液压舵机工作原理和组成讲解学习
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。
简述舵机的结构及工作原理
简述舵机的结构及工作原理
一、结构
舵机主要由电机、减速器、位置反馈装置、控制电路和输出装置组成。
1. 电机：舵机内置有一种直流无刷电机，可提供高扭矩和精准的速度
控制。
2. 减速器：减速器是将电机提供的高速转动转换成低速高扭矩输出的
装置。
3. 位置反馈装置：位置反馈装置主要是用来检测舵机输出轴的位置，
并将信号反馈给控制电路。
4. 控制电路：控制电路是舵机的核心部件，它接收位置反馈信号，并
控制电机和减速器的运转，以实现舵机的精准定位和转动。
5. 输出装置：输出装置是连接在舵机输出轴上的杆件，其功能是将舵
机的输出扭矩传递给需要控制的机械部件。
二、工作原理
舵机通过接受来自遥控器或其他控制信号，控制舵机电机的轴向转动，从而转动输出装置，实现对机械部件的精准控制。
具体来说，舵机接收到控制信号后，控制电路会通过位置反馈装置来
检测输出轴的位置，并将电机控制器输出的电流的方向和大小进行调整，控制电机的转速和方向，从而实现舵机的转动和定位。
当舵机输出轴达到预设位置后，控制电路会停止控制电机转动，舵机也就完成了定位。
在实际的应用中，舵机通常被用来控制各种机械部件、机器臂或机器人等，实现精准的运动和位置控制。
总的来说，舵机通过精准的电机控制和位置反馈装置的配合工作，实现了对机械部件的精确控制，大大提高了机械装置的性能和精度。
液压舵机工作原理
液压舵机工作原理
液压舵机是一种利用液压能将输入的液压能量转化为机械能来实现转动或控制机械设备的装置。
其工作原理主要包括以下几个方面：
1.液压动力源：液压舵机通常使用液压油泵作为液压动力源，通过工作油液的流动来产生压力。
液压油泵一般由电机驱动，将液压油从油箱中吸入并压力供应给液压舵机。
2.控制信号：液压舵机需要接收来自控制系统的信号，以确定转动方向、速度和角度等参数。
常用的控制信号有电流信号、电压信号和压力信号等。
3.液压缸：液压舵机中的液压缸是核心组件，用于产生机械动作。
液压缸由活塞、缸筒和密封件等部分组成。
工作时，液压缸的活塞受到液压油的压力作用，从而产生相应的力和运动。
4.液压阀门：液压舵机中的液压阀门用于控制液压油的流动和压力。
常用的液压阀门包括方向控制阀、流量控制阀和压力控制阀等。
通过打开或关闭相应的液压阀门，可以控制液压缸的运动方向、速度和力量等。
5.反馈装置：液压舵机往往配备有反馈装置，用于检测和传递机械运动的位置、速度和力量信息。
常用的反馈装置有位移传感器、速度传感器和力传感器等。
通过以上组成部分的相互作用，液压舵机可以实现精确的转动
控制。
当控制系统发送指令时，液压油泵将液压油压力传递给液压缸，使其产生力和运动，从而实现机械设备的转动或控制。
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
舵机
二、泵控型液压舵机的工作原理
A 1ABiblioteka 1 A1A 1 A
1
C
C
C1
C
C1
B
B
B 2 B
1
二、泵控型液压舵机的工作原理
A 1
A
1 A
1
A 1 A
1
C
C
C1
C
C1
B
B
B 2 B
1
储能弹簧作用：双向压缩，大舵角操舵时连续转 舵，加快转舵速度。
二、泵控型液压舵机的工作原理
储存弹簧结构：
1、7-连接杆 2、10-端盖 3、9-弹簧座 4-弹簧 5-导套 6-导 套端盖 8-外套 11、13-调节螺母 12-锁紧螺母
液压舵机的遥控系统
舵机的遥控系统：是指从驾驶室对舵机进行控制的系 统，包括单动操舵系统、随动操舵系统和自动操舵 系统
(1)单动操舵系统 发送器 (2)随动操舵系统 发送器 舵轮 受动器 三点杆 要求 舵角 油泵 舵角 偏差 实际舵角 (3)自动操舵系统 设定 航向 航向 发送器 偏差 要求 舵角 舵角 偏差 油泵 转舵油缸 实际舵角 实际航向 舵 船 转舵油缸 舵 受动器 油泵 转舵油缸 舵
液压舵机的基本组成和工作原理
液压舵机的基本组成和工作原理
1、阀控型液压舵机的工作原理
固定 转动 电路
Control Box
9
1-单向定量泵 2-安全阀 3-三位四通换向阀 4-旁通阀 阀 6-转舵油缸 7-舵角反馈发讯器 8-油柜 9-单向阀
5-防浪
二、泵控型液压舵机的工作原理
1-双向变量泵 2-伺服油缸 3-调节螺套 4-油泵控制杆 5转舵油缸 6-柱塞 7-滑块 8-舵柄 9-舵角指示器的发送器 10-安 全阀 11-旁通阀 12-储存弹簧 13-舵角反馈杆 14-电机 15-反馈发讯器 16-泵变量机构限位器 17-放气阀 18-浮动杆
舵机液压锁原理
舵机液压锁原理一、引言舵机液压锁是飞机上的重要部件之一，它可以控制飞机的方向和姿态。
在飞行中，舵机液压锁可以保证飞机的稳定性和安全性。
本文将详细介绍舵机液压锁的原理。
二、舵机液压锁的定义舵机液压锁是一种用于控制飞机方向和姿态的装置。
它由电动泵、油箱、油管、阀门、缸体以及活塞等部件组成。
当驾驶员操作操纵杆时，电动泵会将油液送入缸体中，从而推动活塞运动，进而控制飞机的方向和姿态。
三、舵机液压锁的工作原理1. 液压系统舵机液压锁是基于液压系统工作原理来实现控制飞行器方向和姿态。
其主要由两个部分组成：一个是推力杆；另一个是缸体。
2. 电动泵电动泵是整个系统中最关键的部分之一。
它可以将油液从油箱中吸出，并通过管道输送到缸体中。
在这个过程中，电动泵需要消耗一定的电能，因此需要配备适当的电源。
3. 液压油箱液压油箱是储存液压油的地方。
它通常位于飞机的后部，可以容纳足够多的液压油，以满足整个系统的需求。
在工作过程中，油箱需要保持一定的温度和压力，以确保系统正常运行。
4. 液压管道液压管道是将液压油从油箱输送到缸体中的管道。
它们通常由高强度材料制成，并经过特殊处理以防止泄漏和腐蚀。
5. 缸体和活塞缸体和活塞是舵机液压锁中最重要的部分之一。
缸体通常由铝合金制成，并且具有优良的耐腐蚀性能。
活塞则可以根据需要进行设计，并且可以通过操作操纵杆来控制其运动。
6. 阀门阀门是控制舵机液压锁运行状态的关键部件之一。
它们可以控制液压系统中液体流动方向、速度和流量等参数，并确保整个系统正常运行。
四、舵机液压锁的应用舵机液压锁广泛应用于飞机、直升机和其他航空器中。
它们可以控制飞行器的方向和姿态，确保飞行器在空中保持平稳和稳定。
此外，舵机液压锁还可以用于军事领域，以控制战斗机、轰炸机和其他军用飞行器的方向和姿态。
五、总结舵机液压锁是一种重要的控制装置，它可以控制飞行器的方向和姿态。
其工作原理基于液压系统，由电动泵、油箱、油管、阀门、缸体以及活塞等部件组成。
第二讲：舵机原理
一、泵控型液压舵机： 泵控型液压舵机：
对尺寸既定的转舵机构来说， 对尺寸既定的转舵机构来说，舵机油泵的工作油压主要 取决于推动撞杆所需要的力，即取决于转舵力矩。 取决于推动撞杆所需要的力，即取决于转舵力矩。舵机最大 工作压力就是产生公称转舵扭矩时油泵出口处的油压。 工作压力就是产生公称转舵扭矩时油泵出口处的油压。舵机 油泵的额定排出压力不得低于舵机的最大工作压力。 油泵的额定排出压力不得低于舵机的最大工作压力。油泵的 额定排出压力越大，转舵机构尺寸就越小，液压油量也越少， 额定排出压力越大，转舵机构尺寸就越小，液压油量也越少， 但生产和管理水平要求也越高。 但生产和管理水平要求也越高。 对转舵机构尺寸既定的舵机来说，转舵速度主要取决于 对转舵机构尺寸既定的舵机来说， 油泵的流量，而与舵杆上的扭矩负荷无关。 油泵的流量，而与舵杆上的扭矩负荷无关。船舶进出港和在 窄航道航行时，用双泵并联，转舵速度几乎可提高一倍。 窄航道航行时，用双泵并联，转舵速度几乎可提高一倍。
三 操 位 制 纵 阀 阀 四 油 通 缸 动
阀
控
手 、 液
转
式
舵
换 向
舵 机 叶 构
换向阀式
油泵 油泵
闭式系统和开式系统： 闭式系统和开式系统：油泵的排油将经换向阀旁通而直接返回
油泵的进口（闭式系统）或回油箱（开式系统）；而转舵油缸的油 油泵的进口（闭式系统）或回油箱（开式系统）；而转舵油缸的油 ）； 路就会锁闭而稳舵。 路就会锁闭而稳舵。 阀控型液压舵机特点：系统简单；初置费用 阀控型液压舵机特点：系统简单； 主泵排量较小；但换向冲击大， 低；主泵排量较小；但换向冲击大，阀工作可靠 性比较差；无舵令时，泵的能耗较大， 性比较差；无舵令时，泵的能耗较大，油液易发 做成开式系统时，油液的冷却、净化较方便， 热；做成开式系统时，油液的冷却、净化较方便， 但油箱容积较大；油液易遭受污染，所以大多用 但油箱容积较大；油液易遭受污染， 于中小功率场合的舵机。 于中小功率场合的舵机。
液压舵机原理
液压舵机原理液压舵机是一种利用液压力来传递力和控制机械装置的设备。
它的工作原理基于液压力的传递和控制，通过液体的压力来实现力的放大和方向的控制。
液压舵机广泛应用于工业、航空、航天等领域，具有重要的作用。
液压舵机由液压系统、驱动部件和控制部件组成。
液压系统包括液压泵、液压油箱、液压缸等。
液压泵起到将液压油从油箱抽出并提供压力的作用，液压油通过液压管路传递到液压缸中。
驱动部件是液压舵机的核心部件，它通过接收液压力来产生力矩，实现力的放大。
控制部件则负责控制液压舵机的运行状态，使其按照预定的要求进行工作。
液压舵机的工作原理是基于液体的不可压缩性和液体的传递力。
当液压泵提供压力时，液压油被推送到液压缸中，液压缸的活塞受到液压力的作用而产生位移，进而带动连接在活塞上的杆头或者其他装置运动。
由于液压油的不可压缩性，液压力可以在液压系统中传递，并且可以通过液压缸的活塞面积差异来放大力。
通过控制液压泵的输出压力和液压缸的活塞面积，可以实现对液压舵机的力和速度的控制。
液压舵机具有以下几个特点：1. 力矩放大：液压舵机利用液压力的传递和液压缸的活塞面积差异实现对力的放大，从而可以承受更大的负载。
2. 灵活性：液压舵机的输出力矩和速度可以通过控制液压泵的输出压力和液压缸的活塞面积来调节，具有较高的灵活性。
3. 精度高：液压舵机可以实现较高的位置和速度控制精度，适用于需要精确控制的场合。
4. 可靠性强：液压舵机的结构简单，使用寿命长，且不容易受到外界环境的影响。
液压舵机的应用范围广泛，例如在工业机械中用于控制各种机械装置的运动，提高生产效率和产品质量；在航空航天领域用于控制飞机的姿态和飞行控制；在汽车工业中用于汽车转向系统等。
液压舵机的优点在于能够实现高效的力传递和控制，适用于各种复杂的工况和环境。
总结起来，液压舵机是一种利用液压力来传递力和控制机械装置的设备。
它的工作原理基于液压力的传递和控制，通过液体的压力来实现力的放大和方向的控制。
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
《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` /
液压舵机的工作原理和基本组成
14
3. 转舵时间超过规定要求 (1)主泵流量太小。 内泄漏严重、局部损坏、变量执行机构行程 太短、转速太低。 (2)遥控系统动作太慢—机旁操纵正常。 伺服电机系统：电路故障、激磁电流不足、 反馈信号太强；伺服油缸系统：辅泵流量不 足、调速阀流量太小、伺服油缸严重泄漏。 (3)主油有旁通或泄漏。 同时会引起冲舵、跑舵、滞舵。原因在于泄 漏、阀件关闭不严等。
8
3. 安全阀的整定 (1)起动一台油泵，移开舵角限位，机旁操纵转 舵，如主泵是变量泵，接近最大舵角时小流量； (2)舵转到机械极限舵角位置，使油压继续升高， 接近整定压力，安全阀应开启，读数。
(3)如读数与规定值不符，调整安全阀调节螺帽。
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二、舵机的管理注意事项 1. 油位：应在油位计显示范围的2/3，油位增高 说明进气或进水，油位降低过快说明泄漏。 2. 油温：适宜温度30~50C，超过55C使用冷 却器。超过55C，每升高9C寿命降低一半。 低于10C不宜起动，室温太低应加热；如在10~10 C之间，先空载运转加热。 3. 油压：排出压力和吸入压力必须符合正常数 值。压力表阀常闭，用时打开，以防损坏。
4. 滤器：注意前后压差，及时清洗或换新，如 发现金属屑必须查找来源。
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5. 润滑：滑动表面浇涂适量工作油，长期停用 涂润滑脂。加油润滑或油杯润滑必须足量。
6. 泄漏：舵杆不应渗水，液压部件不应漏油。 出现泄漏，及时检修。
7. 噪音：通常是机械噪音，液体噪音等。
8. 机械加热：泵、电机、轴承等。
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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。
液压舵机的工作原理和基本组成
液压舵机的工作原理和基本组成液压舵机是一种通过液压力实现舵机操作的装置。
它主要由油泵、液压缸、阀门、传感器、控制器等组成。
液压舵机通过使用液压力来传递和控制机械力，从而实现舵机的运动和控制。
1.油泵提供动力：液压舵机的工作源于油泵的输出动力。
油泵将液压油从油箱中吸入，并通过高压机械装置将其压缩，然后将高压液压油输送到液压缸中。
2.阀门调节流量：阀门在液压系统中起到流量调节和压力控制的作用。
阀门可以根据舵机的需求来控制液压油的流动和压力。
通常，液压舵机使用的阀门包括溢流阀、控制阀和方向阀等。
3.液压缸驱动机械部件：液压缸是液压舵机的关键部件，它通过液压力来驱动机械部件的运动。
液压缸由活塞、缸筒和密封件等组成。
当液压油进入液压缸时，液压油会产生压力，使活塞在缸筒内移动，从而带动机械部件实现舵机的运动。
4.传感器反馈信号：传感器负责监测舵机的运动状态，并将反馈信号发送给控制器。
传感器通常使用角位移传感器或液压传感器来检测舵机的位移、速度和压力等参数。
通过实时监测舵机的运动情况，可以保证舵机的精确控制和安全运行。
5.控制器控制舵机：控制器是液压舵机的大脑，它根据传感器反馈的信号对舵机进行控制。
控制器可以通过阀门的开闭来调节液压油的流量和压力，进而控制液压缸的运动。
控制器通常采用电控方式进行控制，通过电磁阀等电气元件来控制液压元件的操作，实现舵机的精确控制。
总之，液压舵机通过液压力来传递和控制机械力，实现舵机的运动和控制。
它主要由油泵、液压缸、阀门、传感器、控制器等组成。
油泵提供动力，阀门调节流量，液压缸驱动机械部件，传感器反馈信号，控制器控制舵机。
液压舵机具有结构简单、动力强大、响应速度快、精度高等特点，在工业和机械领域中得到广泛应用。
液压舵机工作原理和组成
液压舵机工作原理和组成
液压舵机是一种利用液压原理实现舵角控制的装置，主要由液压缸、节流阀、方向阀、油泵、油箱以及控制系统等组成。
液压舵机通过控制液压油的流动来实现舵角的调节。
液压油由油泵通过油管输送到液压缸内，液压缸的活塞位置决定了舵角的大小。
在液压缸内，通过控制节流阀和方向阀来调节液压油的流量和方向。
节流阀控制液压油的流量大小，方向阀控制液压油的流向（左转还是右转）。
这样通过控制液压油的流动，能够实现舵角的精确调节。
液压舵机的工作原理是：
1. 当驾驶员操作方向盘时，通过传感器检测到方向盘的转动角度，并将信号发送给控制系统。
2. 控制系统根据接收到的信号，通过电磁阀控制节流阀和方向阀的开关状态。
3. 当需要将舵向转向一侧时，控制系统打开相应的方向阀，液压油经过方向阀进入液压缸的一侧，推动活塞移动，从而改变舵角。
4. 同时，通过控制节流阀调节液压油的流量，控制舵角的速度和稳定性。
5. 当需要将舵向恢复到中立位置时，控制系统关闭方向阀，使液压油不再进入液压缸，舵角停止改变。
液压舵机的组成包括：
1. 液压缸：负责产生推力，推动舵机活塞移动，改变舵角。
2. 节流阀：控制液压油的流量，调节舵角的速度和稳定性。
3. 方向阀：控制液压油的流向，实现舵向的转向。
4. 油泵：提供液压源，将油液输送到液压缸。
5. 油箱：存储液压油，维持液压系统的供油。
6. 控制系统：接收、处理、控制驾驶员的指令，通过调节节流阀和方向阀的开关状态，实现舵角的精确控制。
液压舵机原理
液压舵机原理液压舵机是一种利用液压原理来控制船舶舵角的装置，它在航海领域中起着至关重要的作用。
了解液压舵机的原理对于船舶的安全操纵和航行具有重要意义。
液压舵机的原理主要包括液压系统、传动系统和控制系统三个方面。
首先，液压系统是液压舵机的核心部件，它由液压泵、液压缸、液压阀和液压油箱等组成。
液压泵通过不断地将液压油从油箱中吸入并压缩后送入液压缸，从而产生推动力，驱动舵机的转动。
其次，传动系统是将液压系统产生的力传递到船舶舵上的重要部件，它由齿轮、传动轴和联轴器等组成。
通过传动系统，液压舵机可以将液压系统产生的力传递到船舶舵上，实现舵角的调整。
最后，控制系统是液压舵机的智能部分，它由传感器、控制器和执行机构等组成。
控制系统可以实时监测船舶舵角和环境条件，并通过控制器对液压系统进行调节，从而实现对舵机的精准控制。
在实际应用中，液压舵机的原理可以简单概括为，当船舶需要改变航向时，控制系统会通过传感器监测船舶当前的舵角和环境条件，然后通过控制器对液压系统进行调节，液压泵将液压油压缩后送入液压缸，产生推动力，驱动舵机的转动，最终改变船舶的航向。
在这个过程中，传动系统起着传递力的作用，将液压系统产生的力传递到船舶舵上，实现舵角的调整。
液压舵机的原理具有以下特点，首先，它具有较大的输出功率和扭矩，能够满足大型船舶对舵机的高要求。
其次，液压舵机具有较高的控制精度和灵活性，可以实现对舵机的精准控制，适应不同航行状态下的舵角调整。
最后，液压舵机的原理相对简单，维护成本低，使用寿命长，具有较高的可靠性和稳定性。
总之，液压舵机的原理是基于液压系统、传动系统和控制系统的协同作用，通过液压泵产生推动力，传动系统传递力，控制系统实现对舵机的精准控制，从而实现船舶舵角的调整。
液压舵机具有输出功率大、控制精度高、维护成本低、使用寿命长等特点，对船舶的安全操纵和航行具有重要意义。
电动—液压舵机装置(远洋船)
电动-液压舵机装置(远洋船)
1. 引言
随着科技的发展和航运市场需求的不断变化，电动液压舵机装置作为控制舰船方向的核心设备，在应对各种复杂海况和远程通信控制需求方面，发挥着越来越重要的作用。
本文将介绍远洋船电动液压舵机装置的主要工作原理、结构组成和使用场景。
2. 工作原理
电动-液压舵机装置采用电机的旋转运动来驱动液压泵的工作，液压油在通过油管输送到油缸并产生压力的同时，带动舵机输出下达的舵令信号。
油缸上下两侧的压力差将舵轮转动，并通过伺服机构将舵盘转动到指定位置，从而实现船舶的方向控制。
在实际使用过程中，舵机系统需要根据环境的变化和海况的波动进行定时的检验和维护。
如果发现油温过高，油路堵塞，系统性能下降等情况，需要及时更换油品、排除故障并修复损坏设备。
3. 结构组成
电动-液压舵机装置主要由电机、液压泵、油缸、控制阀门、油箱、导轨和配套管件组成。
其中电机为主动力，液压泵负责将电动机的动力转化为液压能量，油缸连接船舵与舵机之间，控制阀门通过舵令控制船舶舵轮的转动，而导轨和配管则保证系统各组件顺畅衔接。
4. 使用场景
电动液压舵机装置主要使用在远洋船和长航船舶中，具有较强的耐腐蚀性和抗电磁干扰能力，在艰苦复杂海况下仍然能够快速准确地实现船舶方向控制，提高了船舶的安全性和稳定性。
此外，电动液压舵机装置还具有自适应、远程监控等高科技特点，可以满足不同用户群体的需求。
5.
电动-液压舵机装置的应用大大提高了海事领域的控制精度和稳定性，为船舶安全和航行效率提供了有力保障。
模块化设计和高科技特点也使得系统具有很好的可升级性和自适应能力，为未来智能化船舶控制提供了良好基础。
液压舵机的主要组成与工作原理
三、液压舵机的主要组成与工作原理液压舵机主要由电液伺服阀和液压作动筒两部分组成。
1.电液伺服阀电液伺服阀是电-液能量转换和放大装置，它包括力矩马达和液压放大器两部分。
力矩马达是将电的控制信号转换成机械运动的一种电气机械转换装置。
通常它由永久磁铁，上、下导磁体，衔铁，弹簧管和控制线圈组成（图4-32）。
图4-32 力矩马达结构原理图由图可见，永久磁铁将上下导磁体分别磁化为N极和S极。
两个控制线圈套在衔铁上。
衔铁两端与上下导磁体的磁极间形成4个工作气隙。
弹簧管是衔铁的弹性支持座，衔铁固定在弹簧管上端，并可做微小的转动。
上下导磁体将永久磁铁和控制线圈产生的磁通构成通路。
典型液压舵机中的液压放大器由两级组成。
第一级为喷嘴挡板式液压放大器，第二级为滑阀式液压放大器（图4-33）。
图4-33 液压放大器原理结构图1—衔铁；2—弹簧管；3—反馈杆；4—管状挡板5—喷嘴；6—回油节流孔；7—油滤；8—固定节流孔喷嘴挡板放大器是液压放大器的前置放大级，它由双喷嘴挡板，两个固定节流孔，回油节流孔和两个上喷嘴前腔组成。
管状挡板与力矩马达的衔铁和反馈杆一起构成衔铁挡板组件，由弹簧管支承。
反馈杆是一个具有特定弹力的金属杆，其端布有一个小球头，此球头直接与滑阀啮合。
在阀体装有两个对称的喷嘴和两个节流孔。
滑阀放大器由阀芯，阀套和通油管路构成。
阀套与阀芯滑配合，其上开有一定数量的通油窗口。
阀芯多为圆柱形，上面做有不同数量的凸肩，用以控制通油窗口面积的大小与液压油的流向。
介绍了液压伺服阀的两个组成部件的结构及工作原理之后，再结合图5-34所示伺服阀的原理结构来说明伺服阀的工作过程。
图4-34 伺服阀的原理结构图在没有控制信号的情况下，力矩马达的衔铁处于平衡位置，挡板停在两喷咀中间。
高压油自油口流入，经油滤后分四路流出。
其中两路流经左、右固定节流孔，到阀芯左、右两端，再经左、右喷嘴喷出，汇集在流溢腔内，然后经回油节流孔从回油口流出。
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。
武汉理工大学 轮机工程系
wangke
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'
wangke
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
武汉理工大学 轮机工程系
B 2 B'
wangke
第二节 液压舵机的工作原理和基本组成
武汉理工大学 轮机工程系
wangke
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
武汉理工大学 轮机工程系
wangke
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
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8-2-2 阀控制液压舵机
用单向定量油泵
其吸排方向不变 油液进出转舵油缸的方向由驾驶台遥控的换向阀来控制 当换向阀处于中位
油泵的排油经换向阀旁通，转舵油缸油路锁闭而稳舵
油泵和系统比较简单，造价相对较低 缺点:
换向阀换向，液压冲击较大，可靠性也相对较差 阀控型舵机在停止转舵时，泵以最大流量排油，油液发热较
多，经济性差 阀控型舵机适用功率范围比泵控型小
泵控型和阀控型舵机
尽管工作原理不尽相同 都是由转舵机构、液压系统和操纵系统等组成 下面就转舵机构和操纵系统依次加以讨论
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
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，
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（2）
原理演示
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
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
第二节
液压舵机工作原理和组成
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：
泵控型 阀控型
泵控型液压舵机原理图（1）
图8-5
8-2-1 泵控型液压舵机
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。
所确定的指令舵角时，C 点重新回中，油泵停止排 油，舵叶也就停转
AA 1
C 1
B 1
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
上
浮动杆的位置如图中的实线A1CB1所示。
实际上，浮动杆动作并不分步进行 (C 点偏离中位后，泵就排油）
B1
8-2-1 泵控型舵机 - 回舵
当驾驶台发出回舵指令 时
A点又会从A1移回中位A C点偏离中位向左，油泵
反向吸排 舵叶也就向中位偏转，使
B点从B1位置向中位移动 直到舵叶转到由A点位置
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
8-2-1 泵控型舵机 - 转舵速度
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。
8-2-1 泵控型舵机 - 追随机构
才会将B点拉到与A点相应的位置，以停止转舵
Cma
x
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
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
B
8-2-1 泵控型舵机 - 用舵
驾驶台给出某一舵角指令
通过遥控系统，会使A点移至A1
由于B点在舵叶转动以前并不移动
所以C点将移到C1
于是，油泵按图示方向吸排，舵叶开
A 1
始移偏动转，通过反馈杆带动B点向B1方向
当移舵到叶B1转，到C点与重A回1给中出位指令舵角相符时，B
C 1
油泵停止排油，舵就停止在所要求的舵角
安全阀的整定压力时
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
资料表明
当pmax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pmax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％
进一步提高pmax ，对液压设备生产和管理要求更高
多采用浮台通过遥控系统 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