舵機(jī)控制原理.doc

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1、8-2液壓舵機(jī)工作原理和組成???大型船舶幾乎全部采用液壓舵機(jī)。電動舵機(jī)僅用于一些小型船舶上。液壓舵機(jī)是利用液體的不可壓縮性及流量、流向的可控性來達(dá)到操舵目的的。根據(jù)液壓油流向變換方法的不同,有兩類：1)泵控型2)閥控型1.泵控型液壓舵機(jī)圖8—5示出泵控型液壓舵機(jī)的原理圖。1—電動機(jī)，2—雙向變量泵；3—放氣閥，4—變量泵控制桿，5—浮動桿，6—儲能彈簧，7—舵柄，8—反饋桿，9—撞桿，10—舵桿，11—舵角指示器的發(fā)送器，12—旁通閥，13—安全閥，14—轉(zhuǎn)舵油缸，15—調(diào)節(jié)螺母，16—液壓遙控受動器，17—電氣遙控伺服油缸???雙向變量油泵設(shè)于舵機(jī)室，由電動機(jī)1

2、驅(qū)動作單向回轉(zhuǎn)。油泵的流量和吸排方向，則通過與浮動桿5的C相連接的控制桿4控制。即依靠油泵控制C偏離中位的方向和距離，來決定泵的吸排方向和流量。泵控型液壓舵機(jī)原理???圖示舵機(jī)采用往復(fù)式轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)。由油缸14(固定在機(jī)座上)和撞桿9(可在缸中往復(fù)運(yùn)動)等組成。當(dāng)油泵按圖示吸排方向工作時，泵就會通過油管從右側(cè)油缸吸油，排向左側(cè)油缸，撞桿9在油壓作用下向右運(yùn)動(油液可壓縮性極小)。撞桿通過中央的滑動接頭與舵柄7聯(lián)接，舵柄7的一端又用鍵固定在舵桿10的上端。撞桿9的往復(fù)運(yùn)動就可轉(zhuǎn)變?yōu)槎嫒~的偏轉(zhuǎn)。改變油泵的吸排方向，則撞桿和舵葉的運(yùn)動方向也就隨之而變。1、工作油壓與尺寸???

3、舵機(jī)油泵工作油壓取決于推動撞桿所需的力(轉(zhuǎn)舵扭矩)。舵機(jī)最大工作壓力(Pmax)是產(chǎn)生公稱轉(zhuǎn)舵扭矩時油泵出口油壓。舵機(jī)油泵的額定排出壓力不得低于舵機(jī)的Pmax。Pmax選得越高，轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)的主要尺寸就越小。油泵額定流量和管路直徑相應(yīng)減小，裝置的尺寸和重量就會變小。資料表明：???當(dāng)Pmax由10MPa提高到20MPa時，往復(fù)式舵機(jī)長度大約縮短5％一10％，重量約可減輕20％，并使工作油液的使用量減少1／2左右。當(dāng)Pmax從20MPa提高到30MPa時，往復(fù)式舵機(jī)的長度幾乎不變，重量只減輕6％～9％，而工作油液的使用量也僅減少16％～18％。進(jìn)一步提高Pmax，對液壓設(shè)

4、備生產(chǎn)和管理要求更高，故目前液壓舵機(jī)的最大工作油壓，多不超過20MPa。2、泵控型舵機(jī)-轉(zhuǎn)舵速度???轉(zhuǎn)舵速度：主要取決于油泵的流量，而與舵桿上的扭矩負(fù)荷基本無關(guān)。因?yàn)槎鏅C(jī)油泵都采用容積式泵，當(dāng)轉(zhuǎn)舵扭矩變化時，雖然工作油壓也隨之變化，但泵的流量基本不變，對轉(zhuǎn)舵速度影響不明顯。進(jìn)出港和窄水道航行時，用雙泵并聯(lián)，轉(zhuǎn)舵速度幾乎可提高一倍。3、泵控型舵機(jī)-追隨機(jī)構(gòu)??多采用浮動桿式追隨機(jī)構(gòu)。浮動桿的控制點(diǎn)A系由駕駛臺通過遙控系統(tǒng)控制。如把X孔的插銷轉(zhuǎn)插到Y(jié)孔之中，也可在舵機(jī)室用手輪來控制。浮動桿上的控泵點(diǎn)C與變量泵的控制桿4相連，反饋點(diǎn)B經(jīng)反饋桿8與舵柄相連。當(dāng)舵葉和駕駛臺

5、上的舵輪都處于中位時，浮動桿即處在用點(diǎn)劃線ACB所表示的位置。C點(diǎn)恰使變量機(jī)構(gòu)居于中位，油泵空轉(zhuǎn)，舵保持中位不動。4、泵控型舵機(jī)-用舵???駕駛臺給出某一舵角指令，通過遙控系統(tǒng)，會使A點(diǎn)移至A1。由于B點(diǎn)在舵葉轉(zhuǎn)動以前并不移動，所以C點(diǎn)將移到C1。于是，油泵按圖示方向吸排，舵葉開始偏轉(zhuǎn)，通過反饋桿帶動B點(diǎn)向B1方向移動。當(dāng)舵葉轉(zhuǎn)到與A1給出指令舵角相符時，B移到B1，C點(diǎn)重回中位，油泵停止排油，舵就停止在所要求的舵角上。浮動桿的位置如圖中的實(shí)線A1CB1所示。實(shí)際上，浮動桿動作并不分步進(jìn)行(C點(diǎn)偏離中位后，泵就排油）?！　　?、泵控型舵機(jī)-回舵???當(dāng)駕駛臺發(fā)出回舵

6、指令時，A點(diǎn)又會從A1移回中位A。C點(diǎn)偏離中位向左，油泵反向吸排。舵葉也就向中位偏轉(zhuǎn)，使B點(diǎn)從B1位置向中位移動。直到舵葉轉(zhuǎn)到由A點(diǎn)位置所確定的指令舵角時，C點(diǎn)重新回中，油泵停止排油，舵葉也就停轉(zhuǎn)?！　　?、泵控型舵機(jī)-儲能彈簧???C點(diǎn)偏離中位的距離受泵變量機(jī)構(gòu)最大位移限制。只有在舵葉帶動B點(diǎn)使C點(diǎn)回移后，A點(diǎn)才能繼續(xù)操舵。這樣，大舵角操舵動作不能一次完成。使泵流量總在零與最大值間變動，使操舵者感到不便，同時降低油泵效率和轉(zhuǎn)舵速度。為解決這問題，在反饋桿上裝了儲能彈簧(可雙向壓縮)，當(dāng)A點(diǎn)將C點(diǎn)帶到最大偏移位置后，浮動桿就會以C點(diǎn)為支點(diǎn)而繼續(xù)偏轉(zhuǎn)，壓縮彈簧。A點(diǎn)得

7、以一次到達(dá)所要求的大操舵角。隨著舵葉偏轉(zhuǎn)，儲能彈簧首先放松，并在其恢復(fù)原狀后，才會將B點(diǎn)拉到與A點(diǎn)相應(yīng)的位置，以停止轉(zhuǎn)舵。在儲能彈簧完全放松以前，B點(diǎn)不動，C點(diǎn)停留在最大偏移位置(使泵在較長時間內(nèi)保持Qmax),加快轉(zhuǎn)舵速度。???儲能彈簧的剛度必須適當(dāng)，若彈簧太軟，則可能使B點(diǎn)先于C點(diǎn)而移動，操舵就無法進(jìn)行。如彈簧太強(qiáng)，則大舵角操舵所需操舵力太大，甚至使儲能彈簧不起作用。7、泵控型舵機(jī)-防浪閥???追隨機(jī)構(gòu)使油泵在開始和停止排油時流量逐漸增大和減小，可減輕液壓系統(tǒng)的沖擊。為防海浪等沖擊舵葉時，造成舵桿負(fù)荷過大、系統(tǒng)油壓過高和使電機(jī)過載，在油路系統(tǒng)中裝設(shè)了安全閥