8.2 液压舵机工作原理和组成.ppt

第二节 液压舵机工作原理和组成 8-2 液压舵机工作原理和组成 大型船舶几乎全部采用液压舵机 电动舵机仅用于一些小型船舶上 液压舵机是利用液体的不可压缩性及流量、流向的可控性来达到操舵目的的 根据液压油流向变换方法的不同, 有两类： 泵控型 阀控型 8-2-1 泵控型液压舵机 图8—5示出泵控型液压舵机的原理图。 1—电动机，2—双向变量泵；3—放气阀，4—变量泵控制杆，5 —浮动杆，6 —储能弹簧，7—舵柄，8—反馈杆，9—撞杆，10—舵杆，11—舵角指示器的发送器，12—旁通阀，13—安全阀，14—转舵油缸，15—调节螺母，16 —液压遥控受动器，17—电气遥控伺服油缸 双向变量油泵设于舵机室，由电动机1驱动作单向回转 油泵的流量和吸排方向，则通过与浮动杆5的C相连接的控制杆4控制 即依靠油泵控制C偏离中位的方向和距离，来决定泵的吸排方向和流量。 泵控型液压舵机原理图（1） 泵控型液压舵机原理图（2） 8-2-1 泵控型液压舵机原理 图示舵机采用往复式转舵机构 由油缸14(固定在机座上)和撞杆9(可在缸中往复运动)等组成 当油泵按图示吸排方向工作时 泵就会通过油管从右侧油缸吸油 排向左侧油缸 撞杆9在油压作用下向右运动 (油液可压缩性极小) 撞杆通过中央的滑动接头与舵柄7联接 舵柄7的一端又用键固定在舵杆10的上端 撞杆9的往复运动就可转变为舵叶的偏转 改变油泵的吸排方向，则撞杆和舵叶的运动方向也就随之而变。 8-2-1 泵控型舵机 - 工作油压与尺寸 舵机油泵工作油压取决于推动撞杆所需的力(转舵扭矩) 舵机最大工作压力(pmax)是产生公称转舵扭矩时油泵出口油压 舵机油泵的额定排出压力不得低于舵机的pmax pmax选得越高，转舵机构的主要尺寸就越小 油泵额定流量和管路直径相应减小，装置的尺寸和重量就会变小 资料表明 当pmax由10MPa提高到20MPa时 往复式舵机长度大约缩短5％一10％ 重量约可减轻20％ 并使工作油液的使用量减少1／2左右 当pmax从20MPa提高到30MPa时 往复式舵机的长度几乎不变 重量只减轻6％～9％ 而工作油液的使用量也仅减少16％～18％ 进一步提高pmax ，对液压设备生产和管理要求更高 故目前液压舵机的最大工作油压，多不超过20MPa 8-2-1 泵控型舵机 - 转舵速度 转舵速度: 主要取决于油泵的流量 而与舵杆上的扭矩负荷基本无关 因为舵机油泵都采用容积式泵 当转舵扭矩变化时，虽然工作油压也随之变化，但泵的流量基本不变，对转舵速度影响不明显 进出港和窄水道航行时，用双泵并联，转舵速度几乎可提高一倍。 8-2-1 泵控型舵机 - 追随机构 多采用浮动杆式追随机构 浮动杆的控制点A系由驾驶台通过遥控系统控制 如把X孔的插销转插到Y孔之中，也可在舵机室用手轮来控制 浮动杆上的控泵点C与变量泵的控制杆4相连 反馈点B经反馈杆8与舵柄相连 当舵叶和驾驶台上的舵轮都处于中位时 浮动杆即处在用点划线ACB所表示的位置 C点恰使变量机构居于中位，油泵空转，舵保持中位不动 8-2-1 泵控型舵机 - 用舵 驾驶台给出某一舵角指令 通过遥控系统，会使A点移至A1 由于B点在舵叶转动以前并不移动 所以C点将移到C1 于是，油泵按图示方向吸排，舵叶开始偏转，通过反馈杆带动B点向B1方向移动 当舵叶转到与A1给出指令舵角相符时，B移到B1，C点重回中位 油泵停止排油，舵就停止在所要求的舵角上 浮动杆的位置如图中的实线A1CB1所示。 实际上，浮动杆动作并不分步进行 (C点偏离中位后，泵就排油） 8-2-1 泵控型舵机 - 回舵 当驾驶台发出回舵指令时 A点又会从A1移回中位A C点偏离中位向左，油泵反向吸排 舵叶也就向中位偏转，使B点从B1位置向中位移动 直到舵叶转到由A点位置所确定的指令舵角时，C点重新回中，油泵停止排油，舵叶也就停转 8-2-1 泵控型舵机 - 防浪阀 追随机构使油泵在开始和停止排油时流量逐渐增大和减小 可减轻液压系统的冲击 为防海浪等冲击舵叶时，造成舵杆负荷过大、系统油压过高和使电机过载 在油路系统中装设了安全阀(亦称防浪阀) 当舵叶受到冲击以致任一侧管路的油压超过安全阀的整定压力时 安全阀开启，油泵两侧管路旁通 舵叶会偏离所在位置，带动B点，使C点离开中位，油泵因而排油 当冲击负荷消失后 安全阀关闭 舵叶在油泵的作用下，返回，B点回位 8-2-1 泵控型舵机 - 储能弹簧 C点偏离中位的距离受泵变量机构最大位移限制 只有在舵叶带动B点使C点回移后，A点才能继续操舵 这样，大舵角操舵动作不能一次完成 使泵流量总在零与最大值间变动 使操舵者感到不便，同时降低油泵效率和转舵速度 为解决这问题，在反馈杆上装了储能弹簧(可双向压缩) 当A点将C点带到最大偏移位置后