舵機轉(zhuǎn)舵機構(gòu)和遙控系統(tǒng)講解課件

1、發(fā)信器受動器遙控系統(tǒng)舵葉轉(zhuǎn)舵油缸液壓舵機轉(zhuǎn)舵機構(gòu)轉(zhuǎn)舵裝置第1頁，共24頁。93 液壓舵機的轉(zhuǎn)舵機構(gòu) 轉(zhuǎn)舵機構(gòu)作用：用來將油泵供給的液壓能變?yōu)檗D(zhuǎn)動舵桿的機械能，以推動舵葉偏轉(zhuǎn)。 轉(zhuǎn)舵機構(gòu)分類：（根據(jù)動作方式的不同分）往復式回轉(zhuǎn)式撥叉式滾輪式擺缸式十字頭式轉(zhuǎn)舵機構(gòu)第2頁，共24頁。 一、 十字頭式轉(zhuǎn)舵機構(gòu)（動畫） 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接頭等組成。工作原理：見右圖及后圖第3頁，共24頁。 四缸轉(zhuǎn)舵機構(gòu)（也稱四撞桿轉(zhuǎn)舵機構(gòu)）如下所示：第4頁，共24頁。 十字頭式轉(zhuǎn)舵機構(gòu)的受力分析：如圖所示。液壓對舵柄產(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，共24頁。 結(jié)論1：滑式轉(zhuǎn)舵機構(gòu)所能產(chǎn)生的轉(zhuǎn)舵力矩M 隨舵角的增大而增大，與舵的水動力矩的變化趨勢相適應。第6頁，共24頁。 結(jié)論2：十字頭式轉(zhuǎn)舵機構(gòu)的工作油壓不會因的增大而急劇增加。 因為： 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)舵扭矩很大的場合應有可靠地平衡撞桿所受的側(cè)推力裝置（導板）。第7頁，共24頁。 十字頭式轉(zhuǎn)舵機構(gòu)的特點： 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越大，從而更加貼緊密封面，故密封可靠，磨損后還具有自動補償能力。此外，密封泄漏時較易發(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，故舵機室也需要較大的寬度。 第8頁，共24頁。二、 撥叉式轉(zhuǎn)舵機構(gòu)（動畫） 受力分析：與十字頭式轉(zhuǎn)舵機構(gòu)相同。 撥叉式轉(zhuǎn)舵機構(gòu)特點：側(cè)推力可直接由撞桿本身承受而無需導板。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%，重量亦相應減輕10%。但公稱轉(zhuǎn)舵扭矩較大時仍以采用十字頭式為宜。第9頁，共24頁。 三、 滾輪式轉(zhuǎn)舵機構(gòu) （動畫） 受力分析： 液壓對舵柄產(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，這種機構(gòu)的工作油壓比滑式機構(gòu)增加得快。第10頁，共24頁。 滾輪式轉(zhuǎn)舵機構(gòu)的特點： l）工作時無側(cè)推力，故整個機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，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、磨損可自動進行補償，不會因接頭磨損、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中的應用。 5）當舵葉在負扭矩作用下轉(zhuǎn)動時或者在穩(wěn)舵時油路鎖閉不嚴，則滾輪就有可能與某側(cè)撞桿脫開而導致敲擊。因此，在某些滾輪式機構(gòu)中，在滾輪與拉桿的端部之間還增設了板簧拉緊機構(gòu)。 第11頁，共24頁。四、 擺缸式轉(zhuǎn)舵機構(gòu) （動畫） 主要結(jié)構(gòu)：采用了與支架相鉸接的兩擺動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，共24頁。 擺缸式機構(gòu)的轉(zhuǎn)舵扭矩：轉(zhuǎn)舵時，油缸擺角（即任意舵角時油缸中心線與中舵時舵柄的垂直線間的夾角）將隨油缸的安裝角（即中舵時的油缸擺角）和舵轉(zhuǎn)角而變。一般

6、常使中舵時為最大，而最大舵角時為零或接近于零。但不論舵角如何， 角總是很小，如果將其忽略不計，則擺缸式與滾輪式的轉(zhuǎn)舵扭矩基本相同。 第13頁，共24頁。擺缸式機構(gòu)轉(zhuǎn)舵的特點： 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)簡單，安裝較方便。 3）由于采用了雙作用活塞，對油缸內(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）活塞密封較差運行的經(jīng)濟性低；檢查和更換密封件又不如撞桿式方便；當鉸接處磨損較大時，工作中也會出現(xiàn)撞擊。 5）理論排油量和進油量嚴格說來并不完全相等，如果使用奇數(shù)的雙作用活塞式油缸（在應急情況下）則相差

7、更為明顯，所以在油路中必須采取容積補償措施。 6）扭矩特性不佳（與滾輪式類同），應用于功率不大的舵機。第14頁，共24頁。受力分析：轉(zhuǎn)舵扭矩： M= z p A R0m 結(jié)論：轉(zhuǎn)葉式機構(gòu)所能產(chǎn)生的轉(zhuǎn)舵扭矩與舵角無關，其扭矩特性在坐標圖上是一條與橫坐標平行的直線。五、回轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)舵機構(gòu)（動畫）第15頁，共24頁。 圖示為AEG型轉(zhuǎn)葉式油缸及密封裝置?；剞D(zhuǎn)式轉(zhuǎn)舵機構(gòu)特點： 1）占地面積小，重量輕，安裝方便； 2）無需外部潤滑，管理簡便，且轉(zhuǎn)舵時舵桿不受側(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，密封不如往復式容易解決，容積效率較低，油壓較高時更為突出。第

8、16頁，共24頁。9-4 液壓舵機的遙控系統(tǒng) 現(xiàn)代船舶的舵機，一般都同時裝有可由駕駛臺遙控的隨動操舵系統(tǒng)和自動操舵系統(tǒng)。此外，一般還同時設有單動（非隨動）操舵系統(tǒng)。 遙控系統(tǒng)分類： 按操舵控制方法分： 隨動操舵系統(tǒng)； 自動操舵系統(tǒng)； 單動（非隨動）操舵系統(tǒng)。 按傳遞操舵信號方法分：機械式、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，共24頁。 隨動操舵系統(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，而且在舵轉(zhuǎn)到指令舵角后還能自動停止操舵的系統(tǒng)。 自動操舵系統(tǒng)：是在船舶長時間沿指定航向航行時使用，它能在船舶因風、流及螺旋槳的不對稱作用等造成偏航時，靠羅經(jīng)測知并自動發(fā)出信號，使操舵裝置改變舵角，以使船舶能夠自動地保持既定的航向。 單動（非隨動）操舵系統(tǒng)：只能控制舵機的起停和轉(zhuǎn)舵方向，當舵轉(zhuǎn)至所需要的舵角時，操舵者必須再次發(fā)出停止轉(zhuǎn)舵的信號，才能使舵停轉(zhuǎn)。通常既可設在駕駛臺，也可在舵機室操縱，以備應急操舵或檢修、調(diào)試舵機之用。第18頁，共24頁。隨動舵、自動舵和非隨動（單動）舵控制框圖如下所示：第19頁，共24頁。 一、伺服電機式舵機遙控系統(tǒng) 1.直流伺服電機式舵機遙控系統(tǒng)（ 屬電氣式，見動畫 ）2.交流伺服電機式舵機遙控系統(tǒng)（力矩馬達式，屬電液式）