舵机液压系统-六组解读
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
– 若弹簧太软，则可能使B点先于C点而移动，操舵就无法进行 – 如弹簧太强，则大舵角操舵所需操舵力太大，甚至使储能弹簧 不起作用
Cma
x
•
9-2 液压舵机工作原理和组成
变向泵式
发 送 器 受 动 器 变 向 变 量 泵 转 舵 机 构 反馈机构 舵 叶
远操机构
换向阀式
操 纵 阀
三 位 四 通 阀 副油泵
9-2 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
防浪阀(双联溢流阀)： 太软：无法转舵 防冲击，沟通高低压油路 储能弹簧 往复拨叉式液压舵机 太硬：不起作用
控 制 油 缸
手式 、换 液向 动阀 主油泵
转 舵 机 构
舵 叶
9-2-1 泵控型液压舵机原理
组成：双向变量 泵；转舵油缸； 柱塞；舵柄；浮 动杠杆追随机构； 储能(存)弹簧；油 路；安全阀；操 舵控制机构；
9-2-1 泵控型液压舵机原理
原理： 单泵工作； 双泵工作； 变量变向过程； 舵叶左右偏转； 反馈过程。
C'
A
A
A'
A
A'
9-2-1 泵控型舵机 - 储能弹簧 • C点偏离中位的距离受泵 1 变量机构最大位移限制 A A
– 只有在舵叶带动B点使C点 回移后，A点才能继续操舵 – 这样，大舵角操舵动作不 C 能一次完成 – 使泵流量总在零与最大值 间变动 – 使操舵者感到不便，同时 降低油泵效率和转舵速度
总之，液压舵机主要由转舵机构、液压系统 和操纵系统构成。
9-2-2 阀控制液压舵机
开、
液压遥控受动器
电器遥控伺服油缸
反馈机构
变向泵
转舵机构
防浪阀
舵柱
储能弹簧
9-2-1 泵控型液压舵机原理补充
如图所示: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 (存)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
9-2-1 泵控型舵机 - 追随机构
1、追随机构
A
机械杠杆：(三点式)
A' A
1
A 操纵点，Ｂ追随点，Ｃ控制点 1 A A' A A'
Cwenku.baidu.com
C
C
C'
B
B
B'
2
B
B'
B
9-2-1 泵控型舵机 - 追随机构
2、五点式（带副杠杆式）
B B B
E D C
E D C C'
E D C
有位移放大作用， 操小舵角时使控制 点Ｃ有较大的位移， 使变量泵有较大的 排量，使得转舵速 度快。
9-2-1 泵控型液压舵机原理
储存弹簧预紧度要适当； 过大：则似刚性连接，大舵角无法进 行操舵。 过小：则B点过早压缩，C点位移不够， 泵不能排量排油。操舵就无法进行。
A
C
B
9-2-1 泵控型液压舵机原理
9-2-1 泵控舵机-控制系统、安全阀、放气阀
受动元件的电气控制系统
控制系统
浮动杠杆追随机构
• 为解决这问题，在反馈杆上装了储能弹簧(可双向压缩)
当A点将C点带到最大偏移位置后 浮动杆就会以C点为支点而继续偏转，压缩弹簧 A点得以一次到达所要求的大操舵角 随着舵叶偏转，储能弹簧首先放松，并在其恢复原状后， 才会将B点拉到与A点相应的位置，以停止转舵 – 在储能弹簧完全放松以前，B点不动，C点停留在最大 偏移位置(使泵在较长时间内保持Qmax), 加快转舵速度 储能弹簧的刚度必须适当
应急操舵 Y处插入插销， 可实现舵机室应 急操作
9-2-1 泵控型液压舵机原理
大舵角操舵： 因C点的限制；还因 为B点开始时不动，而 不能实现A点一次性操 舵到位。 使A点断续移动，泵 油不能持续大油量进 行。 解决方法设储存弹簧。
加装储存弹簧后能实现①大舵角操舵一次性到 位；②油泵持续大排量供油。提高转舵速度。
A '
C
B
B
9-2-1 泵控型舵机 - 储能弹簧
• 为解决上述题，在反馈杆 上装了储能(存)弹簧(可双 向压缩)
A
1
A
– 当A点将C点带到最大偏移位 置后 – 浮动杆就会以C点为支点而 储能(存)弹簧 继续偏转，压缩弹簧 C – A点得以一次到达所要求的 大操舵角 – 随着舵叶偏转，储能弹簧首 先放松，并在其恢复原状后， 才会将B点拉到与A点相应的 位置，以停止转舵 B – 在储能弹簧完全放松以前， B点不动，C点停留在最大偏 移位置(使泵在较长时间内保 持Qmax), 加快转舵速度
ACB：浮动杆追随机构[Float Hunting Gear]
8-2-1 泵控型舵机 - 防浪阀
• 追随机构使油泵在开始和停止排油时流 量逐渐增大和减小
– 可减轻液压系统的冲击
• 为防海浪等冲击舵叶时，造成舵杆负荷 过大、系统油压过高和使电机过载
– 在油路系统中装设了安全阀(亦称防浪阀) – 当舵叶受到冲击以致任一侧管路的油压超过 安全阀的整定压力时
• 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
9-2-1 泵控型液压舵机原理
• 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。
9-2-1 泵控型舵机 - 追随机构
安全阀作用： 防止转舵力矩过大时，油压过大、电机过载。 为防海浪等冲击舵叶时，造成舵杆负荷过大、系统 油压过高而暂时的“跑舵”。这个过程叫防浪让舵。 当冲击负荷消失后，安全阀关闭，舵自动恢复到 原来的舵角。自动恢复的过程叫“补舵”。
9-2-1 泵控型液压舵机原理
防浪让舵阀
9-2-1 泵控型液压舵机原理补充
• 安全阀开启，油泵两侧管路旁通 • 舵叶会偏离所在位置，带动B点，使C点离 开中位，油泵因而排油
– 当冲击负荷消失后
• 安全阀关闭 • 舵叶在油泵的作用下，返回，B点回位
8-2-1 泵控型舵机 - 储能弹簧
• C点偏离中位的距离受泵变量机构最大位移限制
– – – – – – – – 只有在舵叶带动B点使C点回移后，A点才能继续操舵 这样，大舵角操舵动作不能一次完成 使泵流量总在零与最大值间变动 使操舵者感到不便，同时降低油泵效率和转舵速度
A '
C
B
9-2-2 阀控制液压舵机
组成： 油泵；转舵油缸； 换向阀；油管路； 安全阀；；高置油 箱。
原理： 略
9-2-2 阀控制液压舵机
使用单向定量油泵，转舵靠驾驶台遥控换向 阀实现，油泵排油回泵的进口或回油箱。
特点：系统简单，造价低；冲击大，可靠性 差，油液发热量大，油泵一直工作经济性差。
Cma
x
•
9-2 液压舵机工作原理和组成
变向泵式
发 送 器 受 动 器 变 向 变 量 泵 转 舵 机 构 反馈机构 舵 叶
远操机构
换向阀式
操 纵 阀
三 位 四 通 阀 副油泵
9-2 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
防浪阀(双联溢流阀)： 太软：无法转舵 防冲击，沟通高低压油路 储能弹簧 往复拨叉式液压舵机 太硬：不起作用
控 制 油 缸
手式 、换 液向 动阀 主油泵
转 舵 机 构
舵 叶
9-2-1 泵控型液压舵机原理
组成：双向变量 泵；转舵油缸； 柱塞；舵柄；浮 动杠杆追随机构； 储能(存)弹簧；油 路；安全阀；操 舵控制机构；
9-2-1 泵控型液压舵机原理
原理： 单泵工作； 双泵工作； 变量变向过程； 舵叶左右偏转； 反馈过程。
C'
A
A
A'
A
A'
9-2-1 泵控型舵机 - 储能弹簧 • C点偏离中位的距离受泵 1 变量机构最大位移限制 A A
– 只有在舵叶带动B点使C点 回移后，A点才能继续操舵 – 这样，大舵角操舵动作不 C 能一次完成 – 使泵流量总在零与最大值 间变动 – 使操舵者感到不便，同时 降低油泵效率和转舵速度
总之，液压舵机主要由转舵机构、液压系统 和操纵系统构成。
9-2-2 阀控制液压舵机
开、
液压遥控受动器
电器遥控伺服油缸
反馈机构
变向泵
转舵机构
防浪阀
舵柱
储能弹簧
9-2-1 泵控型液压舵机原理补充
如图所示: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 (存)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
9-2-1 泵控型舵机 - 追随机构
1、追随机构
A
机械杠杆：(三点式)
A' A
1
A 操纵点，Ｂ追随点，Ｃ控制点 1 A A' A A'
Cwenku.baidu.com
C
C
C'
B
B
B'
2
B
B'
B
9-2-1 泵控型舵机 - 追随机构
2、五点式（带副杠杆式）
B B B
E D C
E D C C'
E D C
有位移放大作用， 操小舵角时使控制 点Ｃ有较大的位移， 使变量泵有较大的 排量，使得转舵速 度快。
9-2-1 泵控型液压舵机原理
储存弹簧预紧度要适当； 过大：则似刚性连接，大舵角无法进 行操舵。 过小：则B点过早压缩，C点位移不够， 泵不能排量排油。操舵就无法进行。
A
C
B
9-2-1 泵控型液压舵机原理
9-2-1 泵控舵机-控制系统、安全阀、放气阀
受动元件的电气控制系统
控制系统
浮动杠杆追随机构
• 为解决这问题，在反馈杆上装了储能弹簧(可双向压缩)
当A点将C点带到最大偏移位置后 浮动杆就会以C点为支点而继续偏转，压缩弹簧 A点得以一次到达所要求的大操舵角 随着舵叶偏转，储能弹簧首先放松，并在其恢复原状后， 才会将B点拉到与A点相应的位置，以停止转舵 – 在储能弹簧完全放松以前，B点不动，C点停留在最大 偏移位置(使泵在较长时间内保持Qmax), 加快转舵速度 储能弹簧的刚度必须适当
应急操舵 Y处插入插销， 可实现舵机室应 急操作
9-2-1 泵控型液压舵机原理
大舵角操舵： 因C点的限制；还因 为B点开始时不动，而 不能实现A点一次性操 舵到位。 使A点断续移动，泵 油不能持续大油量进 行。 解决方法设储存弹簧。
加装储存弹簧后能实现①大舵角操舵一次性到 位；②油泵持续大排量供油。提高转舵速度。
A '
C
B
B
9-2-1 泵控型舵机 - 储能弹簧
• 为解决上述题，在反馈杆 上装了储能(存)弹簧(可双 向压缩)
A
1
A
– 当A点将C点带到最大偏移位 置后 – 浮动杆就会以C点为支点而 储能(存)弹簧 继续偏转，压缩弹簧 C – A点得以一次到达所要求的 大操舵角 – 随着舵叶偏转，储能弹簧首 先放松，并在其恢复原状后， 才会将B点拉到与A点相应的 位置，以停止转舵 B – 在储能弹簧完全放松以前， B点不动，C点停留在最大偏 移位置(使泵在较长时间内保 持Qmax), 加快转舵速度
ACB：浮动杆追随机构[Float Hunting Gear]
8-2-1 泵控型舵机 - 防浪阀
• 追随机构使油泵在开始和停止排油时流 量逐渐增大和减小
– 可减轻液压系统的冲击
• 为防海浪等冲击舵叶时，造成舵杆负荷 过大、系统油压过高和使电机过载
– 在油路系统中装设了安全阀(亦称防浪阀) – 当舵叶受到冲击以致任一侧管路的油压超过 安全阀的整定压力时
• 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
9-2-1 泵控型液压舵机原理
• 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。
9-2-1 泵控型舵机 - 追随机构
安全阀作用： 防止转舵力矩过大时，油压过大、电机过载。 为防海浪等冲击舵叶时，造成舵杆负荷过大、系统 油压过高而暂时的“跑舵”。这个过程叫防浪让舵。 当冲击负荷消失后，安全阀关闭，舵自动恢复到 原来的舵角。自动恢复的过程叫“补舵”。
9-2-1 泵控型液压舵机原理
防浪让舵阀
9-2-1 泵控型液压舵机原理补充
• 安全阀开启，油泵两侧管路旁通 • 舵叶会偏离所在位置，带动B点，使C点离 开中位，油泵因而排油
– 当冲击负荷消失后
• 安全阀关闭 • 舵叶在油泵的作用下，返回，B点回位
8-2-1 泵控型舵机 - 储能弹簧
• C点偏离中位的距离受泵变量机构最大位移限制
– – – – – – – – 只有在舵叶带动B点使C点回移后，A点才能继续操舵 这样，大舵角操舵动作不能一次完成 使泵流量总在零与最大值间变动 使操舵者感到不便，同时降低油泵效率和转舵速度
A '
C
B
9-2-2 阀控制液压舵机
组成： 油泵；转舵油缸； 换向阀；油管路； 安全阀；；高置油 箱。
原理： 略
9-2-2 阀控制液压舵机
使用单向定量油泵，转舵靠驾驶台遥控换向 阀实现，油泵排油回泵的进口或回油箱。
特点：系统简单，造价低；冲击大，可靠性 差，油液发热量大，油泵一直工作经济性差。