第九章液壓舵機

1第九章知識樹液壓舵機第一節(jié)

概述第二節(jié)

液壓舵機的工作原理第三節(jié)

液壓舵

機的轉舵機構第四節(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．了解液壓舵機的轉舵機構類型、結構、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)的充液和調試。知識目標能力目標2遠距離操縱機構

轉舵動力機械

轉舵機構

舵

追隨機構

應急裝置

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、轉船力矩和轉舵扭矩轉舵可以改變船舶航向。要使船舶轉向，就必須轉舵。要轉舵并保持航角，就必須有人力或機械（舵機）來對舵柱施加一定的轉舵力矩M，轉舵扭矩的大小等于舵的水動力矩Ma與轉舵摩擦力矩Mf之和。圖9-3

轉舵變向原理圖9-4轉船力矩和舵的水動力矩的關系第一節(jié)概述6第九章三、舵機的基本技術要求（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備。（2）舵裝置應在駕駛臺和舵機室主操都設有控制器；當主舵裝置設置兩臺動力設備時，應設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）操舵裝置應設有有效的舵角限位器。（5）對1萬總噸以上的油船、化學品船、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生壓力的液壓系統(tǒng)任何部分均應設置安全閥。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-轉舵油缸；5-撞桿；6-變量泵控制桿；7-調節(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

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，以達到改變轉舵方向的目的。當換向閥處于中位，液壓泵的排油將經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、電信號轉換單元結合為一個整體并全部裝在油缸內，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)液壓舵機的轉舵機構11第九章一、往復式轉舵機構滑式滑式轉舵機構是目前在船舶舵機中應用最廣的一種傳統(tǒng)型結構。十字頭式撥叉式滑式轉舵機構轉舵機構工作原理第三節(jié)液壓舵機的轉舵機構12第九章滾輪式

滾輪式轉舵機構的結構持點是用裝在舵柄端部的滾輪代替滑式機構中的十字頭或撥叉。工作時受油壓推動的撞桿，以其頂部直接頂動滾輪，迫使舵柄轉動。擺缸式

擺缸式操舵機構，它的主要結構特點在于采用了與支架相鉸接的兩個擺動式液壓缸。轉舵時，利用活塞在油壓作用下所產生的推力與往復運動，并通過與活塞桿鉸接的舵柄，推動舵柱偏轉。第三節(jié)液壓舵機的轉舵機構13第九章二、回轉式轉舵機構

在回轉式轉舵機構中比較常見的是轉葉式。圖9-14

轉葉式轉舵機構1-舵柱；2-缸體；3-定葉；4-轉葉；5-轉轂；6-油管第四節(jié)液壓舵機的遙控系統(tǒng)14第九章一、伺服液壓缸式

這種遙控系統(tǒng)適用于帶浮動杠桿追隨機構的泵控式舵機。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；5-錐齒輪副；6-絲桿；7-導桿；8-滑塊螺母；9-渦輪；10-行星齒輪；11-蝸桿；12-直流伺服電機；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、392KN·m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

392kN·m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角行程限位閥雙向變量泵濾油器補油泵油溫調節(jié)器安全溢流閥雙向變量泵濾油器補油泵7468533'5'7'8'6'4'1號油缸2號油缸4號油缸3號油缸D~D~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、637/735kN·m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-可調節(jié)流閥；15-安全閥；16-限位螺帽；17-減速器；18-螺桿；19-導塊；20-連桿；21-伺服電動機；22-手輪；23-交流電動機；24-直流發(fā)電機；25-操舵角反饋機構；26-舵角發(fā)訊器圖9-22

637/735kN·m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CEBDA8b16a181916b13a15a15b14a14b8a8b769b321109a13a14a8a15a8b15b14b761232521a21b17232420O4C4O3C3P4P3O1C1O2C2P1P22#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、245kN·m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；l7-滑塊圖9-23

245kN·m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、73.5kN·m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；