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！
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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