1、液壓舵機轉舵機構8-3 液壓舵機的轉舵機構將油泵供給的液壓能變為轉動舵桿的機械能，以推動舵葉偏轉根據動作方式不同，可分兩大類：往復式回轉式 8-3-1 滑式轉舵機構是應用最廣的一種傳統型式它又有十字頭式和撥叉式之分十字頭式轉舵機構由轉舵油缸、插入油缸中的撞桿以及與舵柄相連接的十字形滑動接頭等所組成當轉舵扭矩較小時常用如圖85所示的雙向雙缸單撞桿的型式而當轉舵扭矩較大時多采用四缸、雙撞桿的結構如圖86(a)所示十字頭式轉舵機構十字形滑動接頭將撞桿往復運動轉變為舵的擺動兩撞桿用螺栓連接，形成兩軸承兩軸承環抱著十字頭兩耳軸舵柄橫插在十字頭軸承中當撞桿在油壓下偏移離中位時十字頭一面隨撞桿移動一面帶動舵

2、柄偏轉（舵桿轉動）隨舵角增加，十字頭在舵柄上向外端滑移舵柄有效工作長度，隨增大而增大撞桿極限行程由行程限制器1l限制在舵角超過最大舵角1.5時限止撞桿在導板一側還設有機械式舵角指示器 5用以指示撞桿對應舵角每個油缸上部設有放氣閥12以便驅放油缸中空氣滑式轉舵機構的受力分析當舵轉至任意舵角時為克服水動力矩所造成的力Q，(與舵柄方向垂直)在十字頭上將受到撞桿兩端油壓差的作用力P力P與Q作用方向不在同一直線上，導板必將產生反作用力N以使P和N的合力Q恰與力Q方向相反從而產生轉舵扭矩以克服水動力矩和摩擦扭矩8-3-1 滑式轉舵機構受力分析轉舵力矩 上式表明在撞桿直徑D、舵柄最小工作長度R。和撞桿兩側油

3、壓差P既定的情況下轉舵扭矩M隨舵角的增大而增大，如圖所示這種扭矩特性與舵的水動力矩的變化趨勢相適應當公稱轉舵扭矩既定時，滑式轉舵機構尺寸或最大工作油壓較其它轉舵機構要小 實際工作油壓隨實際需要的轉舵扭矩而變由式可知，舵機在實際工作中撞桿兩端的油壓差可見，隨著舵角增大，盡管轉舵扭矩也在增大，但COS2卻相應減小，所以滑式轉舵機構的工作油壓也不會因的增大而急劇增加224conDzpRconRconPzzQRMmmmmzRDMconP224 圖8-9 撞桿油缸的密封8-3-1-1 十字頭式轉舵機構特點(1)扭矩特性良好 承載能力較大能平衡撞桿所受的側推力，用于轉 舵扭矩很大的場合 (2)撞桿和油缸間

4、的密封大都采用V型 密封圈密封圈由夾有織物的橡膠制成安裝時開口應面向壓力油腔 (P越高，密封圈撐開越大)密封可靠，磨損后具有自動補償能力密封泄漏時較易發現，更換也較方便(3)油缸內壁除靠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。(4)油缸為單作用(5)安裝、檢修比較麻煩。必須成對工作，故尺寸、重量較大撞桿中心線垂直于船舶首尾線方向，舵機室需要較大的寬度8-3-1-1 撥叉式轉舵機構 整根撞桿，撞桿中部有圓柱銷，銷外套有方形滑塊撞桿移動時，滑塊一面繞圓柱銷轉動，一面在舵柄的叉形端部中滑動撥叉式與十字頭式轉矩特性相同側推力由撞桿承受而無導板，結構簡單，加工及拆裝方便以撥叉代替十

5、字頭，撞桿軸線至舵桿軸間的距離R。可縮減26%，撞桿的最大行程也因而得以減小占地面積比十字頭式減少10 %15，重量減輕10左右但當公稱扭矩較大時，則仍以采用十字頭式為宜8-3-1-2 滾輪式轉舵機構結構特點在舵柄端部的滾輪代替滑式機構中的十字頭或撥叉受油壓推動的撞桿，以頂部頂動滾輪，使舵柄轉動這種機構不論舵角如何變化通過撞桿端面與滾輪表面的接觸線作用到舵柄上的推力P，始終垂直于撞桿端面，而不會產生側推力8-3-1-2 滾輪式轉舵機構推力P在垂直于舵柄軸線方向的分力可寫為式中：R。滾輪中心到舵桿軸線的距離上式表明在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。的增大而減小扭矩

6、特性在坐標圖上是一條向下彎的曲線在最大舵角時，水動力矩較大，而滾輪式這時所產生的扭矩反而最小，只達到滑式機構的55%左右在實際中，隨著的增大，該機構P比滑式增加快pconDPconQ24mmRzpoDzQRM02cos48-3-1-2 滾輪式轉舵機構的特點(1)撞桿與舵柄之間沒有約束，無側推力結構簡單，加工容易，安裝、拆修都較方便(2)每個油缸均與其撞桿自成一組可根據實際需要，分別采用單列式、雙列式或上下重迭式等不同的布置形式，提高了布置上的靈活性(3)滾輪與撞桿間的磨損可自動進行補償(4)扭矩特性差要達到同樣的M，須用比滑式更大的結構尺寸或P限制了它在大扭矩舵機中的應用(5)當舵葉在負扭矩作

7、用下轉動時如果系統有泄漏；或在穩舵時油路鎖閉不嚴，則滾輪就有可能與某側撞桿脫開而導致敲擊在某些機構中，滾輪與撞桿之間增設板簧拉緊機構8-3-1-3 擺缸式轉舵機構結構特點:采用兩個擺動式油缸1和雙作用的活塞2 (也可單作用)轉舵時活塞在油壓下往復運動，兩油缸相應擺動通過與活塞桿鉸接的舵柄，推動舵葉偏轉由于轉舵時缸體必須作相應擺動必須采用有撓性的高壓軟管8-3-1-3 擺缸式轉舵機構擺缸式機構轉舵時油缸擺角將隨油缸的安裝角(中舵時油缸擺角)和舵轉角而變一般使中舵時最大最大舵角時為零或接近于零但不論舵角如何， 角總是很小如果忽略，擺缸式與滾輪式扭矩特性相同8-3-1-3 擺缸式轉舵機構特點（1）

8、(1)用雙作用活塞代替了單作用的撞桿提高了油缸的利用率其外形尺寸和重量可大大減小(2)各油缸與其活塞均自成一組而且油缸與支架、活塞桿與舵柄均采用鉸接結構簡單，安裝也較方便(3)由于采用了雙作用活塞對油缸內表面的加工精度、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（2）(4)當活塞的密封性因使用日久而變差時轉舵速度就會變慢，運行的經濟性也將降低而檢查和更換密封件又不如撞桿式方便當鉸接處磨損較大時，工作中也會出現撞擊(5)系統工作時理論排油量和進油量嚴格說來并不完全相等如果使用奇數的雙作用活塞式油缸(在應急情況下)則相差更為明顯，所以在油路中必須

9、采取容積補償措施(6)扭矩特性不佳(與滾輪式類同)除個別采用四缸結構者公稱扭矩較大外，一般大多見諸于功率不大的舵機中8-3-2 回轉式轉舵機構圖示為三轉葉式轉舵機構油缸內部裝有三個定葉通過橡皮緩沖器安裝在船體上三個轉葉與舵桿相固接由于轉葉與缸體內壁和上、下端蓋之間及定葉與轉轂外緣和上、下端蓋之間，均設法保持密封故借轉葉和定葉將油缸內部分隔成為六個小室當經油管6從三個小室吸油，并排油人另外三個小室轉葉就會在液壓作用下通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可用下式表示:式中：z 轉葉數目 P轉葉兩側油壓差，Pa； A每個轉葉的單側面積，m； Ro轉葉壓力中心至舵桿軸線間的距離，

10、m； m機械效率，一般為0.750.85。 上式表明轉葉式機構所能產生的轉舵扭矩與舵角無關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(1)占地面積小，重量輕，安裝方便。(2)無須外部潤滑管理簡便；舵桿不受側推力，可減輕舵承磨損(3)扭矩特性不如滑式，但比滾輪式和擺缸式好(4)內泄漏部位較多密封不如往復式容易解決容積效率低，油壓較高時更為突出(5)內部密封問題是其薄弱環節工作油壓不超過4MPa左右，限制了它在大功率舵機中的應用近年來，隨著密封材料和密封形式的不斷改進，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。這種結構的端蓋能夠承受較高的油壓而不易變形，同時又可避免轉葉和端蓋間的泄漏。而用球墨鑄鐵制造的轉葉4和定葉5，則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形橡膠條的鋼制密封條7來保證各工作腔室間的密封。所以，該型結構的耐