实验三 液压舵机的操作实验 一、实验内容1、液压舵机遥控系统操舵试验与调整2. 电子式随动操舵系统操舵实验 二、实验要求通过实验，熟悉典型液压航机及遥控系统的组成和工作原理，掌握操舵方法 三、实验设备 YD100 － 1.6 / 28型液压舵机 1套D D1型电子随动操舵仪 1台 〔一〕YD100 － 1.6 / 28型液压舵机该舵机由广西梧州华南船舶机械厂制造现装于辅机实验室内其主要技术数据如下：型号： Y D100－ 1.6／ 2 8公称力矩： 1.6 t m〔15.6 KN.M〕转舵时间： 28 sec最大转角 正负35度工作压力： 100 kg／cm2 〔9.81MPa〕平安阀调整压力： 110kg／cm2 (10.8MPa)电动机型号： JO2H－12－4〔Y80L2一4〕电动机功率： 0.8 kW电动机转速: 1500 r.p.m．电动机电压。
380 V油泵型号； 10 SCYI4一1油泵排量； 10 m L／r最大工作压力： 320 kg／cm2 (31.4MPa) 电磁阀型号: 34 E 1M－ B10H－ T 电磁阀流量： 40L／min 电磁阀最大工作压力： 210 kg／cm2〔20.59 MPa〕溢流阀型号： Y E－ B10 C电磁阀流量： 40 L／min 溢流阀最大工作压力： 140 kg／cm2〔13.73MPa〕 注：转舵时间系指单机而言，双机组工作时，转舵速度可提高一倍 1．转舵机构 舵机的转舵机构是采用柱塞式油缸，柱塞的往复运动通过拨叉机构转换为舵柄的转动所以，舵机的输出力矩与工作油压的关系为〔见图3—1〕 πd2R△P M= Z η 4 cos2a 式中：Z——油缸对数〔Z=1〕d——柱塞直径〔d=10cm〕R——舵杆中线到油缸中心线的垂直距离〔R=18cm〕△P——油缸压差〔△P=P1—P2〕η——推舵装置机械效率(η≈0.8)a——舵的转角舵机力矩特性M=f〔a〕如图3—2所示。
舵机公称力矩系指舵机转动舵杆的最大力矩，即舵的转角为35°时舵机的输出力矩该舵机的转舵机构主要由油缸、柱塞、舵柄、边舵柄、拉杆等组成，如图3—3所示 2．轴向柱塞式油泵该舵机的油泵为手动变量轴向柱塞泵，其工作原理如图3-4所示它由湖南邵阳液压件厂生产泵的传动轴〔19〕通过花键与缸体〔16〕连接，且带动缸体〔16〕旋转，使均匀分布在缸体中的7个柱塞〔12〕绕传动轴中心线转动每一个柱塞端都有一滑靴〔10〕，由定心弹簧〔11〕通过外套〔17〕、定心球头〔9〕、回程盘〔15〕将滑靴抵压在轴线成一定倾斜角的止推板〔8〕上，该止推板以销轴〔6〕为中心安装在变量头〔14〕上〔当止推板摩损后，只需更换止推扳即可，变量头照样使用〕如果变量头〔14〕处于倾斜位置，那么当缸体旋转时，柱塞就会在油缸中往复运动，完成吸油和压油此外，定心弹簧通过外套将缸体抵压在配油盘上，起初始密封作用滑靴和配油盘均采用静力平衡结构，不仅减少了泵的摩损，而且使泵具有很高的容积效率和机构效率如果转动手轮，使调节螺杆〔3〕旋转，通过变量活塞，带动变量头旋转，从而改变了泵的排量，当刻度盘〔5〕上指示出所需要排量的百分比时，那么停止转动并用锁紧螺母〔2〕锁紧，防止手动转动。
3．舵机工作原理舵机主要由舵柄拉杆机构、推舵机构以及油泵机组等部件组成如图3-5所示该舵机有两台泵机组，两台机组可以任意转换，交替使用，必要时也可以同时启动两台机组为了说明问题，假定右机组工作，现从以下几个方面来说明：〔1〕舵机的起动启动右油泵机组，油泵从油箱吸油，排出的液压油经M型电磁换向阀后流回油箱，油泵处于卸荷状态〔2〕舵的转动〔见图3—5〕舵向什么方向转动，取决于操舵仪来的信号假定操舵仪来的信号使电磁换向阀右边的电磁铁通电，那么油泵排出的油就经过电磁换向阀及专用阀组后进入推舵机构的左油缸，舵叶开始转动，直至电磁铁断电，电磁换向阀回复到中间位置为止〔3〕专用阀组的原理该舵机专用阀组由专用阀以及双向平安阀组成其工作原理如图3-6所示专用阀系三位四通液动滑阀阀芯中又带有两只单向阀为了说明该阀在过渡位置时有节流作用，所以在原理图中画出了过渡位置的符号专用阀最主要的作用是克服舵的负力矩问题所谓负力矩问题〔假设系统中无专用阀〕，是指当水流顺着操舵方向作用于舵板，负力矩引起左侧油缸中的压力升高，而右侧油缸产生抽空现象〔油泵是定量泵，来不及供油〕，空气进入液压系统，舵机工作失调当系统中有专用阀时，负力矩问题能获得解决。
因为，在回油油路有“节流圈〞，所以专用阀阀芯右腔保持某一压力P ‘2，当右侧油缸压力P1降低〔P ‘1也随着降低〕时，专用阀阀芯在压力P，1、P，2、及弹簧力的作用下将向左移动，回油口A起节流作用，于是就限制了转舵速度，使右侧油缸不产生抽空现象当然，负力矩问题能否彻底解决，还与专用设备阀的特性密切关系专用阀的另一个作用是可以自动切断油泵机组与推舵机构的联系，对舵机的生命力有所提高譬如，万一正在工作机组的电磁换向阀在右或左位〔即不在中位〕卡死时，由于专用阀已切断油路，所以即使换到另一机组工作时，舵机不会失灵，仍能正常转舵双向平安阀的用途是防止舵机过载，平安阀起跳压力调节为舵机设计压力加5kg/cm2〔0.049MPa〕双向平安阀旁边还设有旁通阀，舵机加油时可以将旁通阀翻开舵机运行时旁通阀应关闭〔4〕双联截止阀的用途在推舵机构中装有两只双联截止阀，在一般情况上，四只截止阀应全部翻开必要时关掉其中一局部或全部〔例如，在海上航行时需要拆检某台油泵，这时可以关掉相应的两只截止阀〕 4、舵机的运转 4．1舵机运转前的准备〔1〕外观检查各零部件有无损坏，松动及漏油现象〔2〕检查双联截止阀及压力表开关阀是否已翻开，放气阀是否已关闭。
〔3〕检查油泵的排量指示器的位置是否正常〔应满足转舵时间要求〕〔4〕检查油箱油位是否正常〔5〕检查各活动部位润滑情况是否良好〔6〕检查驾驶室中的舵角指示器的角度和实际角是否一致 4．2舵机运转中的考前须知〔1〕舵机在动转期间不得有异常的噪音〔2〕注意舵机各活动部位的润滑情况，防止发热〔3〕注意油泵外壳的温度及液压油的温度、油压〔4〕注意油箱油位，应经常保持在油位计的2 / 3左右〔5〕注意各部件有无松动及漏油现象〔6〕注意转舵速度是否正常4．3舵机的维护保养〔1〕使用的工作油性质应符合规定，在加油时必须经过过滤〔2〕油箱和滤油器应定期清洗，污油应及时更换，不可勉强使用第一次换油时间应不超过2000使用小时，此后，至少每年换油一次〔3〕 油温起动油温不低于0℃正常工作油温为30—50℃最高工作油温不超过70℃如果油温超过75℃，应该停止运行，检查油泵和系统用油〔4〕当油泵的容积效率太低时，应及时修理或更换油泵，不要勉强使用〔5〕舵机在工作中发现漏油应及时消除〔6〕舵机停用期间应定期用手转动电动机与泵间的联轴器，以确定泵是否处在自如的工作状态，如果发现某些不自然现象，应及时检查原因并排除之。
〔7〕在中修时，将对整个系统进行彻底清洗，更换油缸内的密封圈4．4平安阀的调整舵机平安阀的整定压力必须高于舵机的最大工作压力，但不超过最大工作压力的110%一般平安阀在出厂前即已调定必要时，对整定压力也可进行验证，如不符要求，就应重新调整用图3-7来说明〔其中G、H、I、J为系统的平安阀〕现用1号泵工作时，说明平安阀G的调整步骤如下：〔1〕卸下或松开远操系统中的最大舵角限制，以使舵叶能超过最大舵角〔2〕翻开缸阀B、C，关闭旁通阀1、2，关闭缸阀A、D〔3〕起动1号泵，使撞杆右移至油缸底〔4〕注视2号压力表，转动平安阀G的调整螺杆，使其到达调定值，一般为额定压力105 %，注意该数值平安阀已全开而油压不再升高时之数值其它平安阀的调整步骤如下表所示至于平安阀G、I、J的调整试验，可用同样方法进行，参看以下表调 整平安阀使用泵号舵 轮旋转方向开放缸阀关 闭指 示压力表旁通阀缸 阀GHIJ1#1#2#2#右左右左B、CB、CA、DA、D1、 1、 21、 1、 21、 1、 21、2A、DA、DB、CB、C2#1#2#1# 5．应急操舵装置见图3—8，本液压舵机所配套的2号应急操舵装置。
它由手动油泵、三通接头及阀组〔由手动换向阀、安装板、液压控制单向阀等组成〕三局部组成当舵机发生故障时，可使用该应急操舵装置转舵时间±15度/分2号应急操舵装置的使用压力P为15kg/cm2(约1.47MPa), 应急管路的密封试验压力为140kg/cm2 (约13.73MPa), 而主管路的密封试验压力为160kg/cm2 (约15.7MPa) 〔二〕DDI型电子式随动操舵系统 本系统作为YD100—1.6/28型液压舵机的操舵配套设备它由广州航海仪器厂制造〔见图3-9〕该操舵台的使用环境和性能为：〔1〕该无触点随动操舵系统〔以下简称操舵仪〕与标准系列10吨米以下各型舵机和其它电磁阀控制的舵机配套，可以供各种中、小型民用船舶和军用辅助船舶使用〔2〕符合船用技术条件〔3〕该操舵仪采用交流50Hz、380V〔或220V〕电源报警系统采用直流24V电源、备有左右舷电源转换及两套系统自动转换装置、电机启动器及反响机构而且有声光过载报警系统〔4〕该操舵仪可在驾驶台进行随动操舵和手动操舵，还可在舵机舱进行手动操舵，需要时右在桥楼或备用指挥台增设手动操舵装置〔5〕该操舵仪在驾驶室控制两套油泵机组操舵仪的两套独立的操舵系统采用晶体管和可控硅操纵电液阀，从而实现操舵的目的。
〔6〕该操舵仪采取了措施，以减少对无线电的干扰 1．电气原理的说明本操舵仪备有两套相同而互相独立的电气系统，这两套系统分别控制两套液压系统〔电气原理图见646Q45—22—00YL〕现仅以1号系统为例进行说明1） 〔1〕 电源局部左右舷50周380伏电源接至安装在舵机舱的电源转换箱CQ，然后再由CQ。