(精品)8.2液压舵机工作原理和组成.ppt

第二节第二节液压舵机工作原理和组成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85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）图8-5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pmaxpmax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12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69而工作油液的使用量也仅减少1618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20MPa8-2-1 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ABC8-2-1 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）B1A1C18-2-1 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AC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B1A1C1A8-2-1 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浮动杆就会以C点为支点而继续偏转，压缩弹簧A点得以一次到达所要求的大操舵角随着舵叶偏转，储能弹簧首先放松，并在其恢复原状后，才会将B点拉到与A点相应的位置，以停止转舵在储能弹簧完全放松以前，B点不动，C点停留在最大偏移位置(使泵在较长时间内保持Qmax),加快转舵速度储能弹簧的刚度必须适当若弹簧太软，则可能使B点先于C点而移动，操舵就无法进行如弹簧太强，则大舵角操舵所需操舵力太大，甚至使储能弹簧不起作用Cmax8-2-2 阀控制液压舵机用单向定量油泵其吸排方向不变油液进出转舵油缸的方向由驾驶台遥控的换向阀来控制当换向阀处于中位油泵的排油经换向阀旁通，转舵油缸油路锁闭而稳舵油泵和系统比较简单，造价相对较低缺点:换向阀换向，液压冲击较大，可靠性也相对较差阀控型舵机在停止转舵时，泵以最大流量排油，油液发热较多，经济性差阀控型舵机适用功率范围比泵控型小泵控型和阀控型舵机尽管工作原理不尽相同都是由转舵机构、液压系统和操纵系统等组成下面就转舵机构和操纵系统依次加以讨论