第九章液压舵机

1第九章知识树液压舵机第一节

概述第二节

液压舵机的工作原理第三节

液压舵

机的转舵机构第四节

液压舵机的遥控系统第五节

泵控式液压舵机实例第六节

阀控式液压舵机实例第九章液压舵机1．理解操舵装置的功用、转舵原理和要求。2．掌握阀控型和泵控型舵机的主要组成和工作原理。3．了解液压舵机的转舵机构类型、结构、工作特点。4．了解液压舵机的遥控系统类型。5．了解伺服液压缸式、伺服电机式、液压式操纵系统。6．熟悉泵控式液压舵机、阀控式液压舵机的典型实例。1．能分析泵（阀）控式液压舵机的工作过程。2．能进行液压系统的充液和调试。知识目标能力目标2远距离操纵机构

转舵动力机械

转舵机构

舵

追随机构

应急装置

辅助装置

第一节概述3第九章一、操舵装置的功用和组成

操舵装置简称舵机，舵机的功用是保证船舶按要求迅速可靠地将舵叶转到并保持在指定的舵角，以使船舶航行在给定的航线上。第一节概述4第九章操舵装置布置示意图：图9-1

操舵装置布置示意图第一节概述5第九章二、转船力矩和转舵扭矩转舵可以改变船舶航向。要使船舶转向，就必须转舵。要转舵并保持航角，就必须有人力或机械（舵机）来对舵柱施加一定的转舵力矩M，转舵扭矩的大小等于舵的水动力矩Ma与转舵摩擦力矩Mf之和。图9-3

转舵变向原理图9-4转船力矩和舵的水动力矩的关系第一节概述6第九章三、舵机的基本技术要求（1）必须具有一套主操舵装置和一套辅操舵装置；或主操舵装置有两套以上的动力设备。（2）舵装置应在驾驶台和舵机室主操都设有控制器；当主舵装置设置两台动力设备时，应设有两套独立的控制系统，且均能在驾驶室控制。（3）替代动力源。（4）操舵装置应设有有效的舵角限位器。（5）对1万总吨以上的油船、化学品船、液化气体运输船尚有一些附加要求。（6）能被隔断的、由于动力源或外力作用能产生压力的液压系统任何部分均应设置安全阀。第二节液压舵机的工作原理7第九章一、泵控式液压舵机图9-5

泵控式液压舵机工作原理图1-电动机；2-双向变量液压泵；3-放气阀；4-转舵油缸；5-撞杆；6-变量泵控制杆；7-调节螺母；8-舵柄；9-安全阀；10-舵角指示器的发送器；11-舵杆；12-反馈杆；13-储能弹簧；14-浮动杆；15-旁通阀；16-液压遥控受动器；17-电气遥控泵控液压舵机工作原理演示蓄能器工作原理演示第二节液压舵机的工作原理8第九章二、阀控式液压舵机

阀控式液压舵机使用单向定量液压泵，其吸排方向不变，油液进出推舵液压缸的方向由驾驶室遥控的换向阀来控制，以达到改变转舵方向的目的。当换向阀处于中位，液压泵的排油将经换向阀旁通而直接返回液压泵的进口（闭式系统）或回油箱（开式系统）；而转舵液压缸的进、出口油路处于锁闭状态而稳住舵叶。第二节液压舵机的工作原理9第九章三、数字液压舵机数字液压油缸

数字液压油缸是将液压油缸、数字液压阀和位置反馈、电信号转换单元结合为一个整体并全部装在油缸内，对外仅需连接液压回路（高、低压油管）和控制用电脉冲信号，便可方便地根据每一个电脉冲信号对应固定的油缸行程而完成不同脉冲数量和频率控制下的不同运动效果。图9-7

数字液压缸实物图第二节液压舵机的工作原理10第九章数字液压舵机系统原理及优点利用新型数字液压缸搭建的新型液压舵机系统具有系统简单、维护方便、操作容易、安全可靠、控制精度高等特点，可手动、半自动、全自动多种操作，特别适合大型船舶舵机控制系统。图9-8

数字液压舵机系统图第三节液压舵机的转舵机构11第九章一、往复式转舵机构滑式滑式转舵机构是目前在船舶舵机中应用最广的一种传统型结构。十字头式拨叉式滑式转舵机构转舵机构工作原理第三节液压舵机的转舵机构12第九章滚轮式

滚轮式转舵机构的结构持点是用装在舵柄端部的滚轮代替滑式机构中的十字头或拨叉。工作时受油压推动的撞杆，以其顶部直接顶动滚轮，迫使舵柄转动。摆缸式

摆缸式操舵机构，它的主要结构特点在于采用了与支架相铰接的两个摆动式液压缸。转舵时，利用活塞在油压作用下所产生的推力与往复运动，并通过与活塞杆铰接的舵柄，推动舵柱偏转。第三节液压舵机的转舵机构13第九章二、回转式转舵机构

在回转式转舵机构中比较常见的是转叶式。图9-14

转叶式转舵机构1-舵柱；2-缸体；3-定叶；4-转叶；5-转毂；6-油管第四节液压舵机的遥控系统14第九章一、伺服液压缸式

这种遥控系统适用于带浮动杠杆追随机构的泵控式舵机。1-伺服液压缸；2-压力表接头；3-液控旁通阀；4-锁闭阀；5-电磁换向阀；6-安全阀；7-表接头；8-溢流节流阀；9-单向阀；10-液压泵；11-油箱；12-过滤器图9-16

伺服液压缸式遥控液压系统原理图第四节液压舵机的遥控系统15第九章二、伺服电机式

以伺服电动机为执行元件的舵机遥控系统可以采用直流伺服电机，也可采用交流伺服电机。它也用于带浮动杠杆追随机构的泵控式舵机。1-舵轮；2-操舵电位计；3-反馈电位计；4-齿轮齿条机构；5-锥齿轮副；6-丝杆；7-导杆；8-滑块螺母；9-涡轮；10-行星齿轮；11-蜗杆；12-直流伺服电机；13-直流电动机激励绕组；14-交流电动机；15-直流发电机；16-直流发电机激励绕组；17-放大器图9-17

直流伺服电机式遥控系统原理图第四节液压舵机的遥控系统16第九章三、液压式

液压式操纵系统是利用油液来传递操舵信号的系统，它由发送器和受动器两部分组成。1-舵轮；2-手柄；3-截止阀；4-平衡阀；5-液压缸图9-18

发送器和受动器原理图第五节泵控式液压舵机实例17第九章一、392KN·m舵机液压系统1-油缸；2-油缸；3、4、5、6、7、8-截止阀图9-19

392kN·m舵机液压系统工作原理图第五节泵控式液压舵机实例18第九章液动隔离阀舵角行程限位阀手动换向阀液动隔离阀舵角行程限位阀双向变量泵滤油器补油泵油温调节器安全溢流阀双向变量泵滤油器补油泵7468533'5'7'8'6'4'1号油缸2号油缸4号油缸3号油缸D~D~手摇泵212定压溢流阀截止阀组截止阀组左机组右机组（主油泵）（主油泵）0.7MPa18MPa放气阀放气阀放气阀放气阀第五节泵控式液压舵机实例19第九章二、637/735kN·m舵机液压系统1-主泵；2-电动机；3-辅泵；4-油箱；5-粗过滤器；6-细过滤器；7-减压阀；8-单向阀；9-单向阀；10-旁通阀；11-溢流阀；12-冷却器；13-液控单向阀；14-可调节流阀；15-安全阀；16-限位螺帽；17-减速器；18-螺杆；19-导块；20-连杆；21-伺服电动机；22-手轮；23-交流电动机；24-直流发电机；25-操舵角反馈机构；26-舵角发讯器图9-22

637/735kN·m舵机液压系统工作原理图第五节泵控式液压舵机实例20第九章CEBDA8b16a181916b13a15a15b14a14b8a8b769b321109a13a14a8a15a8b15b14b761232521a21b17232420O4C4O3C3P4P3O1C1O2C2P1P22#4#1#3#26船艏DD第六节阀控式液压舵机实例21第九章一、245kN·m舵机液压系统1-主油泵；2-辅助油泵；3-集油器；4-安全溢流阀；5-定压溢流阀；6-电液换向阀；7-压力继电器；8-舵柄；9-转舵油缸；10-放气间；11-安全溢流间组；l2-手动柱塞泵；13-手动换向阀；l4-双向液压锁；15-中间传动轴；l6-同步拉杆机构；l7-滑块图9-23

245kN·m舵机液压系统工作原理图第六节阀控式液压舵机实例22第九章二、73.5kN·m电动液压舵机1-电液动换向阀；2-单向阀；3-精滤器；4-溢流阀；5-泵组；6-泵组；7-辅泵；8-单向阀；9-溢流阀；10-溢流阀；11-过滤器；12-油箱；13-操纵阀；14-液动换向阀；15-液—手动换向阀；16-液动滑阀；17-组合阀；18-缓冲阀；