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(毕业论文)液压舵机.doc


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1 引言
目前绝大多数船舶都以舵作为保持或者改变航向的设备,稍大一些的船舶,几乎部采用液压舵机。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。分析其性能为其他船舶液压舵机系统的仿真及优化提供了参考。
液压舵机发展概况
国内发展概况
近年来,我国液压件行业坚持技术进步,加快新产品开发,取得良好成效,涌现出一批各具特色的高新技术产品。它的发展决定了机电产品性能的提高。它不仅能最大限度满足机电产品实现功能多样化的必要条件,也是完成重大工程项目、重大技术装备的基本保证,更是机电产品和重大工程项目和装备可靠性的保证。所以说液压传动产品的发展是实现生产过程自动化,尤其是工业自动化不可缺少的重要手段[1]。
新一代的液压舵机的性能和可靠性更趋完善,普遍设置了油箱液位报警开关,并设置了两套液压系统的人工和自动隔离装置;阀控型舵机的应用功率范围在扩大,性能也在改善;半闭式系统有所增加;随着液压计数迅速进步能根据电气信号的变化对液压油流向及压力、流量进行连续的按比例的远程控制的比例迅速发展,逻辑阀元件在工程船液压传动装置中出现,也开始用于零压舵机[2]。

八十年代是舵机更新换代的十年。引起这种更新的原因主要有二方面。最直接的原因是;1978年装有22万吨轻厥油的美国油轮阿莫戈·卡迪兹号在途经法国西北海面对因舵机失灵而触礁,造成严重污染和重大经济损失。为此,舵机在紧急情况下的可靠性引起了国际上的普遍关注。经煞一段时间酝酿,l981年国际海事会议正式通过了对l974年SOLAS公约的修正案,其中对舵机的要求提出了重要的新条款。
修正案明确规定:1万总吨及以上的油轮(包括化学品船、液化气运输船)的舵机动力执行系统应符合“单项故障原则,即除了舵柄(或舵扇)或舵执行器卡住外,任何其它部分发生单项故障,应能在45秒内恢复操舵能力。这就要求舵机有二个独立的液压系统,或者能各自单独工作满足要求,或者平时共同工作,而任一系统液体流失时能自动检铡和自动黯离,使另一系统仍能保持工作, 以保持50的扭矩。而1万总吨以上、十万载重吨以下的油轮采用单一的舵执行器时(倒如一般单缸体的转叶式油缸),如设计、材料和密封。试验检查等符合严格的专门规定,可不对舵执行嚣提出单项故障的要求
[3]。
海工液压舵机厂推出产品——电液联控同步舵机和同异步舵机。同异步舵机专门用于拖船或其他港口作业船,是一种代替价格昂贵的全回转装置的新型舵机[4]。
本课题的研究意义
液压舵机是近代船舶工业的科技进步的体现,液压传动技术从七十年代以来一直在迅速发展,产品的高压化和集成化不断取得进展,逻辑阀、比例阀等新型液压元件开始应用于舵机装置中。液压传动产品的发展是实现生产过程自动化,尤其是工业自动化不可缺少的重要手段。
拨叉式推舵机构工作可靠,密封性好,易于加工,便于维护,适应的转舵力矩范围广,可从5至2000以上,因此得到广泛使用[5]。
2 拨叉式液压舵机总体方案分析
拨叉式液压舵机系统组成
拨叉式液压舵机主要是由一个拨叉式转舵机构组,两个动力柜和一个电控操纵台(或随动操舵仪)组成。
船舶舵机组成图
拨叉式转舵机构组
拨叉式转舵机构组成拨叉式推舵装置、手动隔离阀、舵角发讯器等组成。
拨叉式转舵机构组有单舵、双舵和三舵三种型式的传动系统,单舵传动系统只包括推舵装置本身。双舵传动系统包括假舵柄、假舵柱连杆及边舵柄。三舵传动系统包括中边舵柄和拉杆。转舵机构组按推舵装置上隔离阀的不同,分为A、C型。A型为无隔离阀;C型为手动隔离阀。按船舶设计要求决定选用何种形式。
推舵装置是将液压能转换成驱动舵杆传动的机械能装置。本拨叉式推舵装置是把柱塞在油缸中的往复运动,通过拨叉式舵柄输出转舵扭矩。柱塞表面镀铬,油缸采用V型夹织物橡胶密封圈密封。推舵装置本身能保证±°的限位角。推舵装置上设有放气压力表阀,并附有机械舵角指示刻度板。本推舵装置的特点结构简单、工作可靠,且扭矩输出特性好。(即在相同的油压下,随着舵角的增加,输出扭矩也增大)。
电控舵机动力柜
动力柜是舵机液压能的供给和控制装置。在油箱的上方布置一台交流电机泵组及一组压力表。油泵的吸口不设滤器,集成块和回油滤器均用螺栓直接联在油箱一侧,溢流阀和液压系统的回油可直接流回油箱。油箱上设有压力继电器,当压力低于调定压力时报警。液位继电器作低油位报警。此外,油箱上还设有透气加油装置、连通管等法兰接口。动力柜在油箱内设有冷却装置。
本机型动力柜配用的为Y-H系列交流电机。
膨胀补给油箱
用于改善油泵的吸油,安装高度应高于油泵的中心线。
电控舵机操纵台
舵机操纵

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