液壓舵機(jī)的轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu).ppt

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1、第三節(jié)液壓舵機(jī)的轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)8-3液壓舵機(jī)的轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)將油泵供給的液壓能變?yōu)檗D(zhuǎn)動(dòng)舵桿的機(jī)械能，以推動(dòng)舵葉偏轉(zhuǎn)根據(jù)動(dòng)作方式不同，可分兩大類(lèi)：往復(fù)式回轉(zhuǎn)式8-3-1滑式轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)是應(yīng)用最廣的一種傳統(tǒng)型式它又有十字頭式和撥叉式之分十字頭式轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)由轉(zhuǎn)舵油缸、插入油缸中的撞桿以及與舵柄相連接的十字形滑動(dòng)接頭等所組成當(dāng)轉(zhuǎn)舵扭矩較小時(shí)常用如圖8—5所示的雙向雙缸單撞桿的型式而當(dāng)轉(zhuǎn)舵扭矩較大時(shí)多采用四缸、雙撞桿的結(jié)構(gòu)如圖8—6(a)所示十字頭式轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)十字形滑動(dòng)接頭將撞桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)槎娴臄[動(dòng)兩撞桿用螺栓連接，形成兩軸承兩軸承環(huán)抱著十字頭兩耳軸舵柄橫插在十字

2、頭軸承中當(dāng)撞桿在油壓下偏移離中位時(shí)十字頭一面隨撞桿移動(dòng)一面帶動(dòng)舵柄偏轉(zhuǎn)（舵桿轉(zhuǎn)動(dòng)）隨舵角α增加，十字頭在舵柄上向外端滑移舵柄有效工作長(zhǎng)度，隨α增大而增大撞桿極限行程由行程限制器1l限制在舵角超過(guò)最大舵角1.5°時(shí)限止撞桿在導(dǎo)板一側(cè)還設(shè)有機(jī)械式舵角指示器5用以指示撞桿對(duì)應(yīng)舵角每個(gè)油缸上部設(shè)有放氣閥12以便驅(qū)放油缸中空氣滑式轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)的受力分析當(dāng)舵轉(zhuǎn)至任意舵角α?xí)r為克服水動(dòng)力矩所造成的力Q，(與舵柄方向垂直)在十字頭上將受到撞桿兩端油壓差的作用力P力P與Q’作用方向不在同一直線(xiàn)上，導(dǎo)板必將產(chǎn)生反作用力N以使P和N的合力Q恰與力Q’方向相反從而

3、產(chǎn)生轉(zhuǎn)舵扭矩以克服水動(dòng)力矩和摩擦扭矩8-3-1滑式轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)受力分析轉(zhuǎn)舵力矩上式表明在撞桿直徑D、舵柄最小工作長(zhǎng)度R。和撞桿兩側(cè)油壓差P既定的情況下轉(zhuǎn)舵扭矩M隨舵角α的增大而增大，如圖所示這種扭矩特性與舵的水動(dòng)力矩的變化趨勢(shì)相適應(yīng)當(dāng)公稱(chēng)轉(zhuǎn)舵扭矩既定時(shí)，滑式轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)尺寸或最大工作油壓較其它轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)要小實(shí)際工作油壓隨實(shí)際需要的轉(zhuǎn)舵扭矩而變由式可知，舵機(jī)在實(shí)際工作中撞桿兩端的油壓差可見(jiàn)，隨著舵角α增大，盡管轉(zhuǎn)舵扭矩也在增大，但COS2α卻相應(yīng)減小，所以滑式轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)的工作油壓也不會(huì)因α的增大而急劇增加圖8-9撞桿油缸的密封8-3-1-1十字頭式轉(zhuǎn)

4、舵機(jī)構(gòu)特點(diǎn)(1)扭矩特性良好承載能力較大能平衡撞桿所受的側(cè)推力，用于轉(zhuǎn)舵扭矩很大的場(chǎng)合(2)撞桿和油缸間的密封大都采用V型密封圈密封圈由夾有織物的橡膠制成安裝時(shí)開(kāi)口應(yīng)面向壓力油腔(P越高，密封圈撐開(kāi)越大)密封可靠，磨損后具有自動(dòng)補(bǔ)償能力密封泄漏時(shí)較易發(fā)現(xiàn)，更換也較方便(3)油缸內(nèi)壁除靠近密封端的一小段外，不與撞桿接觸，故可不經(jīng)加工或僅作粗略加工。(4)油缸為單作用(5)安裝、檢修比較麻煩。必須成對(duì)工作，故尺寸、重量較大撞桿中心線(xiàn)垂直于船舶首尾線(xiàn)方向，舵機(jī)室需要較大的寬度8-3-1-1撥叉式轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)整根撞桿，撞桿中部有圓柱銷(xiāo)，銷(xiāo)外套有方形

5、滑塊撞桿移動(dòng)時(shí)，滑塊一面繞圓柱銷(xiāo)轉(zhuǎn)動(dòng)，一面在舵柄的叉形端部中滑動(dòng)撥叉式與十字頭式轉(zhuǎn)矩特性相同側(cè)推力由撞桿承受而無(wú)導(dǎo)板，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工及拆裝方便以撥叉代替十字頭，撞桿軸線(xiàn)至舵桿軸間的距離R?？煽s減26%，撞桿的最大行程也因而得以減小占地面積比十字頭式減少10%～15％，重量減輕10％左右但當(dāng)公稱(chēng)扭矩較大時(shí)，則仍以采用十字頭式為宜8-3-1-2滾輪式轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)在舵柄端部的滾輪代替滑式機(jī)構(gòu)中的十字頭或撥叉受油壓推動(dòng)的撞桿，以頂部頂動(dòng)滾輪，使舵柄轉(zhuǎn)動(dòng)這種機(jī)構(gòu)不論舵角α如何變化通過(guò)撞桿端面與滾輪表面的接觸線(xiàn)作用到舵柄上的推力P，始終垂直于撞

6、桿端面，而不會(huì)產(chǎn)生側(cè)推力8-3-1-2滾輪式轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)推力P在垂直于舵柄軸線(xiàn)方向的分力可寫(xiě)為式中：R。——滾輪中心到舵桿軸線(xiàn)的距離上式表明在D、R。和Pmax既定時(shí)，滾輪式轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)所能產(chǎn)生的轉(zhuǎn)舵扭矩將隨α。的增大而減小扭矩特性在坐標(biāo)圖上是一條向下彎的曲線(xiàn)在最大舵角時(shí)，水動(dòng)力矩較大，而滾輪式這時(shí)所產(chǎn)生的扭矩反而最小，只達(dá)到滑式機(jī)構(gòu)的55%左右在實(shí)際中，隨著α的增大，該機(jī)構(gòu)P比滑式增加快8-3-1-2滾輪式轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)(1)撞桿與舵柄之間沒(méi)有約束，無(wú)側(cè)推力結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工容易，安裝、拆修都較方便(2)每個(gè)油缸均與其撞桿自成一組可根據(jù)實(shí)際需要，

7、分別采用單列式、雙列式或上下重迭式等不同的布置形式，提高了布置上的靈活性(3)滾輪與撞桿間的磨損可自動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償(4)扭矩特性差要達(dá)到同樣的M，須用比滑式更大的結(jié)構(gòu)尺寸或P限制了它在大扭矩舵機(jī)中的應(yīng)用(5)當(dāng)舵葉在負(fù)扭矩作用下轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)如果系統(tǒng)有泄漏；或在穩(wěn)舵時(shí)油路鎖閉不嚴(yán)，則滾輪就有可能與某側(cè)撞桿脫開(kāi)而導(dǎo)致敲擊在某些機(jī)構(gòu)中，滾輪與撞桿之間增設(shè)板簧拉緊機(jī)構(gòu)8-3-1-3擺缸式轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)特點(diǎn):采用兩個(gè)擺動(dòng)式油缸1和雙作用的活塞2(也可單作用)轉(zhuǎn)舵時(shí)活塞在油壓下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，兩油缸相應(yīng)擺動(dòng)通過(guò)與活塞桿鉸接的舵柄，推動(dòng)舵葉偏轉(zhuǎn)由于轉(zhuǎn)舵時(shí)缸體必須作相應(yīng)

8、擺動(dòng)必須采用有撓性的高壓軟管8-3-1-3擺缸式轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)擺缸式機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)舵時(shí)油缸擺角β將隨油缸的安裝角(中舵時(shí)油缸擺角)和舵轉(zhuǎn)角α而變一般使中舵時(shí)β最大最大舵角時(shí)β為零或接近于零但不論舵角α如何，β角總是很小如