第二节 液压舵机工作原理和组成
第二节 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 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,6一储能弹簧,7舵柄、8反馈杆, 9撞杆,10一舵杆,11一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
8-2-1 泵控型液压舵机 图8—5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) 尾楼操纵 手轮应白急操纵 H Mw内AA 接电反馈 发讯器 B 图8-5
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) 图8-5泉控型液压舵机原理图
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杄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(pmx)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pmax pnma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%-10% 重量约可减轻20% 并使工作油液的使用量减少1/2左右 pma从20MPa提高到30MPa时 往复式舵机的长度几乎不变 >重量只减轻6%~9% >而工作油液的使用量也仅减少16%~18% 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20MPa
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pmax ➢ pmax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1／2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6％～9％ ➢ 而工作油液的使用量也仅减少16％～18％ ➢ 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20MPa
8-2-1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 - 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 A 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 C 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
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 A B C
8-2-1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 始偏转,通虔馈秆带动B点向B方向 移动 当舵叶转到与A给出指令舵角相符时,B C 移到B1,C点重回中位 泵停止排油,舵就停止在所要求的舵角 浮动杆的位置如图中的实线ACB1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) BI
8-2-1 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） B1 A 1 C 1
