第三节 液压舵机的转舵机构.ppt

第三节
液压舵机的转舵机构
8-3 液压舵机的转舵机构
将油泵供给的液压能变为转动舵杆的机械能,以推动舵叶偏转
根据动作方式不同,可分两大类:
往复式
回转式
8-3-1 滑式转舵机构
是应用最广的一种传统型式
它又有十字头式和拨叉式之分
十字头式转舵机构
由转舵油缸、插入油缸中的撞杆以及与舵柄相连接的十字形滑动接头等所组成
当转舵扭矩较小时
常用如图8—5所示的双向双缸单撞杆的型式
而当转舵扭矩较大时
多采用四缸、双撞杆的结构
如图8—6(a)所示
十字头式转舵机构
十字形滑动接头
将撞杆往复运动转变为舵的摆动
两撞杆用螺栓连接,形成两轴承
两轴承环抱着十字头两耳轴
舵柄横插在十字头轴承中
当撞杆在油压下偏移离中位时
十字头一面随撞杆移动
一面带动舵柄偏转(舵杆转动)
随舵角α增加,十字头在舵柄上向外端滑移
舵柄有效工作长度,随α增大而增大
撞杆极限行程由行程限制器1l限制
°时限止撞杆
在导板一侧还设有机械式舵角指示器 5
用以指示撞杆对应舵角
每个油缸上部设有放气阀12
以便驱放油缸中空气
滑式转舵机构的受力分析
当舵转至任意舵角α时
为克服水动力矩所造成的力Q,(与舵柄方向垂直)
在十字头上将受到撞杆两端油压差的作用力P
力P与Q’作用方向不在同一直线上,导板必将产生反作用力N
以使P和N的合力Q恰与力Q’方向相反
从而产生转舵扭矩以克服水动力矩和摩擦扭矩
8-3-1 滑式转舵机构受力分析
转舵力矩
上式表明
在撞杆直径D、舵柄最小工作长度R。和撞杆两侧油压差P既定的情况下
转舵扭矩M随舵角α的增大而增大,如图所示
这种扭矩特性与舵的水动力矩的变化趋势相适应
当公称转舵扭矩既定时,滑式转舵机构尺寸或最大工作油压较其它转舵机构要小
实际工作油压随实际需要的转舵扭矩而变
由式可知,舵机在实际工作中撞杆两端的油压差
可见,随着舵角α增大,尽管转舵扭矩也在增大,但COS2α却相应减小,所以滑式转舵机构的工作油压也不会因α的增大而急剧增加
图8-9 撞杆油缸的密封
8-3-1-1 十字头式转舵机构特点
(1)扭矩特性良好
承载能力较大
能平衡撞杆所受的侧推力,用于转
舵扭矩很大的场合
(2)撞杆和油缸间的密封大都采用V型
密封圈
密封圈由夹有织物的橡胶制成
安装时开口应面向压力油腔(P越高,密封圈撑开越大)
密封可靠,磨损后具有自动补偿能力
密封泄漏时较易发现,更换也较方便
(3)油缸内壁除靠近密封端的一小段外,不与撞杆接触,故可不经加工或仅作粗略加工。
(4)油缸为单作用
(5)安装、检修比较麻烦。
必须成对工作,故尺寸、重量较大
撞杆中心线垂直于船舶首尾线方向,舵机室需要较大的宽度
8-3-1-1 拨叉式转舵机构
整根撞杆,撞杆中部有圆柱销,销外套有方形滑块
撞杆移动时,滑块一面绕圆柱销转动,一面在舵柄的叉形端部中滑动
拨叉式与十字头式转矩特性相同
侧推力由撞杆承受而无导板,结构简单,加工及拆装方便
以拨叉代替十字头,撞杆轴线至舵杆轴间的距离R。可缩减26%,撞杆的最大行程也因而得以减小
占地面积比十字头式减少10 %~15%,重量减轻10%左右
但当公称扭矩较大时,则仍以采用十字头式为宜
8-3-1-2 滚轮式转舵机构
结构特点
在舵柄端部的滚轮代替滑式机构中的十字头或拨叉
受油压推动的撞杆,以顶部顶动滚轮,使舵柄转动
这种机构不论舵角α如何变化
通过撞杆端面与滚轮表面的接触线作用到舵柄上的推力P,始终垂直于撞杆端面,而不会产生侧推力