第九章 液壓舵機

1、1第九章知識樹液壓舵機液壓舵機第一節(jié) 概述第二節(jié) 液壓舵機的工作原理第三節(jié) 液壓舵 機的轉(zhuǎn)舵機構(gòu)第四節(jié) 液壓舵機的遙控系統(tǒng)第五節(jié) 泵控式液壓舵機實例第六節(jié) 閥控式液壓舵機實例第九章 液壓舵機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的主要組成和工作原理。3了解液壓舵機的轉(zhuǎn)舵機構(gòu)類型、結(jié)構(gòu)、工作特點。4了解液壓舵機的遙控系統(tǒng)類型。5了解伺服液壓缸式、伺服電機式、液壓式操縱系統(tǒng)。6熟悉泵控式液壓舵機、閥控式液壓舵機的典型實例。1能分析泵（閥）控式液壓舵機的工作過程。2能進行液壓系統(tǒng)的充液和調(diào)試。知識目標(biāo)知識目標(biāo)能力目標(biāo)能力目標(biāo)2遠(yuǎn)距離操縱遠(yuǎn)距離操縱機構(gòu)機構(gòu) 轉(zhuǎn)舵動力機轉(zhuǎn)舵動力機

2、械械 轉(zhuǎn)舵機構(gòu)轉(zhuǎn)舵機構(gòu) 舵舵 追隨機構(gòu)追隨機構(gòu) 應(yīng)急裝置應(yīng)急裝置 輔助裝置輔助裝置 第一節(jié) 概述3第九章一、操舵裝置的功用和組成 簡稱舵機，舵機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)舵扭矩可以改變船舶航向。u要使船舶轉(zhuǎn)向，就必須轉(zhuǎn)舵。要轉(zhuǎn)舵并保持航角，就必須有人力或機械（舵機）來對舵柱施加一定的轉(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)船力矩和舵的水動力矩的關(guān)系第一節(jié) 概述6

3、第九章三、舵機的基本技術(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力設(shè)備。（2）舵裝置應(yīng)在駕駛臺和舵機室主操都設(shè)有控制器；當(dāng)主舵裝置設(shè)置兩臺動力設(shè)備時，應(yīng)設(shè)有兩套獨立的控制系統(tǒng)，且均能在駕駛室控制。（3）替代動力源。（4）操舵裝置應(yīng)設(shè)有有效的舵角限位器。（5）對1萬總噸以上的油船、化學(xué)品船、液化氣體運輸船尚有一些附加要求。（6）能被隔斷的、由于動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) 液壓舵機的工作原理7第九章一、泵控式液壓舵機圖9-5 泵控式液壓舵機工作原理圖1-電動機；2-雙向變量液壓泵；3-放氣閥；4-轉(zhuǎn)舵油缸；5-撞桿；6-變

4、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-儲能彈簧；14-浮動桿；15-旁通閥；16-液壓遙控受動器；17-電氣遙控泵控液壓舵機工作原理演示蓄能器工作原理演示第二節(jié) 液壓舵機的工作原理8第九章二、閥控式液壓舵機 使用單向定量液壓泵，其吸排方向不變，油液進出推舵液壓缸的方向由駕駛室遙控的換向閥來控制，以達到改變轉(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口（閉式系統(tǒng)）或回油箱（開式系統(tǒng)）；而轉(zhuǎn)舵液壓缸的進、出口油路處于鎖閉狀態(tài)而穩(wěn)住舵葉。第二節(jié) 液壓舵機的工作原理9第九章三、數(shù)字液壓舵機數(shù)字液壓油

5、缸 是將液壓油缸、數(shù)字液壓閥和位置反饋、電信號轉(zhuǎn)換單元結(jié)合為一個整體并全部裝在油缸內(nèi)，對外僅需連接液壓回路（高、低壓油管）和控制用電脈沖信號，便可方便地根據(jù)每一個電脈沖信號對應(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動效果。圖9-7 數(shù)字液壓缸實物圖第二節(jié) 液壓舵機的工作原理10第九章數(shù)字液壓舵機系統(tǒng)原理及優(yōu)點 利用新型數(shù)字液壓缸搭建的新型液壓舵機系統(tǒng)具有系統(tǒng)簡單、維護方便、操作容易、安全可靠、控制精度高等特點，可手動、半自動、全自動多種操作，特別適合大型船舶舵機控制系統(tǒng)。圖9-8 數(shù)字液壓舵機系統(tǒng)圖第三節(jié) 液壓舵機的轉(zhuǎn)舵機構(gòu)11第九章一、往復(fù)式轉(zhuǎn)舵機構(gòu)滑式是目前在船舶舵機中應(yīng)用最

6、廣的一種傳統(tǒng)型結(jié)構(gòu)?；睫D(zhuǎn)舵機構(gòu)滑式轉(zhuǎn)舵機構(gòu)轉(zhuǎn)舵機構(gòu)工作原理第三節(jié) 液壓舵機的轉(zhuǎn)舵機構(gòu)12第九章滾輪式 的結(jié)構(gòu)持點是用裝在舵柄端部的滾輪代替滑式機構(gòu)中的十字頭或撥叉。工作時受油壓推動的撞桿，以其頂部直接頂動滾輪，迫使舵柄轉(zhuǎn)動。擺缸式 ，它的主要結(jié)構(gòu)特點在于采用了與支架相鉸接的兩個擺動式液壓缸。轉(zhuǎn)舵時，利用活塞在油壓作用下所產(chǎn)生的推力與往復(fù)運動，并通過與活塞桿鉸接的舵柄，推動舵柱偏轉(zhuǎn)。第三節(jié) 液壓舵機的轉(zhuǎn)舵機構(gòu)13第九章二、回轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)舵機構(gòu) 在回轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)舵機構(gòu)中比較常見的是。圖9-14 轉(zhuǎn)葉式轉(zhuǎn)舵機構(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) 液壓舵機的遙控系統(tǒng)14第九章一、伺

7、服液壓缸式 這種遙控系統(tǒng)適用于帶浮動杠桿追隨機構(gòu)的泵控式舵機。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) 液壓舵機的遙控系統(tǒng)15第九章二、伺服電機式 以伺服電動機為執(zhí)行元件的舵機遙控系統(tǒng)可以采用直流伺服電機，也可采用交流伺服電機。它也用于帶浮動杠桿追隨機構(gòu)的泵控式舵機。1-舵輪；2-操舵電位計；3-反饋電位計；4-齒輪齒條機構(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

8、服電機；13-直流電動機激勵繞組；14-交流電動機；15-直流發(fā)電機；16-直流發(fā)電機激勵繞組；17-放大器圖9-17 直流伺服電機式遙控系統(tǒng)原理圖第四節(jié) 液壓舵機的遙控系統(tǒng)16第九章三、液壓式 液壓式操縱系統(tǒng)是利用油液來傳遞操舵信號的系統(tǒng)，它由發(fā)送器和受動器兩部分組成。1-舵輪；2-手柄；3-截止閥；4-平衡閥；5-液壓缸圖9-18 發(fā)送器和受動器原理圖第五節(jié) 泵控式液壓舵機實例17第九章一、392KNm舵機液壓系統(tǒng)1-油缸；2-油缸；3、4、5、6、7、8-截止閥圖9-19 392kNm舵機液壓系統(tǒng)工作原理圖第五節(jié) 泵控式液壓舵機實例18第九章液動隔離閥舵角行程限位閥手動換向閥液動隔離閥舵

9、角行程限位閥雙向變量泵濾油器補油泵油溫調(diào)節(jié)器安全溢流閥雙向變量泵濾油器補油泵7468533578641號油缸2號油缸4號油缸3號油缸DD手搖泵212定壓溢流閥截止閥組截止閥組左機組右機組（主油泵）（主油泵）0.7MPa18MPa放氣閥放氣閥放氣閥放氣閥第五節(jié) 泵控式液壓舵機實例19第九章二、637/735kNm舵機液壓系統(tǒng)1-主泵；2-電動機；3-輔泵；4-油箱；5-粗過濾器；6-細(xì)過濾器；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

10、動機；22-手輪；23-交流電動機；24-直流發(fā)電機；25-操舵角反饋機構(gòu)；26-舵角發(fā)訊器圖9-22 637/735kNm舵機液壓系統(tǒng)工作原理圖第五節(jié) 泵控式液壓舵機實例20第九章CEBDA8b16a1819 16b13a15a15b14a14b8a8b769b32 1109a13a14a8a15a8b15b14b761 232521a21b17232420O4C4O3C3P4P3O1C1O2C2P1P22#4#1#3#26船艏DD第六節(jié) 閥控式液壓舵機實例21第九章一、245kNm舵機液壓系統(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-手動柱塞泵；13-手動換向閥；l4-雙向液壓鎖； 15-中間傳動軸；l6-同步拉桿機構(gòu)；l7-滑塊圖9-23 245kNm舵機液壓系統(tǒng)工作原理圖第六節(jié) 閥控式液壓舵機實例22第九章二、73.5kNm電動液壓舵機1-電液動換向閥；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-過濾器；12-油箱；13-操縱閥；14-液動換向閥；15-液手動換向閥；16-液動滑閥；17-組合閥；18-緩沖閥；19-轉(zhuǎn)舵油缸；20-限位旁通閥圖9-24 73.5kNm舵機液