1、w第三節第三節w液壓舵機的轉舵機構液壓舵機的轉舵機構8-3 液壓舵機的轉舵機構w 將油泵供應的液壓能變為轉動舵桿的機械能，以推進舵葉偏轉w 根據動作方式不同，可分兩大類：w 往復式w 回轉式 8-3-1 滑式轉舵機構w 是運用最廣的一種傳統型式w 它又有十字頭式和撥叉式之分w 十字頭式轉舵機構w 由轉舵油缸、插入油缸中的撞桿以及與舵柄相銜接的十字形滑動接頭等所組成w 當轉舵扭矩較小時w 常用如圖85所示的雙向雙缸單撞桿的型式w 而當轉舵扭矩較大時w 多采用四缸、雙撞桿的構造w 如圖86(a)所示十字頭式轉舵機構w 十字形滑動接頭w 將撞桿往復運動轉變為舵的擺動w 兩撞桿用螺栓銜接，構成兩軸承w

2、 兩軸承環抱著十字頭兩耳軸w 舵柄橫插在十字頭軸承中w 當撞桿在油壓下偏移離中位時w 十字頭一面隨撞桿挪動w 一面帶動舵柄偏轉舵桿轉動w 隨舵角添加，十字頭在舵柄上向外端滑移w 舵柄有效任務長度，隨增大而增大w 撞桿極限行程由行程限制器1l限制w 在舵角超越最大舵角1.5時限止撞桿w 在導板一側還設有機械式舵角指示器 5w 用以指示撞桿對應舵角w 每個油缸上部設有放氣閥12w 以便驅放油缸中空氣滑式轉舵機構的受力分析w 當舵轉至恣意舵角時w 為抑制水動力矩所呵斥的力Q，(與舵柄方向垂直)w 在十字頭上將遭到撞桿兩端油壓差的作用力Pw 力P與Q作用方向不在同不斷線上，導板必將產生反作用力Nw 以

3、使P和N的合力Q恰與力Q方向相反w 從而產生轉舵扭矩以抑制水動力矩和摩擦扭矩8-3-1 滑式轉舵機構受力分析w轉舵力矩w 上式闡明w在撞桿直徑D、舵柄最小任務長度R。和撞桿兩側油壓差P既定的情況下w轉舵扭矩M隨舵角的增大而增大，如下圖w這種扭矩特性與舵的水動力矩的變化趨勢相順應w當公稱轉舵扭矩既定時，滑式轉舵機構尺寸或最大任務油壓較其它轉舵機構要小w 實踐任務油壓隨實踐需求的轉舵扭矩而變w由式可知，舵機在實踐任務中撞桿兩端的油壓差w可見，隨著舵角增大，雖然轉舵扭矩也在增大，但COS2卻相應減小，所以滑式轉舵機構的任務油壓也不會因的增大而急劇添加224conDzpRconRconPzzQRMmm

4、mmzRDMconP224 圖8-9 撞桿油缸的密封8-3-1-1 十字頭式轉舵機構特點w (1)扭矩特性良好w 承載才干較大w 能平衡撞桿所受的側推力，用于轉w 舵扭矩很大的場所 w (2)撞桿和油缸間的密封大都采用V型w 密封圈w 密封圈由夾有織物的橡膠制成w 安裝時開口應面向壓力油腔 (P越高，密封圈撐開越大)w 密封可靠，磨損后具有自動補償才干w 密封走漏時較易發現，改換也較方便w (3)油缸內壁除接近密封端的一小段外，不與撞桿接觸，故可不經加工或僅作粗略加工。w (4)油缸為單作用w (5)安裝、檢修比較費事。w 必需成對任務，故尺寸、分量較大w 撞桿中心線垂直于船舶首尾線方向，舵機

5、室需求較大的寬度8-3-1-1 撥叉式轉舵機構w 整根撞桿，撞桿中部有圓柱銷，銷外套有方形滑塊w撞桿挪動時，滑塊一面繞圓柱銷轉動，一面在舵柄的叉形端部中滑動w撥叉式與十字頭式轉矩特性一樣w側推力由撞桿接受而無導板，構造簡單，加工及拆裝方便w以撥叉替代十字頭，撞桿軸線至舵桿軸間的間隔R?？煽s減26%，撞桿的最大行程也因此得以減小w占地面積比十字頭式減少10 %15，分量減輕10左右w但當公稱扭矩較大時，那么仍以采用十字頭式為宜8-3-1-2 滾輪式轉舵機構w 構造特點w 在舵柄端部的滾輪替代滑式機構中的十字頭或撥叉w 受油壓推進的撞桿，以頂部頂動滾輪，使舵柄轉動w 這種機構不論舵角如何變化w 經

6、過撞桿端面與滾輪外表的接觸線作用到舵柄上的推力P，一直垂直于撞桿端面，而不會產生側推力8-3-1-2 滾輪式轉舵機構w 推力P在垂直于舵柄軸線方向的分力可寫為w 式中：R。滾輪中心到舵桿軸線的間隔w 上式闡明w 在D、R。和Pmax既定時，滾輪式轉舵機構所能產生的轉舵扭矩將隨。的增大而減小w 扭矩特性在坐標圖上是一條向下彎的曲線w 在最大舵角時，水動力矩較大，而滾輪式這時所產生的扭矩反而最小，只到達滑式機構的55%左右w 在實踐中，隨著的增大，該機構P比滑式添加快pconDPconQ24mmRzpoDzQRM02cos48-3-1-2 滾輪式轉舵機構的特點w (1)撞桿與舵柄之間沒有約束，無側

7、推力w 構造簡單，加工容易，安裝、拆修都較方便w (2)每個油缸均與其撞桿自成一組w 可根據實踐需求，分別采用單列式、雙列式或上下重迭式等不同的布置方式，提高了布置上的靈敏性w (3)滾輪與撞桿間的磨損可自動進展補償w (4)扭矩特性差w 要到達同樣的M，須用比滑式更大的構造尺寸或Pw 限制了它在大扭矩舵機中的運用w (5)當舵葉在負扭矩作用下轉動時w 假設系統有走漏；或在穩舵時油路鎖閉不嚴，那么滾輪就有能夠與某側撞桿脫開而導致敲擊w 在某些機構中，滾輪與撞桿之間增設板簧拉緊機構8-3-1-3 擺缸式轉舵機構w 構造特點:w 采用兩個擺動式油缸1和雙作用的活塞2 (也可單作用)w 轉舵時w 活

8、塞在油壓下往復運動，兩油缸相應擺動w 經過與活塞桿鉸接的舵柄，推進舵葉偏轉w 由于轉舵時缸體必需作相應擺動w 必需采用有撓性的高壓軟管8-3-1-3 擺缸式轉舵機構w 擺缸式機構轉舵時w 油缸擺角將隨油缸的安裝角(中舵時油缸擺角)和舵轉角而變w 普通使中舵時最大w 最大舵角時為零或接近于零w 但不論舵角如何， 角總是很小w 假設忽略，擺缸式與滾輪式扭矩特性一樣8-3-1-3 擺缸式轉舵機構特點1w (1)用雙作用活塞替代了單作用的撞桿w提高了油缸的利用率w其外形尺寸和分量可大大減小w(2)各油缸與其活塞均自成一組w而且油缸與支架、活塞桿與舵柄均采用鉸接w構造簡單，安裝也較方便w(3)由于采用了

9、雙作用活塞w對油缸內外表的加工精度、活塞桿與油缸的同軸度、以及活塞與油缸間的密封等都有較高的要求8-3-1-3 擺缸式轉舵機構特點2w (4)當活塞的密封性因運用日久而變差時w 轉舵速度就會變慢，運轉的經濟性也將降低w 而檢查和改換密封件又不如撞桿式方便w 當鉸接處磨損較大時，任務中也會出現撞擊w (5)系統任務時w 實際排油量和進油量嚴厲說來并不完全相等w 假設運用奇數的雙作用活塞式油缸(在應急情況下)那么相差更為明顯，所以在油路中必需采取容積補償措施w (6)扭矩特性不佳(與滾輪式類同)w 除個別采用四缸構造者公稱扭矩較大外，普通大多見諸于功率不大的舵機中8-3-2 回轉式轉舵機構w 圖示

10、為三轉葉式轉舵機構w 油缸內部裝有三個定葉w 經過橡皮緩沖器安裝在船體上w 三個轉葉與舵桿相固接w 由于轉葉與缸體內壁和上、下端蓋之間w 及定葉與轉轂外緣和上、下端蓋之間，均設法堅持密封w 故借轉葉和定葉將油缸內部分隔成為六個小室w 當經油管6從三個小室吸油，并排油人另外三個小室w 轉葉就會在液壓作用下經過輪轂帶動舵桿和舵葉偏轉8-3-2 轉葉式機構的轉舵扭矩w 可用下式表示:w 式中：z 轉葉數目w P轉葉兩側油壓差，Pa；w A每個轉葉的單側面積，m；w Ro轉葉壓力中心至舵桿軸線間的間隔，m； w m機械效率，普通為0.750.85。 w 上式闡明w 轉葉式機構所能產生的轉舵扭矩與舵角無

11、關w 扭矩特性在坐標圖上是一條與橫坐標平行的直線mzPRM8-3-2 轉葉式轉舵機構的特點w (1)占地面積小，分量輕，安裝方便。w (2)無須外部光滑w 管理簡便；舵桿不受側推力，可減輕舵承磨損w (3)扭矩特性不如滑式，比滾輪式和擺缸式好w (4)內走漏部位較多w 密封不如往復式容易處理w 容積效率低，油壓較高時更為突出w (5)內部密封問題是其薄弱環節w 任務油壓不超越4MPa左右，限制了它在大功率舵機中的運用w 隨著密封資料和密封方式的不斷改良，Pmax已可達1015MPa，轉舵扭矩也提高到3000 kNm 左右AEG型轉葉式油缸8-3-2 AEG型轉葉油缸特點w 翻邊端蓋與空心的輪轂3制成一體，然后用V形密封圈9和壓蓋8防止油外漏w 這種構造的端蓋可以接受較高的油壓而不易變形，同時又可防止轉葉和端蓋間的走漏。而用球墨鑄鐵制造的轉葉4和定葉5，那么用由高強度鋼制成的定位銷和內六角螺釘分別固定在鑄鋼的轉子3和缸體2上，并用在背后裝有O形橡膠條的