第三节液压舵机的转舵机构ppt课件

1、w第三节第三节w液压舵机的转舵机构液压舵机的转舵机构8-3 液压舵机的转舵机构w 将油泵供应的液压能变为转动舵杆的机械能，以推进舵叶偏转w 根据动作方式不同，可分两大类：w 往复式w 回转式 8-3-1 滑式转舵机构w 是运用最广的一种传统型式w 它又有十字头式和拨叉式之分w 十字头式转舵机构w 由转舵油缸、插入油缸中的撞杆以及与舵柄相衔接的十字形滑动接头等所组成w 当转舵扭矩较小时w 常用如图85所示的双向双缸单撞杆的型式w 而当转舵扭矩较大时w 多采用四缸、双撞杆的构造w 如图86(a)所示十字头式转舵机构w 十字形滑动接头w 将撞杆往复运动转变为舵的摆动w 两撞杆用螺栓衔接，构成两轴承w

2、 两轴承环抱着十字头两耳轴w 舵柄横插在十字头轴承中w 当撞杆在油压下偏移离中位时w 十字头一面随撞杆挪动w 一面带动舵柄偏转舵杆转动w 随舵角添加，十字头在舵柄上向外端滑移w 舵柄有效任务长度，随增大而增大w 撞杆极限行程由行程限制器1l限制w 在舵角超越最大舵角1.5时限止撞杆w 在导板一侧还设有机械式舵角指示器 5w 用以指示撞杆对应舵角w 每个油缸上部设有放气阀12w 以便驱放油缸中空气滑式转舵机构的受力分析w 当舵转至恣意舵角时w 为抑制水动力矩所呵斥的力Q，(与舵柄方向垂直)w 在十字头上将遭到撞杆两端油压差的作用力Pw 力P与Q作用方向不在同不断线上，导板必将产生反作用力Nw 以

3、使P和N的合力Q恰与力Q方向相反w 从而产生转舵扭矩以抑制水动力矩和摩擦扭矩8-3-1 滑式转舵机构受力分析w转舵力矩w 上式阐明w在撞杆直径D、舵柄最小任务长度R。和撞杆两侧油压差P既定的情况下w转舵扭矩M随舵角的增大而增大，如下图w这种扭矩特性与舵的水动力矩的变化趋势相顺应w当公称转舵扭矩既定时，滑式转舵机构尺寸或最大任务油压较其它转舵机构要小w 实践任务油压随实践需求的转舵扭矩而变w由式可知，舵机在实践任务中撞杆两端的油压差w可见，随着舵角增大，虽然转舵扭矩也在增大，但COS2却相应减小，所以滑式转舵机构的任务油压也不会因的增大而急剧添加224conDzpRconRconPzzQRMmm

4、mmzRDMconP224 图8-9 撞杆油缸的密封8-3-1-1 十字头式转舵机构特点w (1)扭矩特性良好w 承载才干较大w 能平衡撞杆所受的侧推力，用于转w 舵扭矩很大的场所 w (2)撞杆和油缸间的密封大都采用V型w 密封圈w 密封圈由夹有织物的橡胶制成w 安装时开口应面向压力油腔 (P越高，密封圈撑开越大)w 密封可靠，磨损后具有自动补偿才干w 密封走漏时较易发现，改换也较方便w (3)油缸内壁除接近密封端的一小段外，不与撞杆接触，故可不经加工或仅作粗略加工。w (4)油缸为单作用w (5)安装、检修比较费事。w 必需成对任务，故尺寸、分量较大w 撞杆中心线垂直于船舶首尾线方向，舵机

5、室需求较大的宽度8-3-1-1 拨叉式转舵机构w 整根撞杆，撞杆中部有圆柱销，销外套有方形滑块w撞杆挪动时，滑块一面绕圆柱销转动，一面在舵柄的叉形端部中滑动w拨叉式与十字头式转矩特性一样w侧推力由撞杆接受而无导板，构造简单，加工及拆装方便w以拨叉替代十字头，撞杆轴线至舵杆轴间的间隔R。可缩减26%，撞杆的最大行程也因此得以减小w占地面积比十字头式减少10 %15，分量减轻10左右w但当公称扭矩较大时，那么仍以采用十字头式为宜8-3-1-2 滚轮式转舵机构w 构造特点w 在舵柄端部的滚轮替代滑式机构中的十字头或拨叉w 受油压推进的撞杆，以顶部顶动滚轮，使舵柄转动w 这种机构不论舵角如何变化w 经

6、过撞杆端面与滚轮外表的接触线作用到舵柄上的推力P，一直垂直于撞杆端面，而不会产生侧推力8-3-1-2 滚轮式转舵机构w 推力P在垂直于舵柄轴线方向的分力可写为w 式中：R。滚轮中心到舵杆轴线的间隔w 上式阐明w 在D、R。和Pmax既定时，滚轮式转舵机构所能产生的转舵扭矩将随。的增大而减小w 扭矩特性在坐标图上是一条向下弯的曲线w 在最大舵角时，水动力矩较大，而滚轮式这时所产生的扭矩反而最小，只到达滑式机构的55%左右w 在实践中，随着的增大，该机构P比滑式添加快pconDPconQ24mmRzpoDzQRM02cos48-3-1-2 滚轮式转舵机构的特点w (1)撞杆与舵柄之间没有约束，无侧

7、推力w 构造简单，加工容易，安装、拆修都较方便w (2)每个油缸均与其撞杆自成一组w 可根据实践需求，分别采用单列式、双列式或上下重迭式等不同的布置方式，提高了布置上的灵敏性w (3)滚轮与撞杆间的磨损可自动进展补偿w (4)扭矩特性差w 要到达同样的M，须用比滑式更大的构造尺寸或Pw 限制了它在大扭矩舵机中的运用w (5)当舵叶在负扭矩作用下转动时w 假设系统有走漏；或在稳舵时油路锁闭不严，那么滚轮就有能够与某侧撞杆脱开而导致敲击w 在某些机构中，滚轮与撞杆之间增设板簧拉紧机构8-3-1-3 摆缸式转舵机构w 构造特点:w 采用两个摆动式油缸1和双作用的活塞2 (也可单作用)w 转舵时w 活

8、塞在油压下往复运动，两油缸相应摆动w 经过与活塞杆铰接的舵柄，推进舵叶偏转w 由于转舵时缸体必需作相应摆动w 必需采用有挠性的高压软管8-3-1-3 摆缸式转舵机构w 摆缸式机构转舵时w 油缸摆角将随油缸的安装角(中舵时油缸摆角)和舵转角而变w 普通使中舵时最大w 最大舵角时为零或接近于零w 但不论舵角如何， 角总是很小w 假设忽略，摆缸式与滚轮式扭矩特性一样8-3-1-3 摆缸式转舵机构特点1w (1)用双作用活塞替代了单作用的撞杆w提高了油缸的利用率w其外形尺寸和分量可大大减小w(2)各油缸与其活塞均自成一组w而且油缸与支架、活塞杆与舵柄均采用铰接w构造简单，安装也较方便w(3)由于采用了

9、双作用活塞w对油缸内外表的加工精度、活塞杆与油缸的同轴度、以及活塞与油缸间的密封等都有较高的要求8-3-1-3 摆缸式转舵机构特点2w (4)当活塞的密封性因运用日久而变差时w 转舵速度就会变慢，运转的经济性也将降低w 而检查和改换密封件又不如撞杆式方便w 当铰接处磨损较大时，任务中也会出现撞击w (5)系统任务时w 实际排油量和进油量严厉说来并不完全相等w 假设运用奇数的双作用活塞式油缸(在应急情况下)那么相差更为明显，所以在油路中必需采取容积补偿措施w (6)扭矩特性不佳(与滚轮式类同)w 除个别采用四缸构造者公称扭矩较大外，普通大多见诸于功率不大的舵机中8-3-2 回转式转舵机构w 图示

10、为三转叶式转舵机构w 油缸内部装有三个定叶w 经过橡皮缓冲器安装在船体上w 三个转叶与舵杆相固接w 由于转叶与缸体内壁和上、下端盖之间w 及定叶与转毂外缘和上、下端盖之间，均设法坚持密封w 故借转叶和定叶将油缸内部分隔成为六个小室w 当经油管6从三个小室吸油，并排油人另外三个小室w 转叶就会在液压作用下经过轮毂带动舵杆和舵叶偏转8-3-2 转叶式机构的转舵扭矩w 可用下式表示:w 式中：z 转叶数目w P转叶两侧油压差，Pa；w A每个转叶的单侧面积，m；w Ro转叶压力中心至舵杆轴线间的间隔，m； w m机械效率，普通为0.750.85。 w 上式阐明w 转叶式机构所能产生的转舵扭矩与舵角无

11、关w 扭矩特性在坐标图上是一条与横坐标平行的直线mzPRM8-3-2 转叶式转舵机构的特点w (1)占地面积小，分量轻，安装方便。w (2)无须外部光滑w 管理简便；舵杆不受侧推力，可减轻舵承磨损w (3)扭矩特性不如滑式，比滚轮式和摆缸式好w (4)内走漏部位较多w 密封不如往复式容易处理w 容积效率低，油压较高时更为突出w (5)内部密封问题是其薄弱环节w 任务油压不超越4MPa左右，限制了它在大功率舵机中的运用w 随着密封资料和密封方式的不断改良，Pmax已可达1015MPa，转舵扭矩也提高到3000 kNm 左右AEG型转叶式油缸8-3-2 AEG型转叶油缸特点w 翻边端盖与空心的轮毂3制成一体，然后用V形密封圈9和压盖8防止油外漏w 这种构造的端盖可以接受较高的油压而不易变形，同时又可防止转叶和端盖间的走漏。而用球墨铸铁制造的转叶4和定叶5，那么用由高强度钢制成的定位销和内六角螺钉分别固定在铸钢的转子3和缸体2上，并用在背后装有O形橡胶条的