙控的換向閥來(lái)控制，以達(dá)到改變轉(zhuǎn)舵方向的目的。當(dāng)換向閥處于中位，液壓泵的排油將經(jīng)換向閥旁通而直接返回液壓泵的進(jìn)口（閉式系統(tǒng)）或回油箱（開式系統(tǒng)）；而轉(zhuǎn)舵液壓缸的進(jìn)、出口油路處于鎖閉狀態(tài)而穩(wěn)住舵葉。第二節(jié)液壓舵機(jī)的工作原理9第九章三、數(shù)字液壓舵機(jī)數(shù)字液壓油缸

數(shù)字液壓油缸是將液壓油缸、數(shù)字液壓閥和位置反饋、電信號(hào)轉(zhuǎn)換單元結(jié)合為一個(gè)整體并全部裝在油缸內(nèi)，對(duì)外僅需連接液壓回路（高、低壓油管）和控制用電脈沖信號(hào)，便可方便地根據(jù)每一個(gè)電脈沖信號(hào)對(duì)應(yīng)固定的油缸行程而完成不同脈沖數(shù)量和頻率控制下的不同運(yùn)動(dòng)效果。圖9-7

數(shù)字液壓缸實(shí)物圖第二節(jié)液壓舵機(jī)的工作原理10第九章數(shù)字液壓舵機(jī)系統(tǒng)原理及優(yōu)點(diǎn)利用新型數(shù)字液壓缸搭建的新型液壓舵機(jī)系統(tǒng)具有系統(tǒng)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便、操作容易、安全可靠、控制精度高等特點(diǎn)，可手動(dòng)、半自動(dòng)、全自動(dòng)多種操作，特別適合大型船舶舵機(jī)控制系統(tǒng)。圖9-8

數(shù)字液壓舵機(jī)系統(tǒng)圖第三節(jié)液壓舵機(jī)的轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)11第九章一、往復(fù)式轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)滑式滑式轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)是目前在船舶舵機(jī)中應(yīng)用最廣的一種傳統(tǒng)型結(jié)構(gòu)。十字頭式撥叉式滑式轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)工作原理第三節(jié)液壓舵機(jī)的轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)12第九章滾輪式

滾輪式轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)持點(diǎn)是用裝在舵柄端部的滾輪代替滑式機(jī)構(gòu)中的十字頭或撥叉。工作時(shí)受油壓推動(dòng)的撞桿，以其頂部直接頂動(dòng)滾輪，迫使舵柄轉(zhuǎn)動(dòng)。擺缸式

擺缸式操舵機(jī)構(gòu)，它的主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)在于采用了與支架相鉸接的兩個(gè)擺動(dòng)式液壓缸。轉(zhuǎn)舵時(shí)，利用活塞在油壓作用下所產(chǎn)生的推力與往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并通過(guò)與活塞桿鉸接的舵柄，推動(dòng)舵柱偏轉(zhuǎn)。第三節(jié)液壓舵機(jī)的轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)13第九章二、回轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)

在回轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)中比較常見的是轉(zhuǎn)葉式。圖9-14

轉(zhuǎn)葉式轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)1-舵柱；2-缸體；3-定葉；4-轉(zhuǎn)葉；5-轉(zhuǎn)轂；6-油管第四節(jié)液壓舵機(jī)的遙控系統(tǒng)14第九章一、伺服液壓缸式

這種遙控系統(tǒng)適用于帶浮動(dòng)杠桿追隨機(jī)構(gòu)的泵控式舵機(jī)。1-伺服液壓缸；2-壓力表接頭；3-液控旁通閥；4-鎖閉閥；5-電磁換向閥；6-安全閥；7-表接頭；8-溢流節(jié)流閥；9-單向閥；10-液壓泵；11-油箱；12-過(guò)濾器圖9-16

伺服液壓缸式遙控液壓系統(tǒng)原理圖第四節(jié)液壓舵機(jī)的遙控系統(tǒng)15第九章二、伺服電機(jī)式

以伺服電動(dòng)機(jī)為執(zhí)行元件的舵機(jī)遙控系統(tǒng)可以采用直流伺服電機(jī)，也可采用交流伺服電機(jī)。它也用于帶浮動(dòng)杠桿追隨機(jī)構(gòu)的泵控式舵機(jī)。1-舵輪；2-操舵電位計(jì)；3-反饋電位計(jì)；4-齒輪齒條機(jī)構(gòu)；5-錐齒輪副；6-絲桿；7-導(dǎo)桿；8-滑塊螺母；9-渦輪；10-行星齒輪；11-蝸桿；12-直流伺服電機(jī)；13-直流電動(dòng)機(jī)激勵(lì)繞組；14-交流電動(dòng)機(jī)；15-直流發(fā)電機(jī)；16-直流發(fā)電機(jī)激勵(lì)繞組；17-放大器圖9-17

直流伺服電機(jī)式遙控系統(tǒng)原理圖第四節(jié)液壓舵機(jī)的遙控系統(tǒng)16第九章三、液壓式

液壓式操縱系統(tǒng)是利用油液來(lái)傳遞操舵信號(hào)的系統(tǒng)，它由發(fā)送器和受動(dòng)器兩部分組成。1-舵輪；2-手柄；3-截止閥；4-平衡閥；5-液壓缸圖9-18

發(fā)送器和受動(dòng)器原理圖第五節(jié)泵控式液壓舵機(jī)實(shí)例17第九章一、392KN·m舵機(jī)液壓系統(tǒng)1-油缸；2-油缸；3、4、5、6、7、8-截止閥圖9-19

392kN·m舵機(jī)液壓系統(tǒng)工作原理圖第五節(jié)泵控式液壓舵機(jī)實(shí)例18第九章液動(dòng)隔離閥舵角行程限位閥手動(dòng)換向閥液動(dòng)隔離閥舵角行程限位閥雙向變量泵濾油器補(bǔ)油泵油溫調(diào)節(jié)器安全溢流閥雙向變量泵濾油器補(bǔ)油泵7468533'5'7'8'6'4'1號(hào)油缸2號(hào)油缸4號(hào)油缸3號(hào)油缸D~D~手搖泵212定壓溢流閥截止閥組截止閥組左機(jī)組右機(jī)組（主油泵）（主油泵）0.7MPa18MPa放氣閥放氣閥放氣閥放氣閥第五節(jié)泵控式液壓舵機(jī)實(shí)例19第九章二、637/735kN·m舵機(jī)液壓系統(tǒng)1-主泵；2-電動(dòng)機(jī)；3-輔泵；4-油箱；5-粗過(guò)濾器；6-細(xì)過(guò)濾器；7-減壓閥；8-單向閥；9-單向閥；10-旁通閥；11-溢流閥；12-冷卻器；13-液控單向閥；14-可調(diào)節(jié)流閥；15-安全閥；16-限位螺帽；17-減速器；18-螺桿；19-導(dǎo)塊；20-連桿；21-伺服電動(dòng)機(jī)；22-手輪；23-交流電動(dòng)機(jī)；24-直流發(fā)電機(jī)；25-操舵角反饋機(jī)構(gòu)；26-舵角發(fā)訊器圖9-22

637/735kN·m舵機(jī)液壓系統(tǒng)工作原理圖第五節(jié)泵控式液壓舵機(jī)實(shí)例20第九章CEBDA8b16a181916b13a15a15b14a14b8a8b769b321109a13a14a8a15a8b15b14b761232521a21b17232420O4C4O3C3P4P3O1C1O2C2P1P22#4#1#3#26船艏DD第六節(jié)閥控式液壓舵機(jī)實(shí)例21第九章一、245kN·m舵機(jī)液壓系統(tǒng)1-主油泵；2-輔助油泵；3-集油器；4-安全溢流閥；5-定壓溢流閥；6-電液換向閥；7-壓力繼電器；8-舵柄；9-轉(zhuǎn)舵油缸；10-放氣間；11-安全溢流間組；l2-手動(dòng)柱塞泵；13-手動(dòng)換向閥；l4-雙向液壓鎖；15-中間傳動(dòng)軸；l6-同步拉桿機(jī)構(gòu)；l7-滑塊圖9-23

245kN·m舵機(jī)液壓系統(tǒng)工作原理圖第六節(jié)閥控式液壓舵機(jī)實(shí)例22第九章二、73.5kN·m電動(dòng)液壓舵機(jī)1-電液動(dòng)換向閥；2-單向閥；3-精濾器；4-溢流閥；5-泵組；6-泵組；7-輔泵；8-單向閥；9-溢流閥；10-溢流閥；11-過(guò)濾器；12-油箱；13-操縱閥；14-液動(dòng)換向閥；15-液—手動(dòng)換向閥；16-液動(dòng)滑閥；17-組合閥；18-緩沖閥；