舵机转舵机构和遥控系统

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1、发信器受动器遥控系统舵叶转舵油缸液压舵机转舵机构转舵装置§9—3液压舵机的转舵机构转舵机构作用：用来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。转舵机构分类：（根据动作方式的不同分）往复式回转式拨叉式滚轮式摆缸式十字头式转舵机构一、十字头式转舵机构（动画）结构：主要由转舵油缸、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组成。工作原理：见右图及后图四缸转舵机构（也称四撞杆转舵机构）如下所示：十字头式转舵机构的受力分析：如图所示。液压对舵柄产生作用力Q：Q=P/cosα=(πD2p)/(4cosα)产生的转舵力矩M：M=

2、zQRηm=z·(P/cosα·R0)/(cosα·ηm)M=πD2zpR0ηm/（4cos2α）结论1：滑式转舵机构所能产生的转舵力矩M随舵角α的增大而增大，与舵的水动力矩的变化趋势相适应。结论2：十字头式转舵机构的工作油压不会因α的增大而急剧增加。因为：p=4Mcos2α/πD2zR0ηmM↑→cos2α↓结论3：撞杆有侧推力。需要转舵扭矩很大的场合应有可靠地平衡撞杆所受的侧推力装置（导板）。十字头式转舵机构的特点：1）扭矩特性良好，承载能力较大，能可靠地平衡撞杆所受的侧推力，可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

3、V型密封圈。密封圈工作油压越高撑开越大，从而更加贴紧密封面，故密封可靠，磨损后还具有自动补偿能力。此外，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，都不与拉杆接触，故可不经加工或仅作粗略加工。4）油缸为单作用，必须成对工作，故尺寸、重量较大。而且撞杯中心线通常都按垂直于船舶尾线方向布置，故舵机室也需要较大的宽度。二、拨叉式转舵机构（动画）受力分析：与十字头式转舵机构相同。拨叉式转舵机构特点：侧推力可直接由撞杆本身承受而无需导板。撞杆轴线至舵杆轴间的距离R0可缩减26%，撞杆的最大行程因而得以减小。在公称转舵扭矩

4、和最大工作油压相同的情况下，拨叉式的占地面积可比十字头式减少10~15%，重量亦相应减轻10%。但公称转舵扭矩较大时仍以采用十字头式为宜。三、滚轮式转舵机构（动画）受力分析：液压对舵柄产生作用力：Q=Pcosα=πD2pcosα/4转舵扭矩：M=zQR0ηm=πD2zpR0ηmcosα/4结论：随着α的增大，这种机构的工作油压比滑式机构增加得快。滚轮式转舵机构的特点：l）工作时无侧推力，故整个机构结构简单，加工容易，安装、拆修都较方便。2）提高了布置上的灵活性。3）滚轮与撞杆间的磨损可自动进行补偿，不会因接头磨损、间隙增大而产生撞击。4

5、）扭矩特性差，故而限制了它在大扭矩舵机中的应用。5）当舵叶在负扭矩作用下转动时或者在稳舵时油路锁闭不严，则滚轮就有可能与某侧撞杆脱开而导致敲击。因此，在某些滚轮式机构中，在滚轮与拉杆的端部之间还增设了板簧拉紧机构。四、摆缸式转舵机构（动画）主要结构：采用了与支架相铰接的两摆动式油缸和双作用的活塞。油缸两端的油管必须采用有挠性的高压软管。摆缸式机构的转舵扭矩：转舵时，油缸摆角β（即任意舵角时油缸中心线与中舵时舵柄的垂直线间的夹角）将随油缸的安装角（即中舵时的油缸摆角）和舵转角α而变。一般常使中舵时β为最大，而最大舵角时β为零或接近于零。但

6、不论舵角α如何，β角总是很小，如果将其忽略不计，则摆缸式与滚轮式的转舵扭矩基本相同。摆缸式机构转舵的特点：1）用双作用活塞代替了单作用的撞杆，提高了油缸的利用率，减小外形尺寸和重量。2）结构简单，安装较方便。3）由于采用了双作用活塞，对油缸内表面的加工精度、活塞杆与油缸的同轴度、以及活塞与油缸间的密封等都有较高的要求。4）活塞密封较差运行的经济性低；检查和更换密封件又不如撞杆式方便；当铰接处磨损较大时，工作中也会出现撞击。5）理论排油量和进油量严格说来并不完全相等，如果使用奇数的双作用活塞式油缸（在应急情况下）则相差更为明显，所以在油路

7、中必须采取容积补偿措施。6）扭矩特性不佳（与滚轮式类同），应用于功率不大的舵机。受力分析：转舵扭矩：M=zpAR0ηm结论：转叶式机构所能产生的转舵扭矩与舵角无关，其扭矩特性在坐标图上是一条与横坐标平行的直线。五、回转式转舵机构（动画）图示为AEG型转叶式油缸及密封装置。回转式转舵机构特点：1）占地面积小，重量轻，安装方便；2）无需外部润滑，管理简便，且转舵时舵杆不受侧推力，可减轻舵承磨损；3）钮矩特性不如滑式，但比滚轮式和摆缸式好；4）内泄露部位较多，密封不如往复式容易解决，容积效率较低，油压较高时更为突出。§9-4液压舵机的遥控系统

8、现代船舶的舵机，一般都同时装有可由驾驶台遥控的随动操舵系统和自动操舵系统。此外，一般还同时设有单动（非随动）操舵系统。遥控系统分类：按操舵控制方法分：随动操舵系统；自动操舵系统；单动（非随动）操舵系统。