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      1. 液壓舵機教學開題報告

        時間:2020-10-21 11:34:34 開題報告 我要投稿

        液壓舵機教學開題報告

          為了滿足教學和相關科研的需要,筆者所在的教學團隊設計了一套液壓舵機教學實驗臺,針對實驗臺中的液壓控制部分進行設計,并介紹其工作原理。該系統具有結構簡單,造價成本低,運行安全可靠等優點,無論是在教學上還是科研試驗中都將起到積極的作用。下面是小編整理的液壓舵機教學開題報告,歡迎來參考!

        液壓舵機教學開題報告

          0 引言

          筆者所在的院校是一所具有沿海特色的高職院校,該校開設了輪機工程技術專業,《船舶輔機》課程是該專業的核心專業技能課程。該門課程的實驗教學必不可少,購買成套舵機實驗臺成本高且不利于改造,根據多年的教學與科研經驗,筆者所在的教學團隊設計了一套液壓舵機教學實驗臺。

          液壓舵機是船舶最重要的輔機之一,根據推舵方式不同,分為撥叉式、轉葉式和擺缸式三種[1]。由于擺缸式液壓舵機無需設追隨機構,體積小、結構簡單、布置方便、轉船力矩大、可靠性好等優點,在中小型船舶中得廣泛的使用[3]。因此,本實驗臺采用的是擺缸式液壓舵機設計,它是由電機帶動定量泵工作,通過轉向器或電磁換向閥來控制壓力油進出端鉸擺缸,推動轉舵機構從而實現操舵目的。針對本液壓舵機教學實驗臺,筆者本著經濟、實用為出發點設計出該實驗臺的液壓系統,以下是本液壓系統的整個設計過程與原理分析。

          1 液壓系統的設計

          液壓舵機的液壓控制系統一般分為泵控型和閥控型兩種[1]。泵控型液壓系統一般采用雙向變量泵作為主泵,配備一個小功率的齒輪泵作為輔泵,同時必須采用直流伺服電機式電氣遙控系統和浮動桿追隨機構,所以系統構造相對復雜,制造成本高。閥控型液壓系統使用定量泵供液,使用電氣遙控系統操縱電磁換向閥,來改變油液的流動方向從而達到轉舵目的[1]。與前者相比,閥控型液壓系統比較簡單,制作費用低廉,但是在穩定性和可靠性上不夠前者。隨著液壓閥制造精度的提高,閥控型液壓系統也能達到很好的.整體性能,在中小功率的場合使用更有競爭力。

          本液壓舵機實驗臺是根據小型船舶液壓舵機進行設計,液壓系統的設計壓力為16Mpa。從經濟成本出發,并結合教學的實際需要,本設計采用閥控型液壓系統,整個液壓系統由油箱、齒輪泵、電動機、溢流閥、電磁閥、轉向器、液控雙向鎖、橡膠管以及一些其他的輔助元件組成,液壓系統的組成如圖1所示。

          2 液壓系統的原理分析

          按照《鋼質海船入級與建造規范》中規定,每一套液壓舵機都有一套以上的控制系統,本實驗臺由電動液壓為主兼顧手動操縱組成一體[4]。

          2.1 手動操舵模式

          根據圖1所示,(6)是一個全液壓轉向器,在液壓泵(2)正常工作的情況下,該轉向器起到計量馬達的作用,保證進入兩個液壓缸(9、10)的液壓油量與舵輪轉角成相應比例。亦即當舵輪向某個方向旋轉一個角度時,推桿平衡板也帶動舵軸向同樣方向轉過一個角度。當關閉液壓泵,或者是遭遇斷電的情況時,通過人力轉動舵輪來帶動液壓轉向器,這時相當于一個手動油泵,液壓油經過換向閥(5)的左位,并輸送到油缸實現轉舵功能。

          2.2 電液動操舵模式

          啟動液壓泵,給電磁換向閥(5)上電,則進入電液動操舵模式。舵葉的運動一般有三種狀態,左轉舵、右轉舵和保持不動。左轉舵:給電磁換向閥(7)的左側通電,液壓油流經電磁換向閥(6)的右位進入電磁換向閥(7)的左位,再流經液壓鎖(8),最終液壓油進入液壓缸(9)的無桿腔和液壓缸(10)的有桿腔。在液壓缸(9)活塞桿的推動和液壓缸(10)活塞桿的拉動下,推桿平衡板帶動著舵軸做逆時針轉動,從而實現了船向左轉舵。同理,保持換向閥(5)通電的前提下,給換向閥(7)的右側上電即可實現向右轉舵。當沒有偏舵角時,只需要把電磁閥(7)斷電,讓換向閥處于中位,在液壓鎖(8)的作用下,即可保持當前的航向角前進。

          3 總結

          傳統的舵機液壓系統有一部分只采用O型的三位四通換向閥來控制油液的方向,由于換向閥多為滑閥,中位的機能就是通過閥芯與閥口的遮蓋來實現,滑閥不可避免的會產生泄漏,出現風浪時泄漏會更加嚴重,導致舵角不能長時間保持。本設計采用O型的三位四通換向閥加液壓鎖構成,使用起來更加安全可靠。

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