液压舵机
第九章 液压舵机
第九章舵机steering gear•第一节舵的作用原理和对舵机的要求•第二节液压舵机的工作原理和基本组成•第三节液压舵机的转舵机构•第四节液压舵机的遥控系统•第五节舵机液压系统实例•第六节液压舵机的管理•复习思考题第一节舵的作用原理和对舵机的要求•一、舵的作用：•船舶的操纵性，是船舶的主要航行性能之一。
舵是船舶操纵装置的一个重要部件。
舵是一块平板或具有流线型截面的板，称为舵叶。
装在船尾中纵剖面或对称于中纵剖面的位置上。
它垂直地浸没在水中，并能绕舵轴转动。
舵是船舶的一种十分重要和不可缺少的专用舾装设备。
可以想象，如果船没有舵，或舵失灵，就象汽车没有方向盘一样，将无法行驶）在大海里任凭风浪摆布。
无主动航向的船不仅不能保证航行的安全，而且是不能到达目的港的。
•舵是舵手（驾驶人员）用来保持或改变船舶在水中运动方向的专用设备。
•舵有两大功能：•一是保持船舶预定航向的能力，称为航向稳定性；•二是改变船舶运动方向的能力，称回转性。
•通常把二者统称为船舶的操纵性。
船舵主要由舵叶和舵杆组成，舵叶是产生水压力的部分，舵杆的作用是转动舵叶和保证舵叶具有足够的强度）舵的作用原理是当水流以某冲角冲至舵叶上时，便产生了流体动力，此作用力通过舵杆传递并船体上，从而迫使船舶转向，也就达到了调整航向的目的。
•舵从帆船时代的简单平板舵发展到今天的流线型舵，不断得到改进，现普通舵和特种舵已有十几种类型。
近个时期，随着科学技术的发展，还出现了一些推进设备也兼有舵设备的功能。
舵的种类很多，分类的方法也很多，有按支承情况、舵杆位置、剖面形状分类的，也有按结构形式和使用功能分的。
•舵的分类：•（一）按舵的支承情况来分1．多支承舵：船体尾柱连有三个以上的舵钮。
2．半悬式舵：下支承的位置在舵的半高处。
3．悬式舵：挂在舵杆上的。
4．双支承舵：除了上支承儿还有一个安在舵根的下支承。
•（二）按舵杆轴线位置来分1．不平衡舵：舵叶位于舵杆轴线之后。
2．半平衡舵：一般就是半悬式舵。
液压舵机原理
液压舵机原理
液压舵机是一种利用液压原理来控制舵面运动的装置，它在航空、航海、汽车等领域都有着广泛的应用。
液压舵机的工作原理主要是利用液压系统的压力来控制舵面的运动，从而实现飞行器或者船舶的姿态控制。
下面我们将详细介绍液压舵机的工作原理。
首先，液压舵机的工作原理基于液压传动。
液压传动是利用液体传递能量的一种传动方式，它通过液体在密闭管路中传递压力来实现机械运动。
在液压舵机中，液压系统通过液压泵将液体压力传递到液压缸中，从而驱动舵面的运动。
液压传动具有传递力矩大、传动距离远、传动速度可调等优点，因此在舵机中得到了广泛的应用。
其次，液压舵机的工作原理还涉及到液压控制。
液压控制是通过改变液压系统中的压力、流量和方向来实现对机械运动的控制。
在液压舵机中，通过控制液压缸内的液压阀门来改变液体的流向和压力，从而控制舵面的运动。
液压控制具有响应速度快、控制精度高等优点，能够满足对舵面运动的精确控制要求。
最后，液压舵机的工作原理还涉及到液压系统的辅助装置。
液
压系统通常包括液压油箱、液压泵、液压缸、液压阀门等组件，它
们共同构成了一个完整的液压传动系统。
在液压舵机中，这些辅助
装置起着至关重要的作用，它们保证了液压系统的正常运行，从而
保障了舵机的正常工作。
总的来说，液压舵机的工作原理是基于液压传动和液压控制的，通过液压系统的压力传递和控制来实现舵面的运动。
液压舵机具有
传动力矩大、控制精度高、响应速度快等优点，因此在航空、航海
等领域得到了广泛的应用。
希望通过本文的介绍，读者能够对液压
舵机的工作原理有一个更加深入的了解。
船舶液压舵机的若干方面论述
船舶液压舵机的若干方面论述1、舵设备一套完整的舵设备是由舵、舵机、舵角指示器、舵机传动装置和舵角控制装置等设备构成。
在船舶航海及作业过程中，这套设备主要负责把控、调转、保持航向。
在以上设备组成成分当中，最易发生故障的部分便是舵机，因此，船舶设备管理人员、电机员、轮机员等人员要针对该部分的日常保养引起重视。
2、舵机和转舵装置常规的舵机分为两类，一种是电动舵，一种是液压舵机，本文主要分析液压舵机，这是因为现代船舶大体上多使用液压舵机。
液压舵机的原理，顾名思义，是利用液体压力作为舵转动的动力，结构由二个或四个带活塞的液压缸组成，在各液压管与电动泵连接时必须保证液压管系和液缸中盛满液体，也就是使整个液压腔中保持真空，只有液压油介质。
舵机开起时，电动泵转动，电动泵则开始吸排液体，给液压缸提供动力储备，操舵时，通过控制液压油的走向，使得活塞前后移动，从而带动舵柄相接的活塞杆一前一后运动，从而实现转舵。
这类转舵系统最突出的优点便是省力、简易、准确度高、效能高，这也是现代船舶大量使用该类装置的原因。
3、液压舵机的基本要求作为保证操纵性以确保航行安全的重要设备的舵机。
IMO的《国际海上人命安全公约》（SOLAS）和我国《海船规范》均对其提出明确规范与要求，其基本精神是要求舵机必须具有足够的转舵扭矩和转舵速度。
4、操舵器及操舵传动装置操舵传动装置有电动和液压两种。
1.液压操舵传动装置以安装在舵机舱的受动器、安装在驾驶室的液压机以及连接此两者的管系组成。
因为油压的不可缩性以及流向、油压和流量的可控性，所以可将动能转化为液压能，然后进一步转化为机械能，完成转舵。
2.电动操舵传动装置中的手柄操舵与随从操舵并称为该装置的两套独立的操舵系统，其功能在于其中一套系统产生故障之后，即刻可以更换至另一套系统，确保航海安全与航向不偏离。
5、液压舵机的常见故障与分析对于舵机发生故障时原因或部位不明时，首先应该查看舵机油泵的运转状况，事先准备好用于试验的备用泵，并且通过应急操舵来搜寻故障出现的大致范围，最后进行全面罗列分析，找出问题的根源所在并及时排除。
船舶舵机的类型
随着工业革命的到来，蒸汽动力登上了历史舞台。蒸汽舵机就是利用蒸汽产生的力量来驱动舵的转动。它比人力舵机可强多了，有了蒸汽舵机，大船也能比较轻松地控制方向。蒸汽舵机的工作原理就是把蒸汽的能量转化为机械能，然后带动舵轴转动。不过呢，蒸汽舵机也有它的缺点，它需要有蒸汽锅炉等一系列设备来提供蒸汽，这些设备占的空间可不小，而且维护起来也比较麻烦。
4.ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ压舵机
液压舵机也是船舶上常用的一种舵机类型。它是利用液压油来传递动力，驱动舵的转动。液压舵机的力量很大，能够轻松地控制大型船舶的舵。它的工作原理就是通过液压泵将液压油加压，然后把压力油送到液压油缸中，推动活塞运动，从而带动舵轴转动。液压舵机的可靠性比较高，而且在运行过程中比较平稳。但是呢，液压系统如果出现泄漏，那就比较麻烦了，不仅会影响舵机的正常工作，还可能对环境造成污染呢。
船舶舵机的类型
一、船舶舵机的类型可真是个超有趣的话题呢！
1.人力舵机
这可是很古老的一种舵机类型啦。以前的船，没有那么多高科技设备，就靠船员们自己的力气来操纵舵。就像在那些古老的帆船时代，船员们得在船舵旁边，根据船长的指令，用力转动舵柄，来控制船的方向。想象一下，在波涛汹涌的大海上，船员们满头大汗地用力扳着舵柄，那画面是不是很有画面感呢？这种舵机虽然很原始，但是在当时可是非常重要的呢，没有它，船就只能随波逐流啦。
3.电动舵机
现在电动舵机可算是很常见啦。电动舵机就是靠电机来驱动舵的转动。它的优点可太多了。首先，它的控制精度比较高，可以很精准地控制船的航向。其次，电动舵机的响应速度很快，船长发出指令后，它能迅速做出反应。而且，电动舵机的结构相对简单，不需要像蒸汽舵机那样复杂的蒸汽产生和传输设备，所以安装和维护都比较方便。不过呢，电动舵机也得依赖船上的电力系统，如果电力系统出了问题，那电动舵机可就罢工喽。
液压舵机的故障分析及处理措施
液压舵机的故障分析及处理措施液压舵机是一种常见的舵机类型，用于控制船舶、飞机、汽车等交通工具的方向。
然而，在长期的使用过程中，液压舵机可能会浮现各种故障。
本文将详细介绍液压舵机的故障分析及相应的处理措施。
一、液压舵机故障分析1. 液压舵机无法工作当液压舵机无法工作时，可能存在以下几种故障原因：- 液压舵机电源故障：检查电源路线是否连接稳定，是否有电流输出。
- 液压舵机电磁阀故障：检查电磁阀的路线是否正常，是否存在阻塞或者损坏。
- 液压舵机泵故障：检查液压泵的工作状态，是否存在漏油、压力不足等问题。
- 液压舵机传感器故障：检查传感器的连接是否正常，是否损坏或者失效。
2. 液压舵机运动不稳定当液压舵机在工作过程中运动不稳定时，可能存在以下几种故障原因：- 液压舵机油液污染：检查液压舵机的油液是否干净，是否存在杂质或者污染物。
- 液压舵机阀门故障：检查液压舵机阀门的工作状态，是否存在卡阻、漏油等问题。
- 液压舵机缸体漏油：检查液压舵机缸体是否存在漏油现象，是否需要更换密封件。
3. 液压舵机噪音过大当液压舵机在工作过程中产生噪音过大时，可能存在以下几种故障原因：- 液压舵机泵故障：检查液压泵的工作状态，是否存在异响或者振动。
- 液压舵机油液不足：检查液压舵机的油液是否充足，是否需要添加或者更换。
- 液压舵机管道松动：检查液压舵机管道连接是否坚固，是否存在松动或者漏气现象。
二、液压舵机故障处理措施1. 液压舵机无法工作的处理措施- 检查电源路线，确保电源连接稳定，并检查电流输出情况。
- 检查电磁阀路线，清洁或者更换损坏的电磁阀。
- 检查液压泵的工作状态，修复漏油或者更换压力不足的泵。
- 检查传感器的连接，修复或者更换损坏的传感器。
2. 液压舵机运动不稳定的处理措施- 定期更换液压舵机的油液，并确保油液的干净和充足。
- 检查液压舵机阀门的工作状态，清洁或者更换卡阻、漏油的阀门。
- 检查液压舵机缸体是否漏油，更换密封件以修复漏油问题。
液压舵机工作原理
液压舵机工作原理
液压舵机是一种利用液压能将输入的液压能量转化为机械能来实现转动或控制机械设备的装置。
其工作原理主要包括以下几个方面：
1.液压动力源：液压舵机通常使用液压油泵作为液压动力源，通过工作油液的流动来产生压力。
液压油泵一般由电机驱动，将液压油从油箱中吸入并压力供应给液压舵机。
2.控制信号：液压舵机需要接收来自控制系统的信号，以确定转动方向、速度和角度等参数。
常用的控制信号有电流信号、电压信号和压力信号等。
3.液压缸：液压舵机中的液压缸是核心组件，用于产生机械动作。
液压缸由活塞、缸筒和密封件等部分组成。
工作时，液压缸的活塞受到液压油的压力作用，从而产生相应的力和运动。
4.液压阀门：液压舵机中的液压阀门用于控制液压油的流动和压力。
常用的液压阀门包括方向控制阀、流量控制阀和压力控制阀等。
通过打开或关闭相应的液压阀门，可以控制液压缸的运动方向、速度和力量等。
5.反馈装置：液压舵机往往配备有反馈装置，用于检测和传递机械运动的位置、速度和力量信息。
常用的反馈装置有位移传感器、速度传感器和力传感器等。
通过以上组成部分的相互作用，液压舵机可以实现精确的转动
控制。
当控制系统发送指令时，液压油泵将液压油压力传递给液压缸，使其产生力和运动，从而实现机械设备的转动或控制。
第九章 液压舵机
第九章舵机steering gear•第一节舵的作用原理和对舵机的要求•第二节液压舵机的工作原理和基本组成•第三节液压舵机的转舵机构•第四节液压舵机的遥控系统•第五节舵机液压系统实例•第六节液压舵机的管理•复习思考题第一节舵的作用原理和对舵机的要求•一、舵的作用：•船舶的操纵性，是船舶的主要航行性能之一。
舵是船舶操纵装置的一个重要部件。
舵是一块平板或具有流线型截面的板，称为舵叶。
装在船尾中纵剖面或对称于中纵剖面的位置上。
它垂直地浸没在水中，并能绕舵轴转动。
舵是船舶的一种十分重要和不可缺少的专用舾装设备。
可以想象，如果船没有舵，或舵失灵，就象汽车没有方向盘一样，将无法行驶）在大海里任凭风浪摆布。
无主动航向的船不仅不能保证航行的安全，而且是不能到达目的港的。
•舵是舵手（驾驶人员）用来保持或改变船舶在水中运动方向的专用设备。
•舵有两大功能：•一是保持船舶预定航向的能力，称为航向稳定性；•二是改变船舶运动方向的能力，称回转性。
•通常把二者统称为船舶的操纵性。
船舵主要由舵叶和舵杆组成，舵叶是产生水压力的部分，舵杆的作用是转动舵叶和保证舵叶具有足够的强度）舵的作用原理是当水流以某冲角冲至舵叶上时，便产生了流体动力，此作用力通过舵杆传递并船体上，从而迫使船舶转向，也就达到了调整航向的目的。
•舵从帆船时代的简单平板舵发展到今天的流线型舵，不断得到改进，现普通舵和特种舵已有十几种类型。
近个时期，随着科学技术的发展，还出现了一些推进设备也兼有舵设备的功能。
舵的种类很多，分类的方法也很多，有按支承情况、舵杆位置、剖面形状分类的，也有按结构形式和使用功能分的。
•舵的分类：•（一）按舵的支承情况来分1．多支承舵：船体尾柱连有三个以上的舵钮。
2．半悬式舵：下支承的位置在舵的半高处。
3．悬式舵：挂在舵杆上的。
4．双支承舵：除了上支承儿还有一个安在舵根的下支承。
•（二）按舵杆轴线位置来分1．不平衡舵：舵叶位于舵杆轴线之后。
2．半平衡舵：一般就是半悬式舵。
液压舵机的常见故障及原因
液压舵机的常见故障及原因液压舵机是航空器上的重要部件之一，用于操纵飞机的方向舵。
其常见故障及原因如下：1. 泄漏：液压舵机在工作过程中出现泄漏是常见的故障。
泄漏可能是由密封件老化、磨损或破裂引起的。
另外，油液管路松动或损坏也会导致液压舵机泄漏。
2. 过载：液压舵机在工作时，如果受到超过其承载能力的过载，可能会导致故障。
过载可能是由于飞机操纵超过设计限制，或者是受到意外的外部力量引起的。
3. 阻尼不良：液压舵机阻尼不良也是常见的故障之一。
阻尼不良可能是由于阻尼材料老化、磨损或失效引起的，也可能是由于阻尼流体漏损或污染引起的。
4. 节流阀故障：液压舵机的节流阀负责控制液压油的流量和压力。
如果节流阀出现故障，可能会导致液压舵机工作不正常。
节流阀故障常见的原因包括阀芯卡住、阀口堵塞或阀座磨损等。
5. 操作杆连接松动：液压舵机与操作杆连接的部分，如果连接松动或断裂，会导致舵面无法正常操纵，从而导致液压舵机失效。
6. 油液污染：液压舵机的油液污染会影响其正常工作。
油液污染可能是由于进入系统的外部杂质、密封件磨损产生的金属颗粒等引起的。
7. 液压舵机堵塞：液压舵机内部的液压油路可能因为堵塞而无法正常工作。
油路堵塞的原因可能是油液中的污染物、沉积物或阀芯磨损产生的金属颗粒等。
针对以上故障和原因，可以采取以下措施进行维修和解决：1. 密封件和管路的维护：定期检查和更换液压舵机的密封件，避免老化和磨损引起的泄漏问题。
此外，保持油液管路的紧固和完整性，防止松动和损坏引起的泄漏。
2. 控制超载：飞行员应确保在飞行操作中不超过液压舵机的设计极限。
此外，加强对外部力量和意外事件的防范，避免液压舵机受到过大的外力冲击。
3. 阻尼材料和阻尼流体的维护：定期检查和更换液压舵机的阻尼材料，避免老化和磨损引起的阻尼不良。
定期更换阻尼流体，防止其污染或漏损引起的问题。
4. 节流阀的维修和清洗：定期对液压舵机中的节流阀进行维修和清洗，保持其正常工作。
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1 舵机概述 2 液压舵机的工作原理与基本组成, 3 液压舵机的基本要求 4 舵机液压系统图 5 液压系统实例
舵机实物图
一、舵机概述 • 舵机是船舶上的一种大甲板机械。舵机的大小由外舾 装按照船级社的规范决定，选型时主要考虑 二、船用舵机类型 • 船用舵机目前多用电液式，即液压设备由电动设备进 行遥控操作。有两种类型： 一种是往复柱塞式舵机，其 原理是通过高低压油的转换而作工产生直线运动，并通过 舵柄转换成旋转运动。另一种是转叶式舵机，其原理是高 低压油直接作用于转子，体积小而高效，但成本较高。 三、工作原理 • 控制电路板接受来自信号线的控制信号（具体信号待会再 讲），控制电机转动，电机带动一系列齿轮组，减速后传 动至输出舵盘。舵机的输出轴和位置反馈电位计是相连的， 舵盘转动的同时，带动位置反馈电位计，电位计将输出一 个电压信号到控制电路板，进行反馈，然后控制电路板根 据所在位置决定电机的转动方向和速度，从而达到目标停 止。
单泵四缸工况——适用于开阔水面正常航行。其最 大扭矩等于公称转舵扭矩，转舵时间能满足规范 要求。 双泵四缸工况——适用于进出港、窄水道航行或其 他要求转舵速度较快的场合，转舵速度较单泵四 缸工况约提高一倍，而转舵扭矩与上述工况相同。 单泵双缸工况——在某缸有故障时采用，这时转舵 速度较单泵四缸工作时约提高一倍，转舵扭矩则 比四缸工作大约减小一半，故必须用限制舵角 （或降低速度）的方法来限制水动力矩，否则工 作油压就可能超过最大工作压力而使安全阀开启。
四、基本组成 液压舵机是电动液压舵机的一种简称，他基本上 由转舵机构、液压系统和操舵控制系统三部分组 成是根据液体的不可压缩性及其流量、压力和流 向的可控性来实现转舵的 • 1、泵控型液压舵机 • 双向变量油泵设于舵机室，由电动机驱动作单 向持续回转，而油泵的流量和吸排方向，则通过 与浮动杆的C相连接的控制杆控制，即依靠油泵 控制C偏离中位的方向和距离，来决定泵的吸排 方向和流量。
• 五、对舵机的基本技术要求 (1)必须具有一套主操舵装置和一套辅操舵装置,或主操舵 装置有两套以上的动力设备.当其中之一失效时,另一套应 能迅速投入工作. 主操舵装置应具有足够的强度 能在最深吃水并以最大营运航速前进时将舵自一舷35 转 至另一舷的35 ，自一舷的35 转至另一舷的30‘所需的时间 不超过28s，在船以最大速度后退时应不致损坏 辅操舵装置应具有足够的强度 能在最深航海吃水并以最大营运航速的一半但不小于7kn 前进时,能在不超过60s内将舵自任一舷的15 转至另一舷 的15
• •
2．主油路的锁闭 舵机主泵的主油路上装有成对的主油路锁闭阀。主油路 锁闭阀的作用是：①锁闭备用泵油路，防止工作泵排油经 备用泵倒流旁通，妨碍转舵，这是因为这种浮动杠杆式追 随机构，备用泵与工作泵的变量机构是彼此连接同步动作 的，二者同时偏离中位，如果不将备用泵油路锁闭，它便 会因压力油倒灌而反转，造成油路旁通。②工作泵回到中 位时，将油路锁闭，以防跑舵。有的舵机主油路锁闭阀采 用辅泵油压启阀式——由与主泵同时工作的辅泵排油来开 启，这样不仅可使主油路压力损失较小，又可在辅泵失压 时停止转舵，这时锁闭阀在工作泵回中时，不起油路锁闭 作用。当主泵装有机械防反转装置——如防反转棘轮时 （例如海尔休泵），则可不设主油路锁闭阀。
(2)主操舵装置应在驾驶台和舵机室都设有控制器 当主操舵装置设置两台动力设备时,应设有两套独立的控 制系统,且均能在驾驶室控制 如果采用液压遥控系统,除1万Gt以上的油轮(包括化学品船, 液化气船,下同)外,不必设置第二套独立的控制系统 (3)对舵柄处舵杆直径大于230mm的船应设有能在45s内向 操舵装置提供的替代动力源 4)操舵装置应设有有效的舵角限位器 应设限位开关或类似设备,使舵在到达舵角限位器前停住 (5)对1万Gt以上的油船,化学品船,LPG船尚有如下附加要 求: 当发生单项故障而丧失操舵能力时,应能在45s内重新获得 操舵能力
二、阀控型液压舵机 • 阀控型液压舵机使用单向定量油泵，其吸排方向不变， 油液进出转舵油缸的方向由驾驶台遥控的换向阀来控制， 以达改变转舵方向的目的。当换向阀处于中位时，油泵的 排油将经换向阀旁通而直接返回油泵的进口（闭式系统） 或口油箱（开式系统）；而转舵油缸的油路就会锁闭而稳 舵。 • 阀控型航机的油泵和系统比较简单，造价相对较低； 缺点是用换向阀换向，从而导致液压冲击较大。此外，阀 控型舵机在停止转舵时，主泵仍以最大流量排油，故油液 发热较多，经济性较差。所以，阀控型舵机适用的功率范 围一般比泵控型小。但是，随着系统设计的改进，阀控型 舵机的适用功率范围也正在不断增大。
(6)能被隔断的,由于动力源或外力作用能产生压力的液压系 统任何部分均应设置安全阀，安全阀开启压力应不小于 1.25倍最大工作压力，安全阀能够排出的量应不小于液压 泵总流量的110%，在此情况下,压力的升高不应超
舵机液压系统图
舵机液压系统实例
• 一、泵控型舵机液压系统 • 泵控型舵机用双向变量泵作主泵，一般都采用闭式液压 系统一一液压回路是闭式循环，工作油液不回油箱，而回 到变量泵的吸入端，只需向系统补充少量油液来弥补其泄 漏。这种舵机用斜盘式轴向柱塞变量泵作为主油泵，并采 用直流伺服电机式电气遥控系统和浮动杆追随机构，液压 系统是闭式系统。其工作情况和主要特点如下： • 1．工况的选择 • 本系统设有两台并联主泵，四个柱塞油缸，其中1＃、4 ＃和2＃、3＃缸各成一组，分别与主泵的两根主油管相连， 可以根据需要选用不同的工况，为此设有工况选择阀。 C1～C4称缸阀，平时常开；Ol~O4称旁通阀，平时常闭。 如果某油缸因故不能工作（例如严重漏泄）可将它与另一 只油缸（只要不是对角布置）一起停用，这时只要将停用 的一对缸的缸阀关闭，同时开启其旁通阀即可。有的舵机 工况选择阀采用双阀座阀，即在关闭缸阀的同时就已将旁 通阀开启，以减少阀的数目。P1～P4称泵阀，平时常开， 以便随时能在驾驶台启用任一台泵。只有当主泵损坏需要 修理时才将其一对泵阀关闭。