第九章 液压舵机

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。
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。
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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
图9-16 伺服液压缸式遥控液压系统原理图 14
第九章
第四节 液压舵机的遥控系统
二、伺服电机式
以伺服电动机为执行元件的舵机遥控系统可以采用直流伺 服电机，也可采用交流伺服电机。它也用于带浮动杠杆追随机 构的泵控式舵机。
1-舵轮；2-操舵电位计；3反馈电位计；4-齿轮齿条机 构；5-锥齿轮副；6-丝杆； 7-导杆；8-滑块螺母；9-涡 轮；10-行星齿轮；11-蜗杆； 12-直流伺服电机；13-直流 电动机激励绕组；14-交流电 动机；15-直流发电机；16直流发电机激励绕组；17-放 大器
图9-17 直流伺服电机式遥控系统原理图
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第九章
第四节 液压舵机的遥控系统
三、液压式
液压式操纵系统是利用油液来传递操舵信号的系统，它由 发送器和受动器两部分组成。
1-舵轮；2-手柄；3-截止阀； 4-平衡阀；5-液压缸
图9-18 发送器和受动器原理图 16
第九章
第五节 泵控式液压舵机实例
一、392KN·m舵机液压系统
图9-3 转舵变向原理
图9-4 转船力矩和舵的水动力矩的关系 5
第九章
第一节 概述
三、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。 （2）舵装置应在驾驶台和舵机室主操都设有控制器；当主舵装置 设置两台动力设备时，应设有两套独立的控制系统，且均能在驾驶
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
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油温调节 器
室控制。 （3）替代动力源。 （4）操舵装置应设有有效的舵角限位器。 （5）对1万总吨以上的油船、化学品船、液化气体运输船尚有一些 附加要求。 （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。
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第九章
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第二节 液压舵机的工作原理
一、泵控式液压舵机
泵控液压舵机工作原理演示 蓄能器工作原理演示
1-舵柱；2-缸体；3-定叶； 4-转叶；5-转毂；6-油管
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第九章
第四节 液压舵机的遥控系统
一、伺服液压缸式
这种遥控系统适 用于带浮动杠杆追随 机构的泵控式舵机。
1-伺服液压缸；2-压力表接头； 3-液控旁通阀；4-锁闭阀；5-电 磁换向阀；6-安全阀；7-表接头； 8-溢流节流阀；9-单向阀；10液压泵；11-油箱；12-过滤器
摆缸式
摆缸式操舵机构，它的主要结构特点在于采用了与支架相 铰接的两个摆动式液压缸。转舵时，利用活塞在油压作用下所 产生的推力与往复运动，并通过与活塞杆铰接的舵柄，推动舵 柱偏转。
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第九章
第三节 液压舵机的转舵机构
二、回转式转舵机构
在回转式转舵机构中比 较常见的是转叶式。
图9-14 转叶式转舵机构
1-电动机；2-双向变量 液压泵；3-放气阀；4转舵油缸；5-撞杆；6变量泵控制杆；7-调节 螺母；8-舵柄；9-安全 阀；10-舵角指示器的 发送器；11-舵杆；12反馈杆；13-储能弹簧； 14-浮动杆；15-旁通阀； 16-液压遥控受动器； 17-电气遥控
图9-5 泵控式液压舵机工作原理图
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第九章
图9-7 数字液压缸实物图 9
第九章
第二节 液压舵机的工作原理
数字液压舵机系统原理及优点
利用新型数字液压缸搭建的新型液压舵机系统具有系统简 单、维护方便、操作容易、安全可靠、控制精度高等特点，可 手动、半自动、全自动多种操作，特别适合大型船舶舵机控制 系统。
图9-8 数字液压舵机系统图 10
第九章
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第九章
第二节 液压舵机的工作原理
三、数字液压舵机
数字液压油缸
数字液压油缸是将液压油缸、数字液压阀和位置反馈、电信 号转换单元结合为一个整体并全部装在油缸内，对外仅需连接液 压回路（高、低压油管）和控制用电脉冲信号，便可方便地根据 每一个电脉冲信号对应固定的油缸行程而完成不同脉冲数量和频 率控制下的不同运动效果。
液压舵机
第 九 章 知 识 树
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第九章 液压舵机
知识目标 1．理解操舵装置的功用、转舵原理和要求。 2．掌握阀控型和泵控型舵机的主要组成和工作原理。 3．了解液压舵机的转舵机构类型、结构、工作特点。 4．了解液压舵机的遥控系统类型。 5．了解伺服液压缸式、伺服电机式、液压式操纵系统。 6．熟悉泵控式液压舵机、阀控式液压舵机的典型实例。
追随机构
舵
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第九章
第一节 概述 操舵装置布置示意图：
图9-1 操舵装置布置示意图 4
第九章
第一节 概述
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。
3号油缸 4号油缸
手摇泵
18MPa 放气阀 安全溢流阀
3'
第三节 液压舵机的转舵机构
一、往复式转舵机构
转舵机构工作原理
滑式 滑式转舵机构是目前在船舶舵机中应用最广的一种传统型结构。
十字头式
拨叉式
滑式转舵机构
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第九章
第三节 液压舵机的转舵机构
滚轮式
滚轮式转舵机构的结构持点是用装在舵柄端部的滚轮代替 滑式机构中的十字头或拨叉。工作时受油压推动的撞杆，以其 顶部直接顶动滚轮，迫使舵柄转动。