液壓舵機教學(xué)開題報告
為了滿足教學(xué)和相關(guān)科研的需要，筆者所在的教學(xué)團隊設(shè)計了一套液壓舵機教學(xué)實驗臺，針對實驗臺中的液壓控制部分進行設(shè)計，并介紹其工作原理。該系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單，造價成本低，運行安全可靠等優(yōu)點，無論是在教學(xué)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(xué)開題報告，歡迎來參考！
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(shè)了輪機工程技術(shù)專業(yè)，《船舶輔機》課程是該專業(yè)的核心專業(yè)技能課程。該門課程的實驗教學(xué)必不可少，購買成套舵機實驗臺成本高且不利于改造，根據(jù)多年的教學(xué)與科研經(jīng)驗，筆者所在的教學(xué)團隊設(shè)計了一套液壓舵機教學(xué)實驗臺。
液壓舵機是船舶最重要的輔機之一，根據(jù)推舵方式不同，分為撥叉式、轉(zhuǎn)葉式和擺缸式三種[1]。由于擺缸式液壓舵機無需設(shè)追隨機構(gòu)，體積小、結(jié)構(gòu)簡單、布置方便、轉(zhuǎn)船力矩大、可靠性好等優(yōu)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(shè)計，它是由電機帶動定量泵工作，通過轉(zhuǎn)向器或電磁換向閥來控制壓力油進出端鉸擺缸，推動轉(zhuǎn)舵機構(gòu)從而實現(xiàn)操舵目的。針對本液壓舵機教學(xué)實驗臺，筆者本著經(jīng)濟、實用為出發(fā)點設(shè)計出該實驗臺的液壓系統(tǒng)，以下是本液壓系統(tǒng)的整個設(shè)計過程與原理分析。
1 液壓系統(tǒng)的設(shè)計
液壓舵機的液壓控制系統(tǒng)一般分為泵控型和閥控型兩種[1]。泵控型液壓系統(tǒng)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(tǒng)和浮動桿追隨機構(gòu)，所以系統(tǒng)構(gòu)造相對復(fù)雜，制造成本高。閥控型液壓系統(tǒng)使用定量泵供液，使用電氣遙控系統(tǒng)操縱電磁換向閥，來改變油液的流動方向從而達到轉(zhuǎn)舵目的[1]。與前者相比，閥控型液壓系統(tǒng)比較簡單，制作費用低廉，但是在穩(wěn)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(tǒng)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(jù)小型船舶液壓舵機進行設(shè)計，液壓系統(tǒng)的設(shè)計壓力為16Mpa。從經(jīng)濟成本出發(fā)，并結(jié)合教學(xué)的實際需要，本設(shè)計采用閥控型液壓系統(tǒng)，整個液壓系統(tǒng)由油箱、齒輪泵、電動機、溢流閥、電磁閥、轉(zhuǎn)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(tǒng)的組成如圖1所示。
2 液壓系統(tǒng)的原理分析
按照《鋼質(zhì)海船入級與建造規(guī)范》中規(guī)定，每一套液壓舵機都有一套以上的控制系統(tǒng)，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(jù)圖1所示，（6）是一個全液壓轉(zhuǎn)向器，在液壓泵（2）正常工作的情況下，該轉(zhuǎn)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(zhuǎn)角成相應(yīng)比例。亦即當(dāng)舵輪向某個方向旋轉(zhuǎn)一個角度時，推桿平衡板也帶動舵軸向同樣方向轉(zhuǎn)過一個角度。當(dāng)關(guān)閉液壓泵，或者是遭遇斷電的情況時，通過人力轉(zhuǎn)動舵輪來帶動液壓轉(zhuǎn)向器，這時相當(dāng)于一個手動油泵，液壓油經(jīng)過換向閥（5）的左位，并輸送到油缸實現(xiàn)轉(zhuǎn)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(tài)，左轉(zhuǎn)舵、右轉(zhuǎn)舵和保持不動。左轉(zhuǎn)舵：給電磁換向閥（7）的左側(cè)通電，液壓油流經(jīng)電磁換向閥（6）的右位進入電磁換向閥（7）的左位，再流經(jīng)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(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)了船向左轉(zhuǎn)舵。同理，保持換向閥（5）通電的前提下，給換向閥（7）的右側(cè)上電即可實現(xiàn)向右轉(zhuǎn)舵。當(dāng)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(dāng)前的航向角前進。
3 總結(jié)
傳統(tǒng)的舵機液壓系統(tǒng)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(xiàn)，滑閥不可避免的會產(chǎn)生泄漏，出現(xiàn)風(fēng)浪時泄漏會更加嚴重，導(dǎo)致舵角不能長時間保持。本設(shè)計采用O型的三位四通換向閥加液壓鎖構(gòu)成，使用起來更加安全可靠。
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