船舶液压舵机
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。
船舶液压舵机
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
②溢流节流阀4：调 节流量，使伺服活 塞获得合适的移动 速度
（4）检查各摩擦部位润滑情况，并向各油杯和 各运动连接部位注油或加油。
15 14
a
o
2
3
a
＇
o
＇
13
4
11
12
7
10 9
8 接浮动杆控制点A
5 6
图8-14 直流伺服电机式遥控系统原理图 1-舵轮；2-操舵电位计；3-反馈电位计；4-齿轮齿条；5-锥齿轮副；6-丝杆；7-导杆；8-滑块螺母；9-蜗轮；10行星齿轮；11-蜗杆；12-直流伺服电动机；13-直流电动机激磁绕组；14-交流电动机；15-直流发电机；16-直流发 电机激磁绕组；17-放大器
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
滑式转舵机构的工作油压不会随α的增大而 急剧增加
滑式转舵机构特点：
①扭矩特性良好，承载能力较大，能可靠平衡撞 杆所受的侧推力，可用于转舵扭矩很大的场合
与十字头式相比，拨叉式的特点：
结构简单（无需导板），加工和拆装方便
公称扭矩较小时可用拨叉式，较大时仍以采用十 字头式为宜
2. 滚轮式转舵机构
滚轮代替滑式机构中的十字头或拨叉 Q=Pcosα=π/4 D2pcosα 转舵扭矩M=zQR0ηm=π/4 D2p zR0ηm cosα
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舵面运动的装置，它在航空、航海、汽车等领域都有着广泛的应用。
液压舵机的工作原理主要是利用液压系统的压力来控制舵面的运动，从而实现飞行器或者船舶的姿态控制。
下面我们将详细介绍液压舵机的工作原理。
首先，液压舵机的工作原理基于液压传动。
液压传动是利用液体传递能量的一种传动方式，它通过液体在密闭管路中传递压力来实现机械运动。
在液压舵机中，液压系统通过液压泵将液体压力传递到液压缸中，从而驱动舵面的运动。
液压传动具有传递力矩大、传动距离远、传动速度可调等优点，因此在舵机中得到了广泛的应用。
其次，液压舵机的工作原理还涉及到液压控制。
液压控制是通过改变液压系统中的压力、流量和方向来实现对机械运动的控制。
在液压舵机中，通过控制液压缸内的液压阀门来改变液体的流向和压力，从而控制舵面的运动。
液压控制具有响应速度快、控制精度高等优点，能够满足对舵面运动的精确控制要求。
最后，液压舵机的工作原理还涉及到液压系统的辅助装置。
液
压系统通常包括液压油箱、液压泵、液压缸、液压阀门等组件，它
们共同构成了一个完整的液压传动系统。
在液压舵机中，这些辅助
装置起着至关重要的作用，它们保证了液压系统的正常运行，从而
保障了舵机的正常工作。
总的来说，液压舵机的工作原理是基于液压传动和液压控制的，通过液压系统的压力传递和控制来实现舵面的运动。
液压舵机具有
传动力矩大、控制精度高、响应速度快等优点，因此在航空、航海
等领域得到了广泛的应用。
希望通过本文的介绍，读者能够对液压
舵机的工作原理有一个更加深入的了解。
船舶液压舵机的若干方面论述
船舶液压舵机的若干方面论述1、舵设备一套完整的舵设备是由舵、舵机、舵角指示器、舵机传动装置和舵角控制装置等设备构成。
在船舶航海及作业过程中，这套设备主要负责把控、调转、保持航向。
在以上设备组成成分当中，最易发生故障的部分便是舵机，因此，船舶设备管理人员、电机员、轮机员等人员要针对该部分的日常保养引起重视。
2、舵机和转舵装置常规的舵机分为两类，一种是电动舵，一种是液压舵机，本文主要分析液压舵机，这是因为现代船舶大体上多使用液压舵机。
液压舵机的原理，顾名思义，是利用液体压力作为舵转动的动力，结构由二个或四个带活塞的液压缸组成，在各液压管与电动泵连接时必须保证液压管系和液缸中盛满液体，也就是使整个液压腔中保持真空，只有液压油介质。
舵机开起时，电动泵转动，电动泵则开始吸排液体，给液压缸提供动力储备，操舵时，通过控制液压油的走向，使得活塞前后移动，从而带动舵柄相接的活塞杆一前一后运动，从而实现转舵。
这类转舵系统最突出的优点便是省力、简易、准确度高、效能高，这也是现代船舶大量使用该类装置的原因。
3、液压舵机的基本要求作为保证操纵性以确保航行安全的重要设备的舵机。
IMO的《国际海上人命安全公约》（SOLAS）和我国《海船规范》均对其提出明确规范与要求，其基本精神是要求舵机必须具有足够的转舵扭矩和转舵速度。
4、操舵器及操舵传动装置操舵传动装置有电动和液压两种。
1.液压操舵传动装置以安装在舵机舱的受动器、安装在驾驶室的液压机以及连接此两者的管系组成。
因为油压的不可缩性以及流向、油压和流量的可控性，所以可将动能转化为液压能，然后进一步转化为机械能，完成转舵。
2.电动操舵传动装置中的手柄操舵与随从操舵并称为该装置的两套独立的操舵系统，其功能在于其中一套系统产生故障之后，即刻可以更换至另一套系统，确保航海安全与航向不偏离。
5、液压舵机的常见故障与分析对于舵机发生故障时原因或部位不明时，首先应该查看舵机油泵的运转状况，事先准备好用于试验的备用泵，并且通过应急操舵来搜寻故障出现的大致范围，最后进行全面罗列分析，找出问题的根源所在并及时排除。
船舶舵机的类型
随着工业革命的到来，蒸汽动力登上了历史舞台。蒸汽舵机就是利用蒸汽产生的力量来驱动舵的转动。它比人力舵机可强多了，有了蒸汽舵机，大船也能比较轻松地控制方向。蒸汽舵机的工作原理就是把蒸汽的能量转化为机械能，然后带动舵轴转动。不过呢，蒸汽舵机也有它的缺点，它需要有蒸汽锅炉等一系列设备来提供蒸汽，这些设备占的空间可不小，而且维护起来也比较麻烦。
4.ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ压舵机
液压舵机也是船舶上常用的一种舵机类型。它是利用液压油来传递动力，驱动舵的转动。液压舵机的力量很大，能够轻松地控制大型船舶的舵。它的工作原理就是通过液压泵将液压油加压，然后把压力油送到液压油缸中，推动活塞运动，从而带动舵轴转动。液压舵机的可靠性比较高，而且在运行过程中比较平稳。但是呢，液压系统如果出现泄漏，那就比较麻烦了，不仅会影响舵机的正常工作，还可能对环境造成污染呢。
船舶舵机的类型
一、船舶舵机的类型可真是个超有趣的话题呢！
1.人力舵机
这可是很古老的一种舵机类型啦。以前的船，没有那么多高科技设备，就靠船员们自己的力气来操纵舵。就像在那些古老的帆船时代，船员们得在船舵旁边，根据船长的指令，用力转动舵柄，来控制船的方向。想象一下，在波涛汹涌的大海上，船员们满头大汗地用力扳着舵柄，那画面是不是很有画面感呢？这种舵机虽然很原始，但是在当时可是非常重要的呢，没有它，船就只能随波逐流啦。
3.电动舵机
现在电动舵机可算是很常见啦。电动舵机就是靠电机来驱动舵的转动。它的优点可太多了。首先，它的控制精度比较高，可以很精准地控制船的航向。其次，电动舵机的响应速度很快，船长发出指令后，它能迅速做出反应。而且，电动舵机的结构相对简单，不需要像蒸汽舵机那样复杂的蒸汽产生和传输设备，所以安装和维护都比较方便。不过呢，电动舵机也得依赖船上的电力系统，如果电力系统出了问题，那电动舵机可就罢工喽。
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。
船用舵机原理
船用舵机原理
船用舵机是船舶操纵系统中的重要部件，它通过控制舵的转向来实现船舶的操
纵和转向。
船用舵机原理是基于液压传动和控制技术，通过对液压系统的控制来实现舵的转动，从而改变船舶的航向。
下面我们将详细介绍船用舵机的原理和工作过程。
船用舵机的原理主要包括液压系统、舵机控制系统和舵机执行机构。
液压系统
是舵机的动力来源，它通过液压泵将液压油输送到舵机执行机构，从而实现舵的转动。
舵机控制系统负责控制液压系统的工作，包括舵机的启停、转向和速度控制。
舵机执行机构是舵机的核心部件，它通过液压力将舵转动到指定的角度，从而改变船舶的航向。
船用舵机的工作过程可以简单描述为，当船舶需要改变航向时，船长或操纵员
通过舵机控制系统发出指令，舵机控制系统接收指令后通过控制液压系统启动液压泵，液压泵将液压油输送到舵机执行机构，舵机执行机构受到液压力的作用将舵转动到指定的角度，从而改变船舶的航向。
当船舶达到指定航向后，船长或操纵员可以通过舵机控制系统停止液压泵的工作，舵机执行机构停止工作，舵保持在指定的角度，船舶保持当前航向。
船用舵机的原理和工作过程是船舶操纵系统中的关键环节，它直接影响船舶的
操纵性能和安全性能。
因此，船用舵机的设计和制造需要严格符合相关的标准和规范，确保舵机在各种工况下都能可靠地工作。
同时，船用舵机的维护和保养也至关重要，只有定期检查和保养舵机，才能确保舵机的正常工作和长期可靠性。
总之，船用舵机原理是船舶操纵系统中的重要内容，了解船用舵机的原理和工
作过程对于船舶操纵人员和船舶工程师都至关重要。
希望本文能够对读者有所帮助，谢谢！。
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。
船舶液压舵机的安全检查及故障分析
船舶液压舵机的安全检查及故障分析摘要：舵机主要是船舶保持航向、改变航向、旋回操纵船舶航行的主要设备，主要原理是利用油泵给液压管路进行供油，产生液压力至舵，保证舵有效的运转。
目前船舶海损的事故中有一定因素是液压舵机故障引起的。
因此，加强舵机安全，确保舵机正常的工作是降低事故出现，减少海损事故出现的主要措施。
基于此，本文主要对船舶液压舵机安全检查及其故障进行分析，以供借鉴参考。
关键词：船舶；液压舵机；安全检查；故障分析1 液压舵机的组成舵机基本上由操纵系统、控制元件、转舵机构、动力源组成。
其系统原理图如下：2 液压舵机的基本要求分析2.1 性能要求船舶必须具有两套操舵装置，一套主操舵装置与一套辅操舵装置，或者主操舵装置配置有两套以上提供动力的设备。
当中任何一套操舵装置失效时，另一套应能迅速启动并进行工作。
主操舵设备要具有足够强度，在最大吃水而且以最大营运航速前进时将舵自一舷35°转至另一舷35°，再将舵自一舷的35°转至另一舷30°所要的时间不能超过28秒。
如两套操舵装置均发生故障，可使用转向器做人力应急操舵.。
2.2 控制系统驾驶台和舵机室都应设有主操舵装置控制器。
当按设置两台动力设备时，主操舵装置应设置两套独立的控制系统，而且都可以在驾驶室控制。
主控制系统和辅助控制系统在驾驶室应可以操纵舵设备工作，如果驾驶室正在操纵舵机装置，在舵机控制室也应该可以对其脱开并控制操舵。
舵机间应与驾驶台设有通信装置。
2.3 液压系统应设有保持液压流体清洁的设备：每一液压系统的循环油箱应设低液位报警器。
非双套设置的液压舵机的液压缸体上与各管路连接处应设隔离阀。
液压系统必要时应设放气装置。
2.4 安全阀在管路系统能有被隔断部分，及科研产生压力差的部分需要设置安全阀。
其开启压力应满足大于1.25倍最大的工作压力，而不大于设计压力；安全阀最小排量应不小于所有泵能通过其排放的总容量的100%，在此情况下，计及在预定外界环境温度下液压油粘度的影响后，压力的开高不应超过开启压力的10%。
泵控型液压舵机工作原理
泵控型液压舵机工作原理
嘿，朋友们！今天咱来唠唠泵控型液压舵机的工作原理。
你看啊，这泵控型液压舵机就好比是一个大力士，只不过它的力量不是用来举重啥的，而是用来掌控船只的方向。
那它到底是咋工作的呢？简单来说，就像是有一条看不见的能量输送带。
液压泵就像是一个不知疲倦的动力源，不断地把液压油给输送出来。
这些液压油呢，就顺着管道啊，一路欢快地流淌，就好像一群小调皮在奔跑玩耍。
然后呢，这些油就跑到了舵机的油缸里啦。
油缸就像是大力士的胳膊，在液压油的推动下，开始伸缩运动。
这一伸一缩的，可不就带动了舵柄，从而让船舵转动起来啦！
你说神奇不神奇？就靠着这些油的流动和油缸的动作，就能让那么大的一艘船乖乖地改变方向。
这就好像你轻轻转动方向盘，车子就听话地拐弯一样。
想象一下，如果没有这个泵控型液压舵机，那船在大海上可不得像个无头苍蝇似的乱撞呀！那得多危险啊！所以说啊，这小小的泵控型液压舵机可真是立下了大功呢！
而且啊，它工作起来还特别靠谱。
不管是风平浪静的时候，还是波涛汹涌的时候，它都能稳稳地掌控着方向。
就像一个忠实的伙伴，一直陪伴着船只在大海上航行。
咱再想想，要是这泵控型液压舵机出了啥毛病，那可不得了！船都不知道会开到哪里去了，说不定就撞上礁石啥的啦！所以啊，对它可得好好保养，让它一直健健康康的。
总之呢，泵控型液压舵机就是船只的方向指挥官，默默地工作着，保障着船只的安全航行。
咱可得好好感谢它呀！它虽然不起眼，但作用可大着呢！你说是不是？。
液压式船舶舵机控制系统设计与仿真
液压式船舶舵机控制系统设计与仿真液压式船舶舵机控制系统是现代船舶的重要部分之一，其作用是通过电子控制系统对船舶的操纵进行精确调节，以确保船舶行驶和操作的安全性和可靠性。
本文主要探讨液压式船舶舵机控制系统的设计和仿真，包括系统结构、控制方法和参数设置。
首先，液压式船舶舵机控制系统主要由舵机、液压系统、控制器和电源组成。
其中，舵机是实现方向转向的主要装置，液压系统提供油压力来驱动舵机进行动作，控制器负责接收船长的指令并输出控制信号来控制油的流动，电源则为整个系统供电。
其次，液压式船舶舵机控制系统的控制方法一般采用PID控制，即比例、积分、微分控制。
其实质是通过根据实际舵角和期望舵角的误差对控制信号进行反馈和调整，从而实现对舵机的精确定位和控制。
具体来说，将期望舵角和当前舵角的差值作为控制系统的输入，经过PID控制计算得到控制信号输出，控制信号通过控制阀门控制油的流动来控制舵机动作，从而实现舵机的转向。
最后，液压式船舶舵机控制系统的参数设置包括PID参数和液压系统参数两部分。
PID参数设置要根据具体的船舶工况和舵机参数进行调整，比例系数、积分时间和微分时间都需要进行优化，以达到最佳控制效果。
液压系统参数则包括油压力、油箱容积、油缸容积、控制阀门开度等参数，这些参数的设置也需要根据实际情况进行调整，以确保液压系统的工作稳定可靠。
在仿真方面，可以采用MATLAB/Simulink等工具进行模拟，具体步骤包括建立船舶控制系统的数学模型、进行仿真验证、调整参数、再次验证。
通过仿真，可以直观地了解系统的工作流程和控制效果，同时也可以有效地优化系统控制参数，提高系统的性能和稳定性。
总之，液压式船舶舵机控制系统的设计和仿真是现代船舶中非常重要的一环，需要仔细考虑和优化。
在设计和仿真中，需要注意系统结构、控制方法和参数设置等问题，同时还要进行严格的仿真验证和参数调整，以确保系统的工作效果和性能。
数据分析是现代数据科学中的重要一环，通过对数据进行收集、整理、处理和分析，可以从中得出有用的结论和洞察，为决策和应用提供有力的支持和指导。
浅谈小型船舶液压舵机的保养及常见故障的排除
浅谈小型船舶液压舵机的保养及常见故障的排除作者：毛廷贵 文章来源：本站原创 点击数：60 更新时间：2010-12-29 11:58:38一、舵机日常维护与保养船舶液压舵机根据推舵机构的不同分为摆缸式和拨叉式，而内河小型船舶常用的舵机为摆缸式，其转舵力矩一般在8KN 〃M 至63KN 〃M 之间，舵机主要原理是利用原动机带动一主油泵运转，当有操舵信号时，主油泵开始排吸油，产生的高压油通过管路系统进入转舵油缸，推动油缸中的柱塞或叶片运动，从而带动舵杆、舵叶转动；当舵转至要求的角度后，通过反馈系统使油泵停止排吸油，舵就停止在所需的舵角上。
液压舵机要注意检查保养。
营运开航前和营运停车后，应对操纵台、推舵机构、油泵组、各阀组、油箱液压管路以及电路进行检查，有无渗漏、破裂、位移、堵塞、开关失灵等现象，建议每3个月进行一次系统检查。
液压油清洁程度严重影响舵机运转质量，应经常检查液压油的清洁，如油液的颜色，油箱内的沉淀物、滤清器堵塞等，同时应注意油箱周边环境，防止油液受污染。
建议每六月对液压油进行沉淀更换。
油泵组是舵机的动力部分，应经常检查泵组的工作状况，工作效率，如泵有无噪声，是否漏油，三角带的松紧等，并应经常注入黄油。
每台舵机配有多台油泵，泵组应交替使用，以保证泵的正常运转。
操作台有多种操纵舵机方式，如航行中主操纵系统突然损坏或失灵时，可用其他操纵方式、应急操纵方式，并应立即停航检修。
油缸是推舵机构的主要部件，应经常检查油缸是否漏油、泄露、舵杆的磨损等，以及销子是否松动、脱落，保证推舵效果。
压力表的压力是舵机液压系统中的工作压力，所以对压力表应经常检查其漏油及准确度，如有异常应停车检查，分析原因，确保舵机运转质量。
舵角表反映了舵叶实际角度，运转时应经常检查其线路，以及指示器与舵柄间的连杆是否脱落、毁坏等。
二、常见故障的诊断与排除方法对于舵机日常比较容易出现的故障主要为硬件类的故障，也就是与舵机相关的机器、设备发生了功能性的障碍，使得舵机不能正常工作发挥效用。
【最新】液压舵机
【最新】液压舵机跑过船的人应该知道，船上大型机器设备的“四机一炉”，亦即主机、发电机、锚机、舵机和锅炉。
这些都是与船舶推进和操纵极其密切的关键设备。
之前我们推出过一期文章，讲解各种推进装置。
今天为与小刀昨天的舵设备相呼应，简单介绍以下几种常用的舵机，以飨读者。
本期文章部分图片资料，由甲板机械的领导品牌海特拉帕友情提供。
ps，海特拉帕已经于____年被Cargotech旗下的麦基嘉收购，以增强其绞车方面的业务，同年麦基嘉还收购Aker Solutions的系泊和装载系统部门。
言归正传开始本期文章。
舵机按照机构分为电力，机械和液压三种方式；按照动力源的方式有人力、气动、电动、液压四种；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，电液式又可分为两大类型，一种是往复式，往复式又包括摆杠式，柱塞式和拨叉式等几种。
1. 往复摆杠式舵机这种舵机形式比较简单，高度低，很便于船员操作和维护，操舵角度可达45°。
通常一个油泵驱动一个油缸操左右舵机，根据管路布置情况，左右舵机可以互换，也可以双泵驱动。
通常设有2台互为备用的液压泵站（或1台液压泵站与1台机带泵组互为备用），24V电动操纵、手轮操纵、手轮应急操舵等多种操舵型式。
具有多重自锁能力、舵角稳定功能。
在船上系统总成如下所示。
2. 往复柱塞式舵机柱塞式舵机，其原理是通过高低压油的转换而做功产生直线运动，并通过舵柄转换成旋转运动。
目前，船上常用的有二缸柱塞式液压舵机和四缸柱塞式液压舵机。
图为二缸柱塞式液压舵机示意图。
柱塞式液压舵机一般由转舵机构、动力源和操纵追随机构三大部分组成。
动力源由电动机、主油泵、辅油泵和控制阀箱等组成。
电动机带动主、辅油泵供给工作需要的各种压力油，安全控制阀是起保护作用和对压力油的分配。
转舵机构由油缸、柱塞和舵柄等。
当操舵装置控制系统启动电机带动变量泵时，变量泵从一对(或一个)油缸中抽油，同时向另一对(或一个)油缸输油，从而推动柱塞直线运动并使舵柄绕舵杆作旋转运动，产生舵角。
浅谈船舶液压舵机的检验
迅速启动并进行工作。 主操舵设备要具有
在管路 系统能有被 隔断 部分， 及科 ４ ． 液 压舵 机 的检 验
４ １ 外部 检 查 要首先 『 断设备保养如何， 察看舵
足够 强度 ， 在 最大 吃水而 且以最 大营运航 研产生压力差的部分需要设置安全 阀。 速前进时 将舵 自一舷３ ５ ｏ 转至另一舷３ ５ 。 ，
安全公约》（ Ｓ ＯＬ Ａ Ｓ ） 以及国内 《 海船规 助控制系统在驾驶室应可以操纵舵设备 制 系统要 与 舵角 显示 装置 独 立。 另外 ， 舵
范》 都 对舵 机 提 出要求 ， 它基 本要点 是要 工作， 如果驾驶室正在操纵舵机装置， 在 设 备应装 置有效 的舵 角限位 器 。 求 舵 机 有足够 的扭 矩 和速 度 来 推动 舵 运 舵 机 控 制室也 应该 可 以对 其 脱 开并 控制 ３ ． ７ 监测和 报警
转， 还要求在发 生某一故障时能及 时有 操舵 。 舵机 间应与驾驶 台设葡 商 信装 置。
替 代或 者解 决的措 施 ， 以保障舵 的运转 。
有如下 要点 ： ３ １ 性 能要求 ３ ３ 液压 系统
发生 以下故 障时 ， 应 能在位于主机 处 所 或集 控 室 内明 显位 置 以 及驾 驶 室 内给
提供 更 好 的保 障 。
液压管路或是其中一台动力装置发生某一
当船 舶 舵 柄 处 舵杆 直 径Ｄ＞２ ３ ０ ｍｍ
故 障时应 能够隔 离缺陷 ， 这样可 以保持 操 按要求设能够在４ ５ 秒内提供替代动力源
２ ． 液 压舵 机 的组 成
舵 能力或 者可以迅速 要 使用。 货船 ， 如果 向操 舵 设 备。 该 动 力源 应 要 求 为 独 立动
但不小于７ ｋ ｎ 向前 环 境 温 度 下液 压 油 粘度 的影 响 后 ， 压 力
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。
船用舵机
一、用途与特点RYD—※※—WB型船用人力液压舵机，适用于转舵扭矩不大于5千牛米的小型渔船、货船、舵船、以及机动驳船、交通艇、巡逻艇、救生艇、消防艇、工作艇、旅游艇、轮渡和其它小型船舶。
还可用作船舶应急操舵装置。
RYD—※※—WB型船用人力液压舵机，具有结构紧凑、无噪音、体积小、利于舱室布置等特点。
其操作灵活、工作平稳、安全可靠、具有自锁能力，可使舵角保持稳定，并且减少操作者的劳动强度。
该机之阀件为集成块、管理简单，安装、维修方便。
RYD—※※—WB人力液压舵机符合CCS规定，是小型船舶理想的操舵装置。
二、工作原理当舵角为零时，舵叶停止在图示位置。
当向右转动舵轮8时，从人力液压泵7 左腔排出的液压油，一方面冲开组合阀6左边的单向阀，使油液进入左液压缸4的B腔和右液压缸的C腔，推动舵叶向右偏转，使船向右转弯。
此时，发讯器2将讯号传输给舵角指示器9，舵角指示器9 即显示出相应的舵角。
另一方面，压力油同时作用在液控单向阀6内的控制活塞上，使其向右移动，从而打开右边的单向阀，使左液压缸4的A腔和右液压缸D腔中的油液经液控单向阀6中的右阀孔流回人力液压泵的右腔（此时为泵的吸油腔）当舵轮停止转动后，组合阀6中的左右单向阀由于弹簧作用而复位，将油路锁闭，舵叶即停止在某一所需的角度上，舵角指示器9随着显示出舵角值。
当舵轮向左转时，情况与上述正好相反，舵叶向左偏转，船随之向左转弯。
系统工作时，若由于某种原因使系统压力超过安全阀的调定压力值，安全阀开启溢流，使舵及舵机系统免于损坏。
三、安装与使用（一）安装1、安装前去掉油口堵盖，检查各油管是否畅通。
2、将舵柄与舵杆固定起来。
3、将油缸与舵柄用销轴连接起来，并安装上油杯。
注意：必须使液压缸的放气阀向上。
4、使舵柄处于与液压缸活塞杆的垂直方向，按图示尺寸，将液压缸用液压缸支座固定起来，用地脚螺栓固定在船底板上。
5、用JB1885-77（A）型胶管接头将油缸的油口与组合阀的油口连接起来。
【2019年整理】船舶液压舵机
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
交流伺服电机式舵机遥控系统
1
17
a
o
2
16
同右
14
15
3
a
＇
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` / 整个舵叶面积A。一般K=0.15~0.35
2. 转船力矩Ms：
舵的水作用力F对船舶重心G形成的转矩 Ms=FL （ L ＋ Xccosα ） ＋ FDXcsinα≈FLL=1/2 CLρA v2L Nm
滚轮代替滑式机构中的十字头或拨叉 Q=Pcosα=π/4 D2pcosα 转舵扭矩M=zQR0ηm=π/4 D2p zR0ηm cosα
特点：
①工作时无侧推力，结构简单，加工容易，拆装 方便 ②每个油缸均与其撞杆自成一组，可采用单列式、 双列式或上下重叠式等 ③滚轮与撞杆间的磨损可自动补偿 ④扭矩特性差，要达到同样的转舵扭矩，须采用 比滑式更大的结构尺寸或工作油压 ⑤在负扭矩下转动时滚轮可能与某侧撞杆脱开而 导致敲击。故有的机构在滚轮与撞杆间设有板 簧拉紧机构
α↑→Ms↑ ，并在某一舵角出现最大值，海船 300~350 ， 河船350~450。
3） 现代船舶多用平衡舵。Xc↓→Ma↓，但Ms几 乎不受影响 4）倒航时Xc↑→Ma↑，但倒航航速≯正航最大航 速的 1/2 。平衡舵倒航时最大 Ma 一般为正航最 大值的60%
- 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)。
浮动杆式(三点式)追随机构
The Floating Lever
A A1
舵从处于零舵角到转到一定舵角的过程
A-----操纵指令控制点Control point （驾驶台遥控或在舵机室手轮控制） B-----反馈点Hunting point（与舵柄 相连) C-----控泵点Pump control point （与变量泵的控制杆相连）
1 、双向变量泵 2 ：由控制杆 4 控制其流量大小 及吸排方向，以改变撞杆和舵叶的运动方向
油泵的工作油压主要取决于推动撞杆所需的力即转 舵扭矩。 油泵额定排出压力≮舵机的最大工作压力。舵机最 大工作压力越高，装置的尺寸和重量会变小，但受 限。目前液压舵机的最大工作压力≯20MPa 转舵速度取决于油泵的流量。进出港及窄水道航行 时双泵原理和基本组成
组成：转舵机构、液压系统、操作系统 分类：1、电动舵机：小型船舶 2、液压舵机：多采用
①泵控型液压舵机 ②阀控型液压舵机 牛牛文档分 享 牛牛文档分 享
一、泵控型液压 舵机 牛牛文档分 享2、泵控型液压舵机多采用浮动杆式追随机构
控制点A（发指令）：由驾驶台通过遥控系统控制 或在舵机室由手轮控制 控泵点C：与变量泵控制杆相连，以改变泵的流量 和方向 反馈点 B：经反馈杆 8 与舵柄相连，反映实际舵叶时舵杆负荷 过大，系统油压过高和电机过载，使液 压舵机能够很好地适应冲击负荷 牛牛文档分 享2. 转船力矩Ms：
舵的水作用力F对船舶重心G形成的转矩 Ms=FL（L＋Xccosα）＋ FDXcsinα≈FLL=1/2 CLρA v2L Nm
式中：CL——升力系数 ρ——水的密度，kg/m3； A——舵叶单侧浸水面积，㎡； V——舵叶处水流速度，m/s； L——求
1.每艘船舶均应设置一套主操舵装置和一套辅操舵装置。 2. 舵自任一舷35°转至另一舷的35°，并且于相同条件下自一舷35°转至另 一舷30°所需时间不超过28s； 3.辅操舵装置能在最大营运前进航速的一半但不小于7 kn时进行操舵，从一舷 15°转至另一舷15°，所需时间不超过60s； 4.主、辅操舵装置动力设备的布置应能在动力源发生故障失效后又恢复输送时 ，能自动再起动 5. 主操舵装置当其管系或一台动力设备发生单项故障时，此缺陷能被隔离， 使操舵能力能够保持或迅速恢复， 6.操舵装置应设有有效的舵角限位器。舵装置应有保持舵位不动的制动装置。 7. 安全阀开启压力应凋整为不小于1.25倍最大工作压力；安全阀能够排出的量 ，应不小于所有液压泵总流量的110％。压力升高应不超过开启压力的10％。 8.对于舵柄处舵杆直径大于230 mm的所有船舶，应设有能在45s内向操舵装置 自动提供的替代动力源，1万Gt及以上船舶连续工作30 min，其他船舶10 min。
Mf—— 舵各支承处的总摩擦扭矩，平衡舵机的公称转舵扭矩：转船力矩 Ms 比水动力矩Ma 大得多，它们 都与A及v2成正比 2） 正航偏舵时M压缩）：
作用：使控制点A一次达到所要求的较大 操舵角，以使油泵在较长时间保持最大 流量，从而加快转舵速度 储能弹簧刚度须适当：太软，操舵无法 进3： storm valve
α↑→Ms↑，并在某一舵角出现最大值，海船300~350， 河船350~450。
3 ） 现代船舶多用平衡舵。 Xc↓→Ma↓，但 Ms 几乎不受影响 4）倒航时Xc↑→Ma↑，但倒航航速≯正航最大 航速的1/2 。平衡舵倒航时最大 Ma 均处于中位， 舵角处于零位；油泵变量机构回中， 不排油；舵也处于零舵角。 A1C1B表示控制点拉到一定舵角， 舵还未转动，但泵的控制杆已偏离 中点，泵已开始排油。 A1CB1表示舵已转到并稳定在所要 求的角度；泵的控制杆回中，泵停 止供油。
C
分 享
3. 水动力矩Ma：
舵压力FN对舵杆轴线产生的力矩 Ma=FN Xc=1/2 CNρA v2Xc Nm
式中：Xc——舵压力中心至舵杆轴线距离，m； CN——舵叶压力系数。
4. 转舵扭矩M：
舵机施加于舵杆上的扭矩。舵匀速转动时， M=Ma＋Mf
浮动杆式(三点式)追随机构
The Floating Lever
A C1 C
舵从处于一定舵角到回中的过程
A1 A1CB1表示舵已转到并稳定在所要 求的角度；泵的控制杆回中，泵停 止供油。 AC1B1：表示控制点A1已拉回中位， 舵还未转动，但泵的控制杆已偏离 中点，即已开始排油。
B1 B ACB：表示浮动杆的三点均处于中 位，舵角处于零位，泵停迎水面、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` / 整个舵叶面积A。一般K=0.15~0.35