第一节__舵简介.

1、学院学院888888系系舵锚装备舵锚装备第第1节节 舵装置概述及液压基础舵装置概述及液压基础舵的出现，对船舶的发展意义舵的出现，对船舶的发展意义重大，它与风帆、指南针重大，它与风帆、指南针一起，组成了保证舰船安一起，组成了保证舰船安全航行的三大条件。全航行的三大条件。1 舵的发展舵的发展汉船的推进工具：篙。汉船的推进工具：篙。篙与筏子同期出现。篙与筏子同期出现。1.1 舵的发展舵的发展桨桨 一种用人力推进舟一种用人力推进舟船的木质工具。船的木质工具。出现时期出现时期比比篙稍晚。篙稍晚。桨在汉代又叫楫、札、桨在汉代又叫楫、札、棹。棹。1.2 舵的发展舵的发展橹由长桨演进来的一种橹由长桨演进来的一

2、种新的推进与操纵工具。新的推进与操纵工具。操作时将其纵置于舷侧，操作时将其纵置于舷侧，用手来回摇动橹柄，用手来回摇动橹柄，可产生持续的推力，可产生持续的推力，还能控制船舶航向。还能控制船舶航向。1.3 舵的发展舵的发展风帆始于殷商，秦汉成熟。风帆始于殷商，秦汉成熟。舵桨发展成尾舵。为增加舵桨发展成尾舵。为增加操纵力矩，桨叶渐趋短操纵力矩，桨叶渐趋短宽，人在舷侧难以操作，宽，人在舷侧难以操作，转至船尾，尾舵就产生转至船尾，尾舵就产生了。了。1.4 舵的发展舵的发展广州东汉墓葬陶船模尾广州东汉墓葬陶船模尾部有尾舵。部有尾舵。1.5 舵的发展舵的发展现代舵现代舵1.6 舵的发展舵的发展1.7 舵的发

3、展舵的发展2.舵设备组成舵设备组成舵设备由舵叶、转舵装置、舵机、操舵装置和传舵设备由舵叶、转舵装置、舵机、操舵装置和传动装置等部分组成。动装置等部分组成。2.1位置位置其中操舵装置在指挥室，舵机和转舵装置安装在其中操舵装置在指挥室，舵机和转舵装置安装在船尾。船尾。2.2舵舵舵是由桨演变而来的。舵是由桨演变而来的。早期的船是用装在船尾的桨早期的船是用装在船尾的桨来控制航向。后来将桨固定来控制航向。后来将桨固定在船尾中线处，成为可转动在船尾中线处，成为可转动的专用舵。的专用舵。舵由舵叶和舵杆两部分组成。舵由舵叶和舵杆两部分组成。2.2.1舵的选择舵的选择舵型取决于船舶的类型、大小、尾型和推进装置的

4、舵型取决于船舶的类型、大小、尾型和推进装置的类型。类型。海船常用单舵，内河船因航道复杂常设有海船常用单舵，内河船因航道复杂常设有2 23 3个舵。个舵。舵面积根据船型、螺旋桨和舵的数目、船长和满载舵面积根据船型、螺旋桨和舵的数目、船长和满载吃水等确定吃水等确定, ,海船单螺旋桨单舵的舵面积比为海船单螺旋桨单舵的舵面积比为1.6%1.6%2.2%2.2%，双螺旋桨单舵的为，双螺旋桨单舵的为1.5%1.5%2.5%2.5%；油船的为；油船的为1.3%1.3%2.0%2.0%；沿海船的为；沿海船的为2.3%2.3%3.3%3.3%，内河船的为，内河船的为2.1%2.1%5.0%5.0%。2.2.2舵

5、的选择舵的选择舵角舵角：舵转动时产生的回转力矩的大小取决于舵：舵转动时产生的回转力矩的大小取决于舵角，即转舵后舵叶与正舵位置的夹角。当舵角为角，即转舵后舵叶与正舵位置的夹角。当舵角为0 0或或9090时，回转力矩等于零，当舵角为时，回转力矩等于零，当舵角为3737时，时，回转力矩达到最大值。通常将最大舵角控制在回转力矩达到最大值。通常将最大舵角控制在3535以内，该舵角称为有利舵角。以内，该舵角称为有利舵角。2.2.3根据舵叶分根据舵叶分根据舵叶的剖面形状区分，有平板舵和流线型舵。根据舵叶的剖面形状区分，有平板舵和流线型舵。2.2.3.1根据舵叶分根据舵叶分平板舵舵叶由金属板或平板舵舵叶由金属

6、板或木板制成，水平剖面呈木板制成，水平剖面呈直线形，结构简单，在直线形，结构简单，在帆船上广泛使用。帆船上广泛使用。2.2.3.2根据舵叶分根据舵叶分流线型舵的舵叶以水平隔板流线型舵的舵叶以水平隔板和垂直隔板作为骨架，外覆和垂直隔板作为骨架，外覆钢板制成水密的空心体，水钢板制成水密的空心体，水平剖面呈机翼形，阻力小，平剖面呈机翼形，阻力小，升力大，应用广泛。升力大，应用广泛。有些船为了使螺旋桨后面的有些船为了使螺旋桨后面的水流情况得到改善，在普通水流情况得到改善，在普通流线型舵上加了一个流线型流线型舵上加了一个流线型的整流帽，称为整流帽舵。的整流帽，称为整流帽舵。2.2.4根据舵杆分根据舵杆分

7、根据舵杆轴线在舵叶上的位置区分，有平衡舵、根据舵杆轴线在舵叶上的位置区分，有平衡舵、不平衡舵和半平衡舵。不平衡舵和半平衡舵。2.2.4.1根据舵杆分根据舵杆分平衡舵的舵杆轴线在舵叶靠平衡舵的舵杆轴线在舵叶靠中前位置，舵压力中心至舵中前位置，舵压力中心至舵杆轴线的距离较小，所需转杆轴线的距离较小，所需转舵力矩也小，从而可减少转舵力矩也小，从而可减少转舵所需的舵机功率。它的缺舵所需的舵机功率。它的缺点是舵在工作时容易摆动，点是舵在工作时容易摆动，对航向稳定性不利。对航向稳定性不利。2.2.4.2根据舵杆分根据舵杆分不平衡舵的舵杆轴不平衡舵的舵杆轴线在舵叶导边处，线在舵叶导边处，舵压力中心至舵杆舵压

8、力中心至舵杆轴线的距离较大，轴线的距离较大，所需转舵力距也大。所需转舵力距也大。2.2.4.3根据舵杆分根据舵杆分半平衡舵是舵叶上半部半平衡舵是舵叶上半部分为不平衡舵，下半部分为不平衡舵，下半部分为平衡舵。不平衡舵分为平衡舵。不平衡舵和半平衡舵有利于保持和半平衡舵有利于保持航向的稳定性，但需要航向的稳定性，但需要较大的舵机功率。较大的舵机功率。2.3操舵装置操舵装置将舵转至所需角度的装置。将舵转至所需角度的装置。可分为人力操舵装置和动力操舵装置两类。可分为人力操舵装置和动力操舵装置两类。操舵装置主要由通常设于船舶尾部的舵机、设在驾操舵装置主要由通常设于船舶尾部的舵机、设在驾驶台的操纵装置和传动

9、装置组成。驶台的操纵装置和传动装置组成。2.3.1操舵装置操舵装置舵机是转动舵的机械，舵机是转动舵的机械，有电动液压舵机和有电动液压舵机和电动机械舵机。电动机械舵机。2.3.2操舵装置操舵装置操纵装置是使舵机能按操纵装置是使舵机能按照驾驶者意图及时地、照驾驶者意图及时地、准确地将舵转到所需准确地将舵转到所需舵角上的装置，有电舵角上的装置，有电力式、液压式、电动力式、液压式、电动液压式和机械式等多液压式和机械式等多种。种。2.3.3传动装置传动装置传动装置是连接舵机和操纵装置的机构。传动装置是连接舵机和操纵装置的机构。3.传动传动传递运动和动力的方式传递运动和动力的方式传传动动类类型型机械机械（

10、如齿轮传动、皮带传动、（如齿轮传动、皮带传动、 链轮传动）链轮传动）电力电力（如（如电机作动力电机作动力）流体流体气压气压液压液压液压传动液压传动利用利用液体压力能液体压力能实现运动和动力传动方式实现运动和动力传动方式液压传动液压传动本系统最复杂、抽象、广泛本系统最复杂、抽象、广泛3.1.液压传动基础液压传动基础液压技术的应用和发展液压技术的应用和发展液压传动的工作原理与组成液压传动的工作原理与组成液压传动的优缺点液压传动的优缺点3.1.1 液压技术的应用和发展液压技术的应用和发展第一阶段：第一阶段： 1717世纪帕斯卡提出世纪帕斯卡提出静压传递原理静压传递原理、17951795年年世界上第一

11、台水压机诞生世界上第一台水压机诞生, ,发展缓慢。发展缓慢。第二阶段：第二阶段：上世纪上世纪3030年代，由于工艺制造水平提高，开年代，由于工艺制造水平提高，开始生产液压元件，并首先应用于机床。始生产液压元件，并首先应用于机床。第三阶段：第三阶段：上世纪上世纪5050、6060、7070年代，液压传动技术迅速年代，液压传动技术迅速发展，渗透到国民经济的各个领域。发展，渗透到国民经济的各个领域。应用举例应用举例磨床、组合机床、自动线磨床、组合机床、自动线振动压路机、挖掘机、装载机、起重机等振动压路机、挖掘机、装载机、起重机等轧钢机、粉末冶金轧钢机、粉末冶金液压注塑机、塑料注射成型机液压注塑机、塑

12、料注射成型机自卸车、制动器、自动变速器、转向器自卸车、制动器、自动变速器、转向器飞机起落架飞机起落架机床机床工程机械工程机械汽车汽车航天航空航天航空冶金机械冶金机械塑料机械塑料机械我国液压传动技术我国液压传动技术始于始于2020世纪世纪5050年代，目前正处于迅速发展、提高的阶段。年代，目前正处于迅速发展、提高的阶段。其产品最初只用于机床和锻压设备，后来才用到拖拉机和其产品最初只用于机床和锻压设备，后来才用到拖拉机和工程机械上。工程机械上。 目前，液压技术正在向高压、高速、高效、大流量、目前，液压技术正在向高压、高速、高效、大流量、大功率、微型化、低噪声、低能耗、经久耐用、高度集成大功率、微型

13、化、低噪声、低能耗、经久耐用、高度集成化方向发展，向着用计算机控制的机电一体化方向发展。化方向发展，向着用计算机控制的机电一体化方向发展。 液压技术的智能化阶段虽然开始不久，但是从它的星液压技术的智能化阶段虽然开始不久，但是从它的星星点点实践成功的事例来看，成果已非常诱人。星点点实践成功的事例来看，成果已非常诱人。 流体技术流体技术+ +电气控制电气控制，好比老虎插上翅膀。，好比老虎插上翅膀。“东方明珠东方明珠”电视天线液压同步顶升技术电视天线液压同步顶升技术 采用比例调速阀的东方明珠电视采用比例调速阀的东方明珠电视天线天线液压同步顶升技术液压同步顶升技术获得了国家获得了国家科技进步奖。科技进

14、步奖。 天线桅杆液压整体提升的核心设天线桅杆液压整体提升的核心设备由承重钢铰线、液压提升器、电备由承重钢铰线、液压提升器、电液动力系统、传感检测系统以及计液动力系统、传感检测系统以及计算机控制系统等组成。算机控制系统等组成。 根部段内底层为动力舱，布置根部段内底层为动力舱，布置4 4套液压动力系统，分别控制各侧提套液压动力系统，分别控制各侧提升器；上层为控制舱，布置升器；上层为控制舱，布置4 4台动力台动力控制柜，分别控制控制柜，分别控制4 4套液压动力系统；套液压动力系统；总控制台则控制和监测整套提升设总控制台则控制和监测整套提升设备。备。 3.1.2 液压传动的工作原理及组成液压传动的工作

15、原理及组成一、液压系统的工作原理一、液压系统的工作原理举举 例：例：液压千斤顶组成液压千斤顶组成液压千斤顶工作液压千斤顶工作3.1.2 液压传动的工作原理及组成液压传动的工作原理及组成工作原理特点：工作原理特点：1 1）用具有一定压力的液体来传动；）用具有一定压力的液体来传动； 2 2）传动过程中必须经过）传动过程中必须经过两次能量转换两次能量转换；3 3）传动必须在）传动必须在密封容器密封容器内进行，且内进行，且容积要发生变化容积要发生变化。问：问：大活塞举升速度取决于？与液体压力有关吗？大活塞举升速度取决于？与液体压力有关吗？二、液压传动系统的组成二、液压传动系统的组成1.1.动力元件动力

16、元件液压泵。将原动机输入的机械能转换为液体液压泵。将原动机输入的机械能转换为液体的压力能，作为系统供油能源装置。的压力能，作为系统供油能源装置。2.2.执行元件执行元件 液压缸（或马达）。液压缸（或马达）。将流体压力能转换为机将流体压力能转换为机械能，而对负载作功械能，而对负载作功。3.3.控制元件控制元件各种液压控制阀，用以控制流体的方向、压各种液压控制阀，用以控制流体的方向、压力和流量，以保证执行元件完成预期的工作任务。力和流量，以保证执行元件完成预期的工作任务。( (录录像像) )4.4.辅助元件辅助元件油箱、油管、滤油器等，保证系统正常工作油箱、油管、滤油器等，保证系统正常工作5.5.

17、工作介质工作介质 液压油，作为传递运动和动力的载体。液压油，作为传递运动和动力的载体。注意：理解各组成部分的作用注意：理解各组成部分的作用三、液压传动系统的图形符号三、液压传动系统的图形符号(1)(1)符号只表示元件的职能，连接系统符号只表示元件的职能，连接系统的通路，不表示元件的具体结构和参数，的通路，不表示元件的具体结构和参数，也不表示元件在机器中的实际安装位置。也不表示元件在机器中的实际安装位置。(2)(2)元件符号内的油液流动方向用箭头元件符号内的油液流动方向用箭头表示，线段两端都有箭头的，表示流动表示，线段两端都有箭头的，表示流动方向可逆。方向可逆。(3)(3)符号均以元件的静止位置

18、或中间零符号均以元件的静止位置或中间零位置表示，当系统的动作另有说明时，位置表示，当系统的动作另有说明时，可作例外。可作例外。我国制订的液压系统图图形符号我国制订的液压系统图图形符号(GB78676)中，对图形中，对图形符号有以下几条基本规定。符号有以下几条基本规定。1.3 液压传动的优缺点液压传动的优缺点优点优点n传动机构可以方便灵活地布置。传动机构可以方便灵活地布置。n液压传动装置的重量轻、结构紧凑、惯性小。液压传动装置的重量轻、结构紧凑、惯性小。n可在大范围内实现无级调速。可在大范围内实现无级调速。n传递运动均匀平稳，负载变化时速度较稳定。传递运动均匀平稳，负载变化时速度较稳定。n液压装置易于实现过载保护，使用寿命长。液压装置易于实现过载保护，使用寿命长。n液压传动容易实现自动化。液压传动容易实现自动化。n液压元件已实现了标准化、系列化和通用化。液压元件已实现了标准化、系列化和通用化。缺点缺点o 优点：优点：功率大来重量轻，大力大矩显威风；功率大来重量轻，大力大矩显威风；运动平稳