舵機(jī)工作原理

轉(zhuǎn)葉式液壓舵機(jī)產(chǎn)品簡(jiǎn)介上海海事大學(xué)

摘編-01-18關(guān)鍵字：液壓舵機(jī)瀏覽量：627

大型船舶幾乎所有采用液壓舵機(jī)。電動(dòng)舵機(jī)僅僅用于某些小型船舶上。液壓舵機(jī)是運(yùn)用液體的不可壓縮性及流量、流向的可控性到達(dá)操舵的目的。轉(zhuǎn)葉式液壓舵機(jī)是一種新型的液壓舵機(jī)。它與其他類型的舵機(jī)相比，具有體積小、重量輕、構(gòu)造簡(jiǎn)樸、制造輕易、維護(hù)保養(yǎng)以便等一系列長(zhǎng)處。一、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)實(shí)狀況：轉(zhuǎn)葉式液壓舵機(jī)至今已經(jīng)有近60年的歷史，但這種新舵機(jī)并非所有從事船舶制造的國(guó)家都能生產(chǎn)，目前只有少數(shù)幾種國(guó)家掌握了這門設(shè)計(jì)和生產(chǎn)技術(shù)。例如：德國(guó)、挪威、俄羅斯和日本等他們從二次世界大戰(zhàn)后50年代初開始先后研究和生產(chǎn)這種新舵機(jī)。德國(guó)AEG通用電氣企業(yè)生產(chǎn)轉(zhuǎn)葉式液壓舵機(jī)已聞名世界并占?jí)艛嗟匚?，產(chǎn)品較多，是目前遠(yuǎn)洋船舶上所常常選用的設(shè)備之一。該企業(yè)生產(chǎn)四種不一樣系列，分為RD型；RDC型；RC型；RB型。最高壓力12.5MPa；最大扭矩890噸米。由于采用翻邊式構(gòu)造，金屬條密封形式，構(gòu)造合理，翻邊受力變形量小，可使用較高壓力，容積效率也較高。不過安裝工藝較復(fù)雜（與端蓋式比較），不過RBZ（RB）系列組裝化程度較高，安全閥，電動(dòng)機(jī)，油泵機(jī)組均安裝在轉(zhuǎn)葉油缸兩側(cè)，可整體套入舵軸（與舵軸聯(lián)接方式均為套裝式）。大大簡(jiǎn)化了船上安裝工作量。英國(guó)布朗企業(yè)、日本三井企業(yè)、三菱企業(yè)和美國(guó)等國(guó)家憑德國(guó)AEG企業(yè)專利進(jìn)行成批生產(chǎn)多種系列的轉(zhuǎn)葉式液壓舵機(jī)。挪威FRYDENBO企業(yè)生產(chǎn)的轉(zhuǎn)葉式液壓舵機(jī)，工作壓力2.5MPa，安全閥調(diào)整壓力為5MPa，最大扭矩為600噸米。液壓系統(tǒng)是以螺桿泵做主泵的定量泵系統(tǒng)。由手動(dòng)和電動(dòng)液壓操縱構(gòu)成一體。該企業(yè)產(chǎn)品的特點(diǎn)是采用端蓋式帶凹形橡膠密封，與舵軸聯(lián)接形式為套裝式，轉(zhuǎn)葉舵機(jī)固定在船殼底座上，無緩沖裝置，由于其使用壓力較低，采用高粘度油液，故使用可靠，安裝、維護(hù)保養(yǎng)簡(jiǎn)樸。俄羅斯于1959年在目前的烏克蘭境內(nèi)試制了首臺(tái)轉(zhuǎn)葉式液壓舵機(jī)，并在1962年裝在船上考驗(yàn)其性能，而后進(jìn)行了批量生產(chǎn)。這種舵機(jī)的構(gòu)造形式為端蓋式，金屬條密封，工作壓力不不小于6.5MPa。與舵軸聯(lián)接方式為對(duì)接式。我國(guó)自1969年在廣州研制成功第一臺(tái)轉(zhuǎn)葉式舵機(jī)以來，由于這種舵機(jī)具有一系列長(zhǎng)處，因此發(fā)展很快。目前這種舵機(jī)品種規(guī)格諸多，構(gòu)造不一。有翻邊式構(gòu)造(江南造船廠)；端蓋式構(gòu)造(廣州造船廠)；浮動(dòng)端蓋式構(gòu)造(馬尾造船廠)等。密封形式也諸多。有金屬條密封(廣州造船廠)；塑料密封(新港造船廠)；橡膠密封(溫州魚機(jī)廠)等。工作壓力從2.5MPa到10MPa，扭矩從0.5噸米至65噸米。目前南京貝德船用（液壓）設(shè)備有限企業(yè)、興化市開源液壓舵機(jī)機(jī)械有限企業(yè)、山東鄄城華宇通用機(jī)械設(shè)備廠、揚(yáng)州吉信船舶設(shè)備制造有限企業(yè)、興化市方正有限企業(yè)、南京中船綠洲機(jī)器有限企業(yè)、無錫市海聯(lián)艦船附件有限企業(yè)等單位都在生產(chǎn)液壓舵機(jī)。二、國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)葉式液壓舵機(jī)簡(jiǎn)介1中船綠洲企業(yè)研制的轉(zhuǎn)葉式液壓舵機(jī)轉(zhuǎn)葉式舵機(jī)是船舶的關(guān)鍵設(shè)備，具有體積小、重量輕、噪音小、壽命長(zhǎng)的長(zhǎng)處，已成為船用舵的主流配套設(shè)備。然而，轉(zhuǎn)葉式舵機(jī)市場(chǎng)長(zhǎng)期被歐洲制造商壟斷，目前該產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上供不應(yīng)求。為變化這一局面，中船綠洲企業(yè)于開始自主研發(fā)轉(zhuǎn)葉式舵機(jī)。截至目前，該企業(yè)已掌握了4160噸米轉(zhuǎn)葉式舵機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)，490噸米產(chǎn)品得到中國(guó)、挪威、法國(guó)、德國(guó)等船級(jí)社承認(rèn)，成為國(guó)內(nèi)獨(dú)家擁有轉(zhuǎn)葉式舵機(jī)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和多項(xiàng)專利、并已形成批量生產(chǎn)能力的企業(yè)。如圖1為南京中船綠洲機(jī)器有限企業(yè)的HD型轉(zhuǎn)葉式舵機(jī)，具有構(gòu)造緊湊，運(yùn)動(dòng)部件少，操舵平穩(wěn)，舵角范圍寬，安裝以便，操作維護(hù)簡(jiǎn)樸，占地面積小等長(zhǎng)處，因此，它是一種理想的操舵裝置，能適應(yīng)各類船舶不一樣的需要。如下簡(jiǎn)介一下南京中船綠洲的HD型舵機(jī)裝置。

圖1HD型轉(zhuǎn)葉式液壓舵機(jī)1.HD型舵機(jī)裝置進(jìn)行簡(jiǎn)述本舵機(jī)裝置的液壓部分重要由動(dòng)力泵組、轉(zhuǎn)葉式舵馬達(dá)、儲(chǔ)備郵箱等構(gòu)成。A.動(dòng)力泵組-----它是由泵、電磁閥、控制閥等集裝而成，非常緊湊，泵組接受電磁操縱系統(tǒng)的控制B.轉(zhuǎn)葉式舵馬達(dá)----馬達(dá)腔內(nèi)動(dòng)葉接受來自泵組壓力油的作用，帶動(dòng)轉(zhuǎn)子并將扭矩傳遞給舵柱，以到達(dá)轉(zhuǎn)舵的目的C.儲(chǔ)備郵箱----它為本操作裝置液壓系統(tǒng)上的一種附件，為液壓油的膨脹和系統(tǒng)的補(bǔ)油所需。2.本操舵裝置的配置和控制形式本操舵通過操縱手柄的控制，根據(jù)舵工作需要，兩泵組可交替使用，也可同步使用。在應(yīng)急狀況下，泵組除了電氣控制，還可通過設(shè)在電磁閥兩端的按鈕進(jìn)行手控。3.舵機(jī)裝置的基本構(gòu)造和原理舵機(jī)裝置的液壓部分重要由動(dòng)力泵組、舵馬達(dá)、儲(chǔ)備郵箱及其管路構(gòu)成。舵馬達(dá)通過轉(zhuǎn)子將扭矩傳遞給舵桿，其液壓舵動(dòng)力來自動(dòng)力泵組，而它是電機(jī)驅(qū)動(dòng)的，兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)油泵可以交替使用，也可以同步使用供油，舵機(jī)液壓系統(tǒng)原理圖。（1）舵機(jī)啟動(dòng)啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)油泵組，油泵從郵箱吸油，在無操舵信號(hào)狀況下，壓力油經(jīng)電磁溢流換向閥卸荷通過過濾器返回郵箱。（2）舵機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)舵機(jī)的轉(zhuǎn)向取決于操舵儀的訊號(hào)，操舵訊號(hào)使電磁閥左邊（或右邊）的電磁鐵通電，則壓力油經(jīng)液壓閥進(jìn)入油缸，從回油腔排出的回油經(jīng)電磁閥、濾器返回郵箱，當(dāng)操舵訊號(hào)被切斷時(shí)電磁閥的閥芯在復(fù)位彈簧作用下回到中間位置，知識(shí)舵被停在某一角度上。（3）舵馬達(dá)基本構(gòu)造及原理：舵馬達(dá)重要由圓筒形缸體、轉(zhuǎn)子和端蓋構(gòu)成，轉(zhuǎn)子在舵馬達(dá)底部和頂部的兩支承內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)子上的動(dòng)葉接受油壓后輸出扭矩，轉(zhuǎn)角運(yùn)動(dòng)受到缸內(nèi)扇形體的限制，扇形體由螺釘固定在定子殼體上，使之在舵馬達(dá)的進(jìn)油側(cè)和排油側(cè)之間形成擋板。此扇形體在舵作滿舵操作時(shí)也作為舵止動(dòng)器，在轉(zhuǎn)子葉片上置有一種機(jī)械控制的釋放閥，當(dāng)舵轉(zhuǎn)到滿舵位置時(shí)，閥桿接觸到扇形體，打開閥門使得油流入另一側(cè)。（回油側(cè)）從而制止了壓力升高。缸底置有軸向軸承，其大小和功能足以承受整個(gè)舵、舵柱和轉(zhuǎn)子的重量，無需使用其他軸向軸承。在舵馬達(dá)的轉(zhuǎn)子上設(shè)有軸向、徑向密封條，作為舵馬達(dá)運(yùn)動(dòng)密封件。它選用的優(yōu)質(zhì)耐油合成橡膠條，保證舵機(jī)馬達(dá)保持良好的密封，可以長(zhǎng)期有效工作。2.無錫市海聯(lián)艦船附件有限企業(yè)研制的轉(zhuǎn)葉式液壓舵機(jī)目前無錫市海聯(lián)艦船附件有限企業(yè)技術(shù)中心、機(jī)械制造部通力合作，由中國(guó)船級(jí)社主持的轉(zhuǎn)葉式液壓舵機(jī)于5月通過CCS船檢型式承認(rèn)。圖2為轉(zhuǎn)葉式液壓舵馬達(dá)和電動(dòng)液壓泵組，圖3為轉(zhuǎn)葉式液壓舵馬達(dá)的技術(shù)規(guī)格。該舵機(jī)針對(duì)既有舵機(jī)存在的多種問題所開發(fā)研究設(shè)計(jì)的新型舵機(jī)，其采用新的轉(zhuǎn)葉式構(gòu)造，處理了以往老式活塞式舵機(jī)占地面積大，噪音大，操作不以便，使用范圍小等一系列問題，同步也深入提高了舵機(jī)的性能和可靠性。該舵機(jī)已獲得實(shí)用新型專利，與往復(fù)柱塞式和回轉(zhuǎn)柱塞、活塞式相比，構(gòu)造緊湊、占地面積?。s為其他型式舵機(jī)的40％～60％左右）、操舵平穩(wěn)、舵角范圍寬（可以轉(zhuǎn)到±75°）、安裝以便、操作維護(hù)簡(jiǎn)樸，并且處理了轉(zhuǎn)葉式液壓舵機(jī)老式的內(nèi)泄漏等問題。該產(chǎn)品以SOLAS公約規(guī)定和各船級(jí)社規(guī)范船標(biāo)CB/T972-94、軍標(biāo)GJB2855-97等規(guī)定為原則，舵機(jī)研發(fā)運(yùn)用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)制造，該產(chǎn)品的性能指標(biāo)在國(guó)外同類產(chǎn)品具有先進(jìn)技術(shù)水平，在國(guó)內(nèi)同行業(yè)中到達(dá)領(lǐng)先水平。