液压舵机的操作实验

实验三液压舵机的操作实验

一、实验内容

1、液压舵机遥控系统操舵试验与调整。

2. 电子式随动操舵系统操舵实验。

二、实验要求

通过实验，熟悉典型液压航机及遥控系统的组成和工作原理，掌握操舵方法。

三、实验设备

YD100 －1.6 / 28型液压舵机1套

D D1型电子随动操舵仪1台

（一）YD100 － 1.6 / 28型液压舵机

该舵机由广西梧州华南船舶机械厂制造。现装于辅机实验室内。

其主要技术数据如下：

型号：Y D100－ 1.6／ 2 8

公称力矩： 1.6 t m（15.6 KN.M）

转舵时间：28 sec

最大转角正负35度

工作压力：100 kg／cm2 （9.81MPa）

安全阀调整压力：110kg／cm2 (10.8MPa)

电动机型号：JO2H－12－4（Y80L2一4）

电动机功率：0.8 kW

电动机转速: 1500 r.p.m．

电动机电压。380 V

油泵型号；10 SCYI4一1

油泵排量；10 m L／r

最大工作压力：320 kg／cm2(31.4MPa)

电磁阀型号: 34 E 1M－B10H－T

电磁阀流量：40L／min

电磁阀最大工作压力：210 kg／cm2（20.59 MPa）

溢流阀型号：Y E－B10 C

电磁阀流量：40 L／min

溢流阀最大工作压力：140 kg／cm2（13.73MPa）

注：转舵时间系指单机而言，双机组工作时，转舵速度可提高一倍。

1．转舵机构

舵机的转舵机构是采用柱塞式油缸，柱塞的往复运动通过拨叉机构转换为舵柄的转动。所以，舵机的输出力矩与工作油压的关系为（见图3—1）。

πd2R△P

M= Z η

4 cos2a

式中：Z——油缸对数（Z=1）

d——柱塞直径（d=10cm）

R——舵杆中线到油缸中心线的垂直距离（R=18cm）

△P——油缸压差（△P=P1—P2）

η——推舵装置机械效率(η≈0.8)

a——舵的转角

舵机力矩特性M=f（a）如图3—2所示。舵机公称力矩系指舵机转动舵杆的最大力矩，即舵的转角为35°时舵机的输出力矩。.

该舵机的转舵机构主要由油缸、柱塞、舵柄、边舵柄、拉杆等组成，如图3—3所示。

2．轴向柱塞式油泵

该舵机的油泵为手动变量轴向柱塞泵，其工作原理如图3-4所示。它由湖南邵阳液压件厂生产。

泵的传动轴（19）通过花键与缸体（16）连接，且带动缸体（16）旋转，使

均匀分布在缸体中的7个柱塞（12）绕传动轴中心线转动。每一个柱塞端都有一滑靴（10），由定心弹簧（11）通过外套（17）、定心球头（9）、回程盘（15）将滑靴抵压在轴线成一定倾斜角的止推板（8）上，该止推板以销轴（6）为中心安装在变量头（14）上（当止推板摩损后，只需更换止推扳即可，变量头照样使用）。如果变量头（14）处于倾斜位置，则当缸体旋转时，柱塞就会在油缸中往复运动，完成吸油和压油。此外，定心弹簧通过外套将缸体抵压在配油盘上，起初始密封作用。滑靴和配油盘均采用静力平衡结构，不仅减少了泵的摩损，而且使泵具有很高的容积效率和机构效率。如果转动手轮，使调节螺杆（3）旋转，通过变量活塞，带动变量头旋转，从而改变了泵的排量，当刻度盘（5）上指示出所需要排量的百分比时，则停止转动。并用锁紧螺母（2）锁紧，防止手动转动。

3．舵机工作原理

舵机主要由舵柄拉杆机构、推舵机构以及油泵机组等部件组成。如图3-5所示。

该舵机有两台泵机组，两台机组可以任意转换，交替使用，必要时也可以同时启动两台机组。为了说明问题，假定右机组工作，现从以下几个方面来说明：（1）舵机的起动

启动右油泵机组，油泵从油箱吸油，排出的液压油经M型电磁换向阀后流回油箱，油泵处于卸荷状态。

（2）舵的转动（见图3—5）

舵向什么方向转动，取决于操舵仪来的信号。假定操舵仪来的信号使电磁换向阀右边的电磁铁通电，则油泵排出的油就经过电磁换向阀及专用阀组后进入推舵机构的左油缸，舵叶

开始转动，直至电磁铁断电，电磁换向阀回复到中间位置为止。

（3）专用阀组的原理

该舵机专用阀组由专用阀以及双向安全阀组成。其工作原理如图3-6所示。

专用阀系三位四通液动滑阀。阀芯中又带有两只单向阀。为了表明该阀在过渡位置时有节流作用，所以在原理图中画出了过渡位置的符号。专用阀最主要的作用是克服舵的负力矩问题。所谓负力矩问题（假设系统中无专用阀），是指当水流顺着操舵方向作用于舵板，负力矩引起左侧油缸中的压力升高，而右侧油缸

产生抽空现象（油泵是定量泵，来不及供油），空气进入液压系统，舵机工作失调。当系统中有专用阀时，负力矩问题能获得解决。因为，在回油油路有“节流圈”，所以专用阀阀芯右腔保持某一压力P‘2，当右侧油缸压力P1降低（P‘1也随着降低）时，专用阀阀芯在压力P，1、P，2、及弹簧力的作用下将向左移动，回油口A起节流作用，于是就限制了转舵速度，使右侧油缸不产生抽空现象。当然，负力矩问题能否彻底解决，还与专用设备阀的特性密切关系。

专用阀的另一个作用是可以自动切断油泵机组与推舵机构的联系，对舵机的生命力有所提高。譬如，万一正在工作机组的电磁换向阀在右或左位（即不在中位）卡死时，由于专用阀已切断油路，所以即使换到另一机组工作时，舵机不会失灵，仍能正常转舵。

双向安全阀的用途是防止舵机过载，安全阀起跳压力调节为舵机设计压力加5kg/cm2（0.049MPa）。双向安全阀旁边还设有旁通阀，舵机加油时可以将旁通阀打开。舵机运行时旁通阀应关闭。

（4）双联截止阀的用途

在推舵机构中装有两只双联截止阀，在一般情况上，四只截止阀应全部打开。必要时关掉其中一部分或全部（例如，在海上航行时需要拆检某台油泵，这时可以关掉相应的两只截止阀）。

4、舵机的运转

4．1舵机运转前的准备

（1）外观检查各零部件有无损坏，松动及漏油现象。

（2）检查双联截止阀及压力表开关阀是否已打开，放气阀是否已关闭。

（3）检查油泵的排量指示器的位置是否正常（应满足转舵时间要求）。

（4）检查油箱油位是否正常。

（5）检查各活动部位润滑情况是否良好。

（6）检查驾驶室中的舵角指示器的角度和实际角是否一致。