舵机转舵机构
XD0903舵机转舵机构
船舶辅机
Marine Auxiliary Machinery
第九章 舵机
[6]
二 拨叉式转舵机构
M/(N⋅m)
十字头式 拨叉式 转叶式
滚轮式 摆缸式
0 10 20 30 α/(°)
船舶辅机
Marine Auxiliary Machinery
第九章 舵机
[7]
油缸承受侧推力，可在柱塞上设导杆承受。 油缸承受侧推力，可在柱塞上设导杆承受。 油缸密封也要采取特殊措施 也要采取特殊措施。 油缸密封也要采取特殊措施。
第九章 舵机
[ 11 ]
四 摆缸式转舵机构
必须采用 高压软管。 高压软管。
1油缸 2活塞杆 3端盖 4活塞 5活塞环 6密封环 7接头
船舶辅机
Marine Auxiliary Machinery
第九章 舵机
[ 12 ]
四 摆缸式转舵机构
Video link
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转叶式
滚轮式 摆缸式
0 10 20 30 α/(°)
M = zpAR0η m
N⋅m
扭矩与舵角无关。 扭矩与舵角无关。
船舶辅机
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第九章 舵机
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ[ 16 ]
五 转叶式转舵机构
特点: 特点: (1)结构紧凑； (2)无外部润滑； (3)扭矩特性中等； (4)内部密封至关重要 内部密封至关重要。 (4)内部密封至关重要。
船舶辅机
Marine Auxiliary Machinery
第九章 舵机
[ 17 ]
转叶式转舵机构实例-FRYDENBO(双转叶): 转叶式转舵机构实例-FRYDENBO(双转叶): 双转叶
舵机转舵机构
船舶辅机第8章 舵机 [Steering Gear]
AEG型转叶式油缸
11
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4
船舶辅机第8章 舵机 [Steering Gear]
十字头式转舵机构特点： (1) 扭矩特性良好。 (2) 撞杆和油缸间的密封采用V型密封圈。
(3) 油缸内壁不与撞杆接触。 (4) 尺寸大，占空间大。 (5) 安装检修麻烦。
5
滑式
转叶式
滚轮式
9
船舶辅机第8章 舵机 [Steering Gear]
二、回转式转舵机构
M zpAR0m
(1) 占地小，安装方便。 (2) 无需外部润滑，管理简便； 舵杆不受侧推力，舵承磨损轻。 (3) 扭矩特性一般。 (4) 内漏严重。
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船舶辅机第8章 舵机 [Steering Gear]
(2)拨叉式
请打开“0810拨叉式转舵.swf ”文件观看动画(鼠标单击)
侧推力可由撞杆承受，无需导板；公称扭矩 小时，撞杆轴线至舵杆轴间的距离减小。
6
船舶辅机第8章 舵机 [Steering Gear]
2. 滚轮式转舵机构
Q P cos
4
D 2 p cos 4 D 2 zp cos R0m
M zQR 0m
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7
船舶辅机第8章 舵机 [Steering Gear]
滚轮式转舵机构的特点： (1) 结构简单。 (2) 布置灵活。 (3) 滚轮与撞杆间隙自动补偿。
M
船用舵机解析
FL=1／2· CLρAυ2 FD=1／2· CDρAυ2 x = Cxb
舵水作用力F对船舶运动的影响
假设在船舶重心G处加上一对方向相反而数值均等于F 的力F1、F2 那么水作用力F对船体的作用
可用水作用力对船舶重心所产生的力矩Ms和F2的作用来代替。 由F和F1形成的力矩Ms迫使船舶绕其重心向偏舵方向回转，称 为转船力矩： F2则又可分解为R和T两个分力 纵向分力R=F2sinα，增加了船舶前进的阻力 横向分力T=F2cos α ，使船向偏舵的相反方向漂移 船在转向的同时，还存在着横倾与纵倾力矩
8-1-3 对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。当其中之一失效时，另一套应能 迅速投入工作。
主操舵装置应具有足够的强度
能在最深吃水并以最大营运航速前进时将舵自一舷35º 转至另一舷的35 º 自一舷的35 º 转至另一舷的30‘所需的时间不超过28s 在船以最大速度后退时应不致损坏 能在最深航海吃水，并以最大营运航速的一半但不小于7kn前进时，能在不 超过60s内将舵自任一舷的15 º 转至另一舷的15 º
8-1-2-2 综上可见
(1)水动力矩与舵叶的面积A和舵叶处水流速度的平方
成正比，并随舵角的增大而增大 (2)不平衡舵
因X=Xc，故当船舶正航并向一舷转舵时，水动力矩将始终 为正(指与舵叶转向相反)，而回舵时则变为负(指与舵叶转向 相同) 平衡舵因Xc=X—Z，小舵角时由于压力中心。处于舵杆轴线 的前方，故Ma为负，只有当舵角增大到某一数值之后， Ma 才会因O点移到轴线之后而变为正值
8-1-2-2 水动力矩和转舵扭矩
舵机控制旋转结构
舵机控制旋转结构第一章：引言1.1 研究背景舵机是一种广泛应用于自动控制系统的装置，能够通过接收控制信号来控制旋转角度或位置。
在工业、航空航天、机器人等领域具有重要的应用价值。
随着科技的不断进步，舵机的控制方法也在不断创新与改进，为各个行业提供更加精准、快速和高效的控制方案。
1.2 研究目的和意义本论文的目的是对舵机控制旋转结构进行深入研究和探讨，分析舵机控制的原理和方法，并通过实验验证其有效性和可行性。
这将有助于掌握舵机控制技术的基本原理，为相关领域的研究和应用提供参考。
第二章：舵机控制原理2.1 舵机的基本原理舵机由电机、减速机构和反馈装置等组成，电机通过供电控制旋转，减速机构可以使电机的输出力矩放大，并将旋转角度转化为输出轴的线性位移。
反馈装置可以将输出参数的信息反馈给控制系统，实现闭环控制。
2.2 舵机控制系统舵机控制系统主要包含信号接收模块、控制驱动模块和反馈调整模块。
信号接收模块负责接收控制信号，将其转换为电压信号传输给控制驱动模块；控制驱动模块根据接收到的信号控制舵机旋转；反馈调整模块根据实际旋转角度与期望角度之间的差异，通过调整控制信号实现舵机的精确控制。
第三章：舵机控制方法3.1 开环控制方法开环控制方法是指不考虑输出参数反馈信息的控制方式，直接根据期望角度生成控制信号。
这种方法简单实用，但在存在干扰和不确定性的情况下，无法保证输出的准确性。
3.2 闭环控制方法闭环控制方法通过使用反馈装置，根据实际旋转角度与期望角度之间的差异来调整控制信号，实现对舵机的精确控制。
这种方法可以通过不断的调整控制信号，使得舵机能够在较小的误差范围内完成旋转任务。
第四章：实验与结果分析本章将设计并进行舵机控制实验，通过对实验结果的分析和对比，验证开环控制和闭环控制方法的准确性和稳定性。
同时，分析实验中可能出现的误差来源和对应的改进措施，提出对舵机控制系统的优化建议。
总结：通过对舵机控制旋转结构的研究和实验，本论文总结了舵机的基本原理和控制方法。
舵机转舵机构和遥控系统讲解
十字头式转舵机构的特点：
1）扭矩特性良好，承载能力较大，能可靠地平衡撞杆 所受的侧推力，可用于转舵扭矩很大的场合。
2）撞杆和油缸间的密封大都采用V型密封圈。密封圈工 作油压越高撑开越大，从而更加贴紧密封面，故密封可靠， 磨损后还具有自动补偿能力。此外，密封泄漏时较易发现， 更换也较方便。
3）油缸内壁除靠近密封端的一小段外，都不与拉杆接 触，故可不经加工或仅作粗略加工。
力矩马达式：舵机遥控系统的控制电路采用了无触点控制， 并取消了浮动杆追随结构。（见下图）
二、伺服油缸式舵机遥控系统 （属电液式）
伺服油缸式舵机遥控系统：（动画）
泵控型舵机液压系统
单动（非随动）操舵系统：只能控制舵机的起停和转舵方 向，当舵转至所需要的舵角时，操舵者必须再次发出停止转 舵的信号，才能使舵停转。通常既可设在驾驶台，也可在舵 机室操纵，以备应急操舵或检修、调试舵机之用。
随动舵、自动舵和非随动（单动）舵控制框图如下所示：
一、伺服电机式舵机遥控系统
1.直流伺服电机式舵机遥控系统（ 属电气式，见动画 ） 2.交流伺服电机式舵机遥控系统（力矩马达式，属电液式）
4）油缸为单作用，必须成对工作，故尺寸、重量较大。 而且撞杯中心线通常都按垂直于船舶尾线方向布置，故舵 机室也需要较大的宽度。
二、 拨叉式转舵机构（动画）
受力分析：与十字头式转舵机构相同。
拨叉式转舵机构特点：侧推力可直接由撞杆本身承受而无需导
板。撞杆轴线至舵杆轴间的距离R0可缩减26%，撞杆的最大行程
图示为AEG型转叶式油缸 及密封装置。
回转式转舵机构特点： 1）占地面积小，重量轻，
安装方便； 2）无需外部润滑，管理
简便，且转舵时舵杆不受侧 推力，可减轻舵承磨损；
第九章 液压舵机
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 17
第九章
第五节 泵控式液压舵机实例
1号油缸 2号油缸
截止阀组
放气阀
放气阀 0.7MPa 定压溢流阀
47 3
685
舵角行程限位 阀
液动隔离 阀
双向变量 （泵主油泵）
左机 组
补油泵
D~
滤油器
1
油温调节 器
追随机构
舵
3
第九章
第一节 概述 操舵装置布置示意图：
图9-1 操舵装置布置二、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。
能力目标 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。
2
第九章
第一节 概述
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。
远距离操纵 机构
辅助装置
转舵动 力机械
应急装置
转舵机构
第二节 液压舵机的工作原理
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。
摆缸式
第5章 舵设备(船舶结构与设备课件)
1.舵叶（rudder stock）
舵杆是舵叶转动的轴，并用以承受和传递作用在舵叶上 的力及舵给予转舵装置的力。其下部与舵叶连接，上部与转 舵装置相连。 为了使舵在受损时不必拆开船体内的部分就能修理，把 舵杆分作上舵杆和下舵杆两段制造，然后用法兰接头连接。 上舵杆的顶端称舵头。舵头通过舵杆套筒伸至舵机室与 转舵装置相连接。上舵杆下端是法兰接头，与舵叶连接。 为了使万一法兰螺母脱落而螺栓不至滑落，安装时，螺 母应朝下，并用水泥包搪。
齿轮襟翼式舵
1-舵叶（rudder blade）； 2-位于舵杆筒内的舵杆（Rudder stock in rudder trunk）； 3-襟翼（flap）； 4-铰轴（hinge line）；
5-舵机（steering engine）；
6-舵机座（steering engine foundation）； 7-密封套与轴承（gland and bearing）； 8-舵顶（rudder dome）； 9-舵承（rudder carrier） 10-转动襟翼的传动装置（flap actuator）
6）倒车舵
（1）正车整流，加强正车舵效； （2）倒车舵效；
（3）侧移功能。
7）全向推进器
又称Z轴螺旋桨。能绕竖轴作360度旋转，用以推进和操 纵船舶的螺旋桨或导管推进器。主机输出功率通过一级伞齿 轮转动竖轴，再通过二级伞齿轮传递给推进器，形成一个Z字 形传动系统。另设有油压泵驱动蜗轮蜗杆，以驱使整个推器 装置作360°水平回转。Z形轴系与导流管螺旋桨全部安装在 一个圆筒体上，整个装置可吊出或安装在甲板开口处。转向 螺旋桨的单位马力推力大，操纵性能良好，装双全向推进器 的拖轮具有就地回转、平移、倒退等能力。后退推力与前进 推力基本相同，可以驾机合一遥控作业。导管前安装网罩可 保护螺旋桨。这种舵适用于港作拖轮等小型船舶。
液压舵机的转舵机构
泵控型 阀控型
19
第二节 液压舵机的工作原理和基本组成
受动器
反馈机构
一
、
泵
控
型
变向泵
液
压
舵
机
转舵机构
安全阀
舵柱
20
储Байду номын сангаас弹簧
第二节 液压舵机的工作原理和基本组成
❖ 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。
1
1
A
A
A'
A 1 A'
C
C
C'
C
C'
B
B
23
B' 2 B
第二节 液压舵机的工作原理和基本组成
❖ 驾驶台给出某一舵角指令
通过遥控系统，会使A点移至A' 由于B点在舵叶转动以前并不移动 所以C点将移到C'
❖ 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B'方向移动
当舵叶转到与A'给出指令舵角相符时，B移到B' ，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A'C B'所示。
M= Ma + Mf
普通平衡舵 Mf=(0.15～0.20) Ma
公称转舵扭矩
指在规定的最大舵角时所能输出的最大扭矩 它是根据船舶在最深航海吃水和以最大营运航速前进时，将舵转到最大舵角所需
要的扭矩来确定的
第九章舵机_船舶辅机
9-1概述
操舵装置： 动力设备：原动机 转舵机构(舵机) ：使舵叶转动的油缸等 遥控(远操)机构：控制舵叶转动的操纵机构。
9-1-1舵设备的组成和舵的类型
舵杆和舵销保持同一轴线。
9-1-1舵设备的组成和舵的类型
舵的类型
不平衡舵图9-1(a) 舵杆轴线紧靠舵叶前缘的舵 平衡舵图9-1(b) 舵杆轴线位于舵叶前缘后面一 定位置的舵 半平衡舵图9-1(c) 仅于下半部做成平衡型式的舵 后两种舵在舵杆轴线之前有一定的舵叶面积，转 舵时水流作用在它上面产生的扭矩可以抵消一部 分轴线后舵叶面积上的扭矩，从而减轻舵机的负 荷。 复板舵：对称机翼型、空心结构。
9-1-2-1舵的水动力及其对船舶的影响
– F2则又可分解为R和T两个分力 – 纵向分力R=F2sinα，增加了船舶前进的阻力 – 横向分力T=F2cos α ，使船向偏舵的相反方向 漂移。 • 水作用力F与船舶的重心G并不在同一水平面上。 – 船在转向的同时，还存在着横倾与纵倾力矩。
9-1-2-2舵的转船力矩
安全阀设置、安装位置 能够被隔断的任何部分、 由于动力源或外力作用能够产生压力的任 何部分。 参数选定 开启压力≮1.25倍最大工作压力，且不超 过设计压力； 排量≮泵总流量的110%， 低温黏度影响后，压力升高≯开启压力的 10%。
9-1-2对舵机的基本技术要求
4.液压系统 应设滤油器、循环油箱、低油位报警器。 应设带有液位计的贮油箱。容量满足上 述要求。 应设检修用隔离阀，放气阀。
公称转舵扭矩：最深航海吃水、最大航速、 最大舵角时所需的扭矩。
9-1-2舵的水动力矩和转舵力矩
MS
Mmax (1)转船力矩MS比水动力 矩Ma大的多，但都与A 和v2成正比，随舵角增 大而增大。
舵机是如何调节船舶航向的？
舵机是如何调节船舶航向的？舵机是船上最重要的设备之一,其主要功能是控制船舶的航向。
根据操舵动力,可将舵机分为四类:1.蒸汽舵机;2.液压舵机;3.电动舵机;4.电液舵机。
整个系统可认为由三部分组成:控制设备、动力单元和转舵机构。
第一部分是从驾驶台传送一个信号即所期望的舵角;第二部分为将舵转至所需舵角随时提供动力;第三部分是完成转舵的操舵机构。
根据操纵方式,舵机可分成3种:手动舵、随动舵和自动舵。
电液舵机现在应用最广泛。
双撞杆液压操舵装置由位于舵柄左侧的液压撞杆和位于舵柄右侧的另一撞杆组成。
两撞杆外端由十字头和旋转块连接到舵柄,撞杆的另一端分别在它们自己的液压油缸内工作,再由油管将这些油缸和液压泵相连接。
舵柄用键牢固地连接于舵柱上。
泵的结构特殊,可以是轴向的也可以是径向的。
泵由电机带动以同一方向持续运转,由泵内的倾斜盘或浮动环的位置控制油的吸排。
当盘或环在中间位置时,不泵油;当倾斜盘或浮动环从中间向某一个方向移动时,油从一缸吸人,排至另一缸;当盘或环从中间向相反的方向移动时,吸排方向相反。
倾斜盘或浮动环由一根控制杆带动,此杆外端连在追随机构上。
撞杆操舵装置可以取代双撞杆操舵装置安装在大型船舶上以获得更大的转舵动力。
它由两个双撞杆机构组成,以使两个处在对角位置的撞杆所产生的力共同作用于舵柄上,而产生双倍的转舵效果。
远距离操舵伺服器通过浮动杆带动泵的变量控制机构。
浮动杆的另一端经安全弹簧(储能弹簧)连到舵杆或舵柄上。
远距离操舵伺服器是液压遥控系统的接受器。
伺服器、油泵和舵杆间的浮动杆连接构成了追随机构。
当转动舵轮时,泵就按要求输油。
当舵手停止转动舵轮时,追随机构使油泵控制杆回到中位。
当舵转到与舵轮位置相应的舵角时,将停止转动并保持不动,直到舵轮和远距离操舵伺服器重新动作。
如果大浪撞击舵叶,该冲击力将通过舵柄传给撞杆,造成系统油压和一个油缸内油压突然加大。
当系统内油压升高到超过正常值的10%时,双向弹簧安全阀通过旁通让少量油进入另一个油缸而使舵柄轻微移动。
舵设备详解(1)
n 6.当主操舵装置具有2台或2台以上相同的动力设
备时，则可不必设置辅助操舵装置。
n 7.操舵装置控制系统的布置：
n 1)主操舵装置，应在驾驶室和舵机室两处都设有控制器； n 2)主操舵装置应设置两套独立的控制系统，且每套系统均应能在驾驶
部件。
2020/12/17
舵设备详解(1)
n 二、电动操舵装置
n 1.组成：舵扇松套、舵柄键套在舵杆上。 n 2.基本原理： n 3.主要组成部分的作用： n 1)蜗杆蜗轮：减速比大，转
矩大；其机械传动中的自锁 作用，可防止舵叶在受外界 冲击作用下发生逆转现象， 从而起到保护电动机的作用。 n 2)缓冲弹簧：刚性大，正常 情况下可顺利地传递转舵力 矩。当舵叶受到外界巨大冲 击力作用时，能吸收冲击能 量，起保护舵机的作用。 n 4.特点与应用：结构简单、 操作方便、传动可靠、维修 方便，噪声大、占用面积大。 较广泛地应用于中小型船。
舵设备详解(1)
n 6)组合舵(又称希林舵或工字型舵) n ①结构特点：在流线型舵叶的上下两端各安装一块制流板。舵的剖面设
计成象鱼的形状，肥大部分占20%弦长。为能控制更多的尾流，舵杆中 心线通常在距导边 40%弦长的位置处。 舵角可在±75°范 围内使用。 n ②作用：减少舵叶 上下两端的绕流损 失，提高舵压力， 进一步改善舵的流 体性能。 n ③特点：具有低速 时操纵性好，浅水 中舵效无显著下降 的优点。
n 2)当舵柄处的舵杆直径(不包括航行冰区的加强)大于120mm时，操舵 装置应为动力操纵；
n 3)在最大后退航速时不致损坏，但不需验证。
n 4.辅助操舵装置：
n 1)具有足够的强度和足以在可驾驶的航速下操纵船舶，并能在应急情 况下投入工作；
船舶舵机系统的组成
船舶舵机系统的组成
船舶舵机系统包括以下组成部分：
1. 舵机：船舶舵机是用来操控船舶舵轮的机械装置。
舵机一般由电动机、减速器和转动机构组成，通过接收操控信号来控制舵轮的角度。
舵机具有快速响应、高精度和可靠性强的特点。
2. 舵机控制系统：舵机控制系统包括舵机控制器、操控台和操控杆等。
舵机控制器是指控制舵机运行的装置，通常由电子设备或计算机控制。
操控台是操纵船舶舵机的位置，操控杆用于操纵舵机控制系统。
3. 船舶舵轮：船舶舵轮是舵机系统输出力的转换装置，通过舵轮的旋转来操纵船舶的转向。
舵轮通常由金属制成，具有抗腐蚀且坚固耐用的特点。
4. 操作系统：船舶舵机系统通常配备有操作系统，用于船舶舵机系统的自动控制。
操作系统能够根据航行条件和船舶操纵信号，自动调整舵机的角度，帮助船舶保持稳定的航向。
除了上述主要组成部分外，船舶舵机系统还包括传感器、电气部件、连接杆等辅助装置。
传感器用于检测舵轮的角度和舵机的运行状态，电气部件用于提供电力和信号传输，连接杆用于连接舵机和舵轮。
这些部件共同构成了船舶舵机系统。
液压舵机的转舵机构.
在实际中，随着α的增大，该机构P比滑式增加快
8-3-1-2 滚轮式转舵机构的特点
(1)撞杆与舵柄之间没有约束，无侧推力
结构简单，加工容易，安装、拆修都较方便
(2)每个油缸均与其撞杆自成一组
可根据实际需要，分别采用单列式、双列式或上下重迭式等 不同的布置形式，提高了布置上的灵活性
4
M
zQRm
4
D 2 zpo cosR0m
式中：R。——滚轮中心到舵杆轴线的距离
上式表明
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α。的增大而减小
扭矩特性在坐标图上是一条向下弯的曲线
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，只达到滑式机构的55%左右
密封不如往复式容易解决 容积效率低，油压较高时更为突出
(5)内部密封问题是其薄弱环节
工作油压不超过4MPa左右，限制了它在大功率舵 机中的应用
随着密封材料和密封形式的不断改进，Pmax已可 达10～15MPa，转舵扭矩也提高到3000 kN·m 左 右
AEG型转叶式油缸
8-3-2 AEG型转叶油缸特点
当公称转舵扭矩既定时，滑式转舵机构尺寸或 最大工作油压较其它转舵机构要小
实际工作油压随实际需要的转舵扭矩而变
由式可知，舵机在实际工作中撞杆两端的油压差
P
4Mcon2 D2 zRm
可见，随着舵角α增大，尽管转舵扭矩也在增大， 但COS2α却相应减小，所以滑式转舵机构的工作油 压也不会因α的增大而急剧增加
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
这种结构的端盖能够承受较高的油压而不易变形，同时 又可避免转叶和端盖间的泄漏。而用球墨铸铁制造的转 叶4和定叶5，则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形橡胶条的钢制密封条7来保证各工作腔室间的密封
舵机结构
舵是舵手（驾驶人员）用来保持或改变船舶在水中运动 方向的专用设备。 舵有两大功能： 一是保持船舶预定航向的能力，称为航向稳定性； 二是改变船舶运动方向的能力，称回转性。
通常把二者统称为船舶的操纵性。
船舵主要由舵叶和舵杆组成，舵叶是产生水压力的部分， 舵杆的作用是转动舵叶和保证舵叶具有足够的强度）舵的 作用原理是当水流以某冲角冲至舵叶上时，便产生了流体 动力，此作用力通过舵杆传递并船体上，从而迫使船舶转 向，也就达到了调整航向的目的。
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。安全阀开启压力应不小于1.25倍最大工作压 力；安全阀能够排出的量应不小于液压泵总流量的110％，在此情 况下，压力的升高不应超过开启压力的10％，且不应超过设计压力 值。
第二节 液压舵机的工作原理和基本组成
基本组成：1.远操机构 （转递操舵信号） 2.舵机 （提供转舵动力）
舵的作用原理
FN 舵叶两侧水压力（舵压力） FT 摩擦力 F 水作用力
｝
F
水作用力 FL 升力 FD 阻力
｛
FL 升力 FD 阻力
FL 1 2 CL ρAv2
FD 1 2 CD ρAv2
Cx 压力中心系数 v 水流速度
x Cx b
水作用力 F 对船舶运动的影响
在船舶重心上加一对大小等于F，方向相反的力F1、F2
舵的形状与面积：
舵的外形大都作成方形或倒梯形，后者多用在悬式舵上。如果要求有 较大的舵压力，则可将舵的上端后部提高，与船尾部外形相配合。 舵的高度主要由船尾部吃水和尾部外形来决定。但舵的下端，不应超 过螺旋桨圆盘面的下线。 舵面积的大小，对船的操纵性能影响较大。浸在水中的舵面积，一般 不是根据回转直径来决定的，而是以船体水下侧投影面积的百分率来计 算。其公式如下： S＝μ· L· T 式中：S为舵面积 L为船舶水线间长（米） T为船舶最大吃水（米） μ为实用系数，其值随船舶类型、尺度、船速而异（见下表）： 各种船舶的舵面（以L· T的％表示）
知识点1 液压舵系的结构认识.
一、舵设备的组成和舵的类型舵（rudder）作为保持或改变航向的设备，垂直安装在螺旋桨的后方。
为了提高舵效和推进效率，大多采用由钢板焊接而成的空心舵，称为复板舵。
这种舵由于水平截面呈对称机翼形，故又称流线型舵。
舵的类型很多，图7-1-1示出3种典型的海船用舵。
舵机经舵柄1将扭矩传递到舵杆3上。
舵杆3由舵承支承，它穿过船体上的舵杆套筒4带动舵叶7偏转。
舵承固定在船体上，由滑动或滚动轴承及密封填料等组成。
此外，舵叶7还可通过舵销5支承在舵柱8的舵托9或舵钮6上。
舵杆轴线一般就是舵叶的转动轴线。
舵杆轴线紧靠舵叶前缘的舵，称为不平衡舵（unbalanced rudder）［图7-1-1（a）］；舵杆轴线位于舵叶前缘后面一定位置的舵称为平衡舵（balanced rudder）［图7-1-1（b）］；而仅于下半部做成平衡式的舵即称为半平衡舵（semi-balanced rudder）［图7-1-1（c）］。
后两种舵在舵杆轴线之前有一定的舵叶面积，转舵时水流作用在它上面产生的扭矩可以抵消轴线后一部分舵叶面积上的扭矩，从而减轻舵机的负荷。
（a）不平衡舵（b）平衡舵（c）半平衡舵图7-1-1几种舵的示意图1—舵柄；2—上舵承；3—舵杆；4—舵杆套筒；5—舵销；6—舵扭；7—舵叶；8—舵柱；9—舵托；10—舵承二、舵的作用原理和转舵扭矩船舶航行时，如舵叶处于正舵位置，即舵角（rudder angle）（舵叶与船舶中线的夹角）a=0º时；则舵叶两侧所受的水作用力相等，对船的运动方向不产生影响。
但如将舵叶向某舷偏转任一角度a，则其两侧的水流就会如图7-1-2（a）所示那样，不再保持对称，水流绕流舵叶时的流程在背水面就要比迎水面长，背水面的流速也就较迎水面大，而其上的静压力也就较迎水面要小。
这样，舵叶两侧所受水压力的合力（称为舵压力）FN就将垂直于舵叶，作用于舵叶的压力中心O，并指向舵叶的背水面。
除FN外，水流对舵叶还会产生与舵叶中线方向一致的摩擦力FT，它比FN小得多。
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船舶辅机第8章 舵机 [Steering Gear]
二、回转式转舵机构
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(1) 占地小，安装方便。 (2) 无需外部润滑，管理简便； 舵杆不受侧推力，舵承磨损轻。 (3) 扭矩特性一般。 (4) 内漏严重。
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船舶辅机第8章 舵机 [Steering Gear]
第三节 液压舵机的转舵机构 一、往复式转舵机构 二、回转式转舵机构
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船舶辅机第8章 舵机 [Steering Gear]
转舵机构的作用：将油泵的液压能转变为转动舵 杆的机械能，推动舵叶转动。 一、往复式转舵机构
十字头式 滑式
拨叉式 滚轮式 摆缸式
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船舶辅机第8章 舵机 [Steering Gear]
1. 滑式转舵机构 (1)十字头式
3
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M
滑式
转叶式
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滚轮式
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cos
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D2 zpR0m 4 cos2
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船舶辅机第8章 舵机 [Steering Gear]
AEG型转叶式油缸
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明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己 有许多书籍还能培养我们的道德情操，
4
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4
D2zp cosR0m
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船舶辅机第8章 舵机 [Steering Gear]
滚轮式转舵机构的特点：
M
(1) 结构简单。
(2) 布置灵活。
(3) 滚轮与撞杆间隙自动补偿。
(4)扭矩特性差，尺寸或油压大。
(5)滚轮与撞杆端部设板簧拉紧机构。
Hale Waihona Puke 滑式转叶式 滚轮式
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3. 摆缸式转舵机构
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(1)活塞双作用，尺寸小；
(2)结构简单；
M
(3)加工要求高；
(4)活塞密封性易损；
(5)油路容积补偿；
(6)扭矩特性差。
滑式
转叶式 滚轮式
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十字头式转舵机构特点： (1) 扭矩特性良好。 (2) 撞杆和油缸间的密封采用V型密封圈。
(3) 油缸内壁不与撞杆接触。 (4) 尺寸大，占空间大。 (5) 安装检修麻烦。
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(2)拨叉式
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侧推力可由撞杆承受，无需导板；公称扭矩 小时，撞杆轴线至舵杆轴间的距离减小。
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2. 滚轮式转舵机构
Q P cos D2 p cos