舵机液压系统-六组解读
船舶液压装置知识点总结
船舶液压装置知识点总结一、液压系统概述1.液压系统的基本概念液压系统是一种能够将液体作为工作介质，通过液压传动来传递能量的机械系统。
液压系统主要包括液压液体、液压泵、液压阀、液压缸和液压管路等组成部分。
在船舶上，液压系统被广泛应用于起重、操纵、传动和辅助设备等功能。
2. 液压系统的应用领域船舶液压系统主要应用于船舶的主机推进系统、舵机控制系统、泊艇系统、起重设备系统、辅助设备系统等方面。
其中，船舶主机推进系统和舵机控制系统是船舶上最重要的液压系统之一，直接关系到船舶的操纵和驾驶安全性。
3. 液压系统的工作原理液压系统的工作原理是利用液体在封闭容器中的传递压力和能量。
当液压液体被泵送至液压缸时，液压缸内产生了压力，使得活塞受力从而推动执行元件完成工作。
通过液压阀的控制，液压系统可以实现各种复杂的功能。
二、液压系统的组成1. 液压泵液压泵主要用于液压系统中的液体输送功能，它可以将输入的机械能转换成液压能，并通过液压缸和执行元件推动工作。
2. 液压阀液压阀是用来控制液压系统中的液体流向和压力的元件，它起到了调节、控制和分配液压能的作用。
根据其功能，液压阀可以分为方向控制阀、压力控制阀、流量控制阀等不同类型。
3. 液压缸液压缸是液压系统中的执行元件，它根据输入的液压能将机械能转换成直线运动或者旋转运动，并推动相应的机械装置工作。
4. 液压管路液压管路是液压系统中的输送通道，用来连接液压泵、液压阀、液压缸和执行元件等部件，保证液压液能够流通并传递能量。
5. 液压油箱液压油箱是用来储存液压液的容器，同时也起到了滤净和冷却液压液的作用。
6. 液压油液压油是液压系统中的工作介质，它要求具有一定的黏度、流动性、耐磨性和抗氧化性，以确保液压系统的正常运行。
三、液压系统常见故障及解决方案1. 液压系统漏油液压系统漏油一般是由于密封件损坏、油管磨损、接头松动等原因导致的。
解决方法一般是更换密封件、修理或更换油管、拧紧接头等。
第九章 液压舵机
第九章舵机steering gear•第一节舵的作用原理和对舵机的要求•第二节液压舵机的工作原理和基本组成•第三节液压舵机的转舵机构•第四节液压舵机的遥控系统•第五节舵机液压系统实例•第六节液压舵机的管理•复习思考题第一节舵的作用原理和对舵机的要求•一、舵的作用：•船舶的操纵性，是船舶的主要航行性能之一。
舵是船舶操纵装置的一个重要部件。
舵是一块平板或具有流线型截面的板，称为舵叶。
装在船尾中纵剖面或对称于中纵剖面的位置上。
它垂直地浸没在水中，并能绕舵轴转动。
舵是船舶的一种十分重要和不可缺少的专用舾装设备。
可以想象，如果船没有舵，或舵失灵，就象汽车没有方向盘一样，将无法行驶）在大海里任凭风浪摆布。
无主动航向的船不仅不能保证航行的安全，而且是不能到达目的港的。
•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。
•舵从帆船时代的简单平板舵发展到今天的流线型舵，不断得到改进，现普通舵和特种舵已有十几种类型。
近个时期，随着科学技术的发展，还出现了一些推进设备也兼有舵设备的功能。
舵的种类很多，分类的方法也很多，有按支承情况、舵杆位置、剖面形状分类的，也有按结构形式和使用功能分的。
•舵的分类：•（一）按舵的支承情况来分1．多支承舵：船体尾柱连有三个以上的舵钮。
2．半悬式舵：下支承的位置在舵的半高处。
3．悬式舵：挂在舵杆上的。
4．双支承舵：除了上支承儿还有一个安在舵根的下支承。
•（二）按舵杆轴线位置来分1．不平衡舵：舵叶位于舵杆轴线之后。
2．半平衡舵：一般就是半悬式舵。
舵机液压原理
舵机液压原理舵机是一种常见的液压传动装置，它通过液压原理来实现对船舶、飞机等运载工具的操纵。
舵机的液压原理是指利用液体在封闭容器中传递压力的特性，通过控制液体的流动来实现对机械装置的运动控制。
液压系统是由液压泵、液压缸、液压阀等组成的，其中液压泵负责将液体压力转换为机械能，液压缸则通过液体的流动来实现对机械装置的控制，液压阀则起到控制液体流动方向和流量的作用。
舵机的液压原理主要是利用液压缸的工作原理来实现对船舶、飞机等运载工具的操纵。
在舵机液压原理中，液压缸起到了至关重要的作用。
液压缸是利用液体的压力来实现对机械装置的控制，它包括有活塞、活塞杆、缸体等部件。
当液压泵将液体压力传递到液压缸中时，液压缸内的活塞会受到液体的压力而产生运动，从而驱动机械装置的运动。
而通过控制液压阀来控制液体的流动方向和流量，就可以实现对液压缸的控制，从而实现对机械装置的精准操纵。
舵机的液压原理在实际应用中具有广泛的应用，特别是在船舶、飞机等运载工具的操纵系统中。
通过合理设计液压系统的结构和参数，可以实现对船舶、飞机等运载工具的灵活操纵，从而提高运载工具的安全性和稳定性。
同时，舵机的液压原理也为工程技术的发展提供了重要的技术支持，为各种机械装置的精准控制提供了重要的技术手段。
总的来说，舵机的液压原理是利用液体在封闭容器中传递压力的特性，通过控制液体的流动来实现对机械装置的运动控制。
液压缸作为液压系统的核心部件，起到了至关重要的作用。
舵机的液压原理在实际应用中具有广泛的应用，为船舶、飞机等运载工具的操纵系统提供了重要的技术支持，同时也为工程技术的发展提供了重要的技术手段。
通过对舵机液压原理的深入理解和研究，可以为液压技术的发展和应用提供重要的参考和支持。
液压舵机的工作原理和基本组成
船的转船力矩最大值出现在30～35 °之间。
船
2. 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α的增大而增大。
力 矩
3. 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O处于舵杆轴线的前方，故Ma为负；
展ห้องสมุดไป่ตู้比λ (λ =舵叶高度A／舵叶平均宽度b)
❖ 舵叶的λ值受到船舶吃水及船尾形状等条件限制
海船 (λ=2～2.5)， Mmax的舵角多介于30º～35 º之间，规定35 º 河船 (λ 1.0～2.0)， Mmax出现在35 º～45 º舵角之间
11
第一节 舵的作用原理和对舵机的要求
舵的水动力矩Ma
8
第一节 舵的作用原理和对舵机的要求
❖ F可分解为与水流方向垂直的升力FL和与水流方向平行的阻力FD，
FL=1／2·CLρAυ2 FD=1／2·CDρAυ2
x = Cxb
式中关：，C由L，模CD型，C试x验—测升定力、阻力、压力中心系数，其大小随舵角而变，与舵叶几何形状有
ρ——水的密度,
A——舵叶的单侧浸水面积，
A 1 A'
C
C'
B' 2 B
27
第二节 液压舵机的工作原理和基本组成
❖五点式追随机构 B （带副杠杆式）:
第八章 舵机
1
第一节
舵的作用原理和对舵机的要求
2
第一节 舵的作用原理和对舵机的要求
❖ 一、舵的作用：
❖
船舶的操纵性，是船
舶的主要航行性能之一。舵
液压舵机
1 舵机概述 2 液压舵机的工作原理与基本组成, 3 液压舵机的基本要求 4 舵机液压系统图 5 液压系统实例
舵机实物图
一、舵机概述 • 舵机是船舶上的一种大甲板机械。舵机的大小由外舾 装按照船级社的规范决定，选型时主要考虑 二、船用舵机类型 • 船用舵机目前多用电液式，即液压设备由电动设备进 行遥控操作。有两种类型： 一种是往复柱塞式舵机，其 原理是通过高低压油的转换而作工产生直线运动，并通过 舵柄转换成旋转运动。另一种是转叶式舵机，其原理是高 低压油直接作用于转子，体积小而高效，但成本较高。 三、工作原理 • 控制电路板接受来自信号线的控制信号（具体信号待会再 讲），控制电机转动，电机带动一系列齿轮组，减速后传 动至输出舵盘。舵机的输出轴和位置反馈电位计是相连的， 舵盘转动的同时，带动位置反馈电位计，电位计将输出一 个电压信号到控制电路板，进行反馈，然后控制电路板根 据所在位置决定电机的转动方向和速度，从而达到目标停 止。
单泵四缸工况——适用于开阔水面正常航行。其最 大扭矩等于公称转舵扭矩，转舵时间能满足规范 要求。 双泵四缸工况——适用于进出港、窄水道航行或其 他要求转舵速度较快的场合，转舵速度较单泵四 缸工况约提高一倍，而转舵扭矩与上述工况相同。 单泵双缸工况——在某缸有故障时采用，这时转舵 速度较单泵四缸工作时约提高一倍，转舵扭矩则 比四缸工作大约减小一半，故必须用限制舵角 （或降低速度）的方法来限制水动力矩，否则工 作油压就可能超过最大工作压力而使安全阀开启。
四、基本组成 液压舵机是电动液压舵机的一种简称，他基本上 由转舵机构、液压系统和操舵控制系统三部分组 成是根据液体的不可压缩性及其流量、压力和流 向的可控性来实现转舵的 • 1、泵控型液压舵机 • 双向变量油泵设于舵机室，由电动机驱动作单 向持续回转，而油泵的流量和吸排方向，则通过 与浮动杆的C相连接的控制杆控制，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。
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。
8.3 液压舵机的转舵机构解析
8-3-1-3 摆缸式转舵机构特点（1）
(1)用双作用活塞代替了单作用的撞杆
提高了油缸的利用率 其外形尺寸和重量可大大减小 而且油缸与支架、活塞杆与舵柄均采用铰接 结构简单，安装也较方便
(2)各油缸与其活塞均自成一组
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
(3)滚轮与撞杆间的磨损可自动进行补偿 (4)扭矩特性差
常用如图8—5所示的双向双缸单撞杆的型式
而当转舵扭矩较大时
多采用四缸、双撞杆的结构 如图8—6(a)所示
十字头式转舵机构
十字形滑动接头
将撞杆往复运动转变为舵的摆动 两撞杆用螺栓连接，形成两轴承 两轴承环抱着十字头两耳轴 舵柄横插在十字头轴承中 十字头一面随撞杆移动 一面带动舵柄偏转（舵杆转动）
当撞杆在油压下偏移离中位时
随舵角α增加，十字头在舵柄上向外端 滑移
舵柄有效工作长度，随α增大而增大 撞杆极限行程由行程限制器1l限止撞杆 在导板一侧还设有机械式舵角指示器 5 用以指示撞杆对应舵角 以便驱放油缸中空气
每个油缸上部设有放气阀12
撞杆移动时，滑块一面绕圆柱销转动，一面在舵柄的叉形端部中滑动
拨叉式与十字头式转矩特性相同 侧推力由撞杆承受而无导板，结构简单，加工及拆装方便 以拨叉代替十字头，撞杆轴线至舵杆轴间的距离R。可缩减26%，撞杆的 最大行程也因而得以减小 占地面积比十字头式减少10 %～15％，重量减轻10％左右 但当公称扭矩较大时，则仍以采用十字头式为宜
液压舵机的工作原理和基本组成共21页
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道。——苏联
液压舵机的工作原理和基本组成
6、法律的基础有两个，而且只有两个……公平和实用。——伯克 7、有两种和平的暴力，那就是法律和礼节。——歌德
8、法律就是秩序，有好的法律才有好的秩序。——亚里士多德 9、上帝把法律和公平凑合在一起，可是人类却把它拆开。——查·科尔顿 10、一切法律都是无用的，因为好人用不着它们，而坏人又不会因为它们而变得规矩起来。——德谟耶克斯
液压舵机工作原理_百度文库.
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:1泵控型 2阀控型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。
1、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(P max 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 P max 。
P max 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 P max 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 P max 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%。
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
液压舵机工作原理和组成 ppt
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泵控型液压舵机原理图（2）
原理演示
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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
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8-2-1 泵控型舵机 - 工作油压与尺寸
油泵工作油压取决于推动撞杆所需的力(转舵扭矩)
舵压机最大工作压力(pmax)是产生公称转舵扭矩时油泵出口油
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减小，装置的尺寸和重量就会变小
下面就转舵机构和操纵系统依次加以讨论
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。
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 A
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
C
当舵叶和驾驶台上的舵轮处于中位时
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
资料表明
当pmax由10MPa提高到20MPa时
泵控式舵机液压系统常见故障分析
泵控式舵机液压系统常见故障分析【摘要】文章对泵控型舵机液压系统常见的几种故障进行了分析,并提出了舵机日常管理中的一些注意事项。
【关键词】舵机；故障；液压系统；分析；管理一、前言舵系主要由舵、舵传动机构、舵机，舵机操纵系统等部分组成，航行时，通过舵机转动舵叶，使水流在舵叶上产生横向作用力，为船舶提供回转力矩，从而使船舶保持航向或回转，保证船舶安全航行作业。
液压舵机具有重量轻、尺寸小、工作平稳可靠，单位重量输出功率大、能缓冲风浪对舵叶的冲击、便于维护管理等优点，在船舶上得到了广泛的应用。
二、泵控式液压舵机基本组成液压舵机主要由两大部分组成(如图)(1) 转舵机构其作用是将液压能转换成机械能，使舵叶偏转。
(2) 液压系统其作用是向舵机提供足够的液压能，并设置所需的保护与控制装置。
液压系统包括液压油泵、控制阀件、转舵机构的液压执行部分以及管路等液压辅件。
三、泵控式舵机液压系统常见故障分析1．舵不能转动(1)主泵不能供油。
故障症状为舵机无法转动，是否是主泵不能供油造成的舵机不能转动，可通过换用备用泵加以验证。
如果是泵变量机构卡住，而两台主泵又是共用一套浮动杠杆机构，须先将故障泵的变量机构脱开，才能换用备用液压泵。
如果液压泵机组不能起动，可先用盘车检查液压泵是否有机械性卡阻；再查明是否有电路故障，此时应注意电路连锁保护，辅泵起动前主泵无法起动。
(2)主油路旁通或严重泄漏；故障症状为主泵吸，排油压相近,原因有备用泵锁闭不严(反转)、旁通阀开启、安全阀开启压力过低或被垫起。
(3)主油路不通或舵转动受阻故障症状为主泵排出油压高，噪声大，安全阀开启。
主油路不通的最大原因是泵阀或主油路的液控锁闭阀打不开。
2．只能单向转舵(1)变量泵只能单向排油。
原因多为泵变量机构单向运行发生困难，例如单向卡阻或差动活塞控制油孔堵塞等。
(3)主油路单方向不通或旁通。
原因可能是某侧的安全阀开启压力过低、或主油路锁闭阀在回油时不能开启。
3．转舵时间达不到规范要求(1)主泵流量太小原因多数是因磨损过度造成泵内泄漏严重，或者是泵局部损坏所致，有时也可能是变量机构行程太短或泵转速达不到额定值的缘故。
《船舶液压舵机》PPT课件
• ③安全阀5：防止系 统油压过高
• ④液控旁通阀8：油 泵工作时截止，以 保证系统工作正常 （控制油压 ≮0.4~0.8MPa）； 油泵不工作时旁通 ，不防碍其它操纵 机构的工作
• ⑤单向阀6：启阀压 力0.6~0.8MPa，保 证泵工作时阀8在截 止位置
舵机 Steering Gear
• §8-1 舵的作用原理和对舵机的要求 • 一、舵设备的组成和舵的类型 • 类型：
1. 平板舵：早期 2. 复板舵（流线型舵）：目前多用
1） 不平衡舵：舵杆轴线紧靠舵叶前缘 2） 平衡舵：舵杆轴线位于舵叶前缘后面一定位置 3） 半平衡舵：仅下半部做成平衡型式
式中：R= R0/ cosα——转舵力臂； R0——舵杆中心线到撞杆中心线的距离 ηm——机械效率，滑式机构一般取0、
75~0.85；
z——油缸对数
• 当D、p、R0既定时，α↑→M↑，这种扭矩 特性与舵的水动力矩的变化趋势相适应 。因此当公称转舵扭矩既定时，滑式转 舵机构的尺寸或最大工作油压较其它转 舵机构小
• 1.组成：电气遥控：将驾驶台发出的操舵信号 传递到舵机室
• 液压伺服：将信号转换成伺服油缸活塞杆的位 移，再通过浮动杆式追随机构控制主油泵的变 量机构，以实现远距离操舵
• 2.动作原理：
• 限位开关：限制伺服活塞的最大移动位置，以 限制最大操舵角
3.各阀的作用：
• ①油路锁闭阀2：换 向阀回中时锁闭油 路；锁闭备用油路
二、舵的作用原理和转舵扭矩
1、几个名词：
• 迎水面、背水面、导边、随边 • 舵叶展舷比λ=舵叶高度h / 舵叶平均宽度
b。海船＞河船 • 平衡系数K=舵杆中心线前的舵叶面积A` /
舵机原理及液压系统
摘要：本文主要介绍“育鲲”轮转叶式舵机的转舵机构及液压系统原理，并对随动控制系统进行了分析。
对舵杆和转子机构的液压安装步骤进行讲述。
通过与往复式舵机的结构及液压系统的比较，总结出“育鲲”轮转叶式舵机的特点。
针对“育鲲”轮舵机使用过程中所发生的故障现象，本文简要分析其故障原因。
归纳总结出舵机维护保养中的基本要求，力图能够为轮机员工作提供较好参考。
关键词：转叶式舵机液压系统随动控制系统液压联接器Abstract: this paper describes basic construction and hydraulic system principle of the votary vane steering gear in “YUKUN” training ship, and particularly analyzes the system of follow-up control. Mounting procedure of hydraulic coupling between rudder actuator and rudderstock are showed clearly. Compared with construction and hydraulic system of the reciprocating steering gear, there are a lot of characteristic in the rotary vane steering gear. And based on the phenomenon of the trouble in the steering gear, the paper makes a brief analysis. Basic recommendations are included in the maintenance process of the steering gear. The aim of this paper is to provide a better reference for engineer office in work course.Keywords: rotary vane steering gear hydraulic system follow-up control system hydraulic coupling目录1绪论 (1)1.1舵机的作用和组成部分 (1)1.2舵机的类型 (1)2“育鲲”轮转叶式舵机转舵机构和液压系统 (2)2.1“育鲲”轮舵机概况及主要参数 (2)2.2球形转舵机构结构特点 (2)2.3液压系统工作原理 (3)2.4舵杆和转子安装方法 (4)2. 4. 1安装前的准备 (4)2. 4. 2安装步骤 (4)2. 4. 3安装中的注意事项 (5)3“育鲲”轮舵机随动控制系统 (6)3.1“育鲲”轮驾驶台操舵指令 (7)3.2控制信号比较放大 (7)3.3驱动和反馈单元 (8)3.4变频电机和双向油泵 (8)4“育鲲”轮转叶式舵机的主要特点 (8)5“育鲲”轮舵机故障简析 (9)6“育鲲”轮舵机的维护保养 (9)6.1液压油的选择 (9)6.2换油和除气 (9)6.3日常管理注意事项 (10)总结 (10)【参考文献】 (10)1绪论1.1舵机的作用和组成部分船舶在航行过程中，不可能完全按照驾驶员的意图进行航行，经常会受到外界的干扰（如风、浪等的影响），使船舶偏离原来的航线。
舵机液压系统实例.
阀控型系统一般只用于中小功率场合 阀控型舵机可采用开式系统
油液在油箱中可较好散热和沉淀杂质 但油箱容积较大，空气和杂质进入系统机会较多
正常工作时
当用No．2泵带l、2缸工作时
当用No．1泵带3、4缸工作时
8-5-2-3 阀控型舵机-自动安全切换
在两组油缸之间装有自动安全切换装置
必要时自动使一对油缸与主油路隔断，并彼此旁通 当舵机某一套系统因油管破裂而严重失油时
工作原理如下：
补油箱中液位降低 开关Sl动作报警 经过30s左右后，液位开关S2动作 自动转换工作油泵，并使电磁导阀8线圈Yl通电
闭式系统都需要解决补油问题免有外漏 转舵油缸中柱塞的位移容积就不足以补偿主泵所吸 走的油液容积，吸人压力便会降低，从而产生气穴 (或吸进空气)，使泵的流量减小，噪音增加，甚至 造成泵零部件的损坏 为此，本系统设有辅泵3，经减压阀7以及单向阀8A、 8B向低压侧油路补油 若舵机主泵吸人性能好，允许有较低的吸人压力或 有吸人真空度，也可不用辅泵补油，而只设补油柜， 用补油管从油柜经单向阀接到主泵两根主油路上， 以使在吸入侧压力降低时进行补油。
当主泵停用或处于中位时
这对阀自动关闭，以实现主油路的锁闭
这种锁闭阀属主泵启阀式
可调节流阀14A、14B用来调节液控单向阀中控制油的流速 使主油路上单向阀及时开启回油，又使它在舵受负扭矩时关闭的速度 尽可能减缓 但当舵上负扭矩较大时，回油侧单向阀仍然难免骤然关闭，而产生撞 击
8-5-1-2 主油路锁闭
高置油箱可经单向阀1向系统补油 只有在转舵时工作油液才进行封闭循环
液压舵机的工作原理和基本组成
第二节 液压舵机的工作原理和基本组成
一、泵控型液压舵机
储能弹簧的功能：
1.完成一次性操大 舵，使ＣＣ‘在最 大位置时间长，加 快转舵速度； 2.避免控制点机件 损坏。
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第二节 液压舵机的工作原理和基本组成
一、泵控型液压舵机
B
B
2.五点式（带副杠杆式）
有位移放大作用，操小
B' 2 B
B B'
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A 1 A'
第二节 液压舵机的工作原理和基本组成
一、泵控型液压舵机
C
C'
三点式杠杆特点：
ＡＡ‘一次性位移不能太大，受ＣＣ’最大可位移量确定， 否则会损坏控制处的机件。（用储能弹簧克服该缺点）
B' 2 B
A' 1 A
C'
C
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B 2 B'
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第二节 液压舵机的工作原理和基本组成
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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）
3.转舵机构 （对舵柱产生转舵力矩）
4.舵叶
（产生转船力矩）
分 类：1.按远操机构分 2.按舵机能源分 3.按转舵机构分
机械、电力、液压 人力、气动、电动、液压 往复、转叶
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液压舵机组成框图
变向泵式
发
受
送
动
器
器
远操机构
变 向 变 量 泵转 舵 机 构来自舵 叶反馈机构
液压舵机工作原理和基本组成-精选文档
一、泵控型液压舵机 二、阀控型液压舵机
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一、泵控型液压舵机
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2
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 太硬：不起作用
ACB：浮动杆追随机构 [Float Hunting Gear] 书山有路勤为径●▂●学海无涯苦
8. 机械加热：泵、电机、轴承等。
9. 连轴节：起动前盘动，如发现破裂应更换。 10. 阀和固定螺帽：防止松动或错位。
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三、舵机常见故障分析 1. 舵不能转动 (1)遥控系统失灵—机旁操纵正常。 电气部分、机械部分、伺服液压系统部分。 (2)主泵不能供油—换备用泵验证。 如两泵共用浮动杆，先将坏泵脱开。泵不 能供油在于电机不转，或油泵本身故障。
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6. 跑舵—稳舵期间舵偏离所停舵角 主油路锁闭不严、遥控系统工作不稳定；两泵 共用一套浮动杆的变量泵中位调节不一致或调 好后松动，双泵工作时产生跑舵。 7. 异常噪音和振动 (1)液体噪音：气穴、开式系统油位低、吸油滤 器堵塞或吸入管漏气、油温低，粘度太大。 (2)油泵机组噪音：对中不良、轴承等损坏。 (3)管路或其他部件固定不牢。 (4)转舵油缸柱塞填料过紧。 (5)主油路锁闭阀在舵承受负扭矩且转动快时敲击。 (6)舵承磨损或润滑不良。 书山有路勤为径●▂●学海无涯苦
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2. 舵机的试验和调整
对舵：驾驶台舵机室，两舷5, 15, 25, 35。 (1)电气舵角指示器与实际舵角偏差应不大于1， 且正舵时无偏差； (2)随动舵舵角指示舵角与舵停住后的实际舵角 偏差应不大于1，且正舵时无偏差； (3)不应有明显的跑舵现象；
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– 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
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
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'
C
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。
– 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
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。
9-2 液压舵机工作原理和组成
• 大Байду номын сангаас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
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
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
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
• 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
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
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。
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
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
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、
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。