一种新型船舶液压舵机的制作方法

本实用新型涉及液压舵机，更具体地说，它涉及一种新型船舶液压舵机。

背景技术：

船用液压舵机作为船舶转向系统部件，是船舶除主机以外最重要的组成部件，如何保证船舶的安全航行，是重中之重。近年来，随着珠江黄金水道，大湾区建设，北部湾经济区等，船舶吨位越来越大，船舶数量日趋增多，液压舵机的安全性承载着整个珠江航区船舶的航行安全。

液压舵机是船舶重要甲板机械之一，其作用是改变和保持船舶航向。舵机工作直接关系船舶的航行安全。液压舵机的功用是保证船舶按照要求迅速可靠地将舵叶转到并保持在指定的舵角。船舵主要是由舵叶，舵杆和舵机等组成部分组成。船舵在接到驾驶者的命令改变船舵的方向主要是依靠舵机带动舵叶实现的。舵机的工作效能的发挥对于船舵的正常使用意义重大。电动液压舵机一般多采用电动机带动油泵因此被称为电动液压舵机。液压舵机通过油液具有不可压缩性以及流量、压力和流向的可控制性进行转舵。舵机通过油泵把机械能转化为油液的压力能，然后通过转舵机构把压力能转化为机械能，进而实现对舵的左右转动。一套完整的舵设备是由舵、舵机、舵角指示器、舵机传动装置和舵角控制装置等设备构成。在船舶航海及作业过程中，这套设备主要负责把控、调转、保持航向。

现有的液压舵机如图1所示，包括电磁换向操舵油路a、手动转向操舵油路b，在电磁换向操舵油路a中，油箱c里的液压油依次通过电机泵d、二位三通电磁阀e、电磁换向阀f、舵机专用阀g、手动隔离阀h流入转舵机构i，在手动转向操舵油路b，液压油依次通过主机泵j、二位三通电磁阀e、手动液压转向器k、舵机专用阀g、手动隔离阀h流入转舵机构i。现有的液压舵机有以下缺点：电磁换向操舵油路a、手动转向操舵油路b共用一个二位三通电磁阀e，一旦二位三通电磁阀e卡死或漏油故障，则不能被隔离，容易出事故；电磁换向操舵油路a、手动转向操舵油路b共用一个油箱c，当油箱或管路或附件等漏油，油箱内的液压油容量无法满足系统所需时，无法操舵；采用手动隔离阀h，正常使用时为三通，当其中一套动力设备或管路故障时，人员从驾驶室跑到船尾的舵机舱，分别打开左右舵机舱舱盖，到关掉故障管路或设备的手动隔离阀，时间约5分钟，这段时间船舶航行方向不受控制，出现撞船，撞桥墩等事故发生的概率非常大，此过程耗时长，无法保证10秒隔离故障并转换到另一套动力设备操舵。因此，现有的液压舵机存在安全性低的问题。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是针对现有技术的上述不足，本实用新型的目的是提供一种安全性高的新型船舶液压舵机。

本实用新型的技术方案是：一种新型船舶液压舵机，包括转舵机构，还包括相互独立供油的电磁换向操舵油路、手动转向操舵油路，所述电磁换向操舵油路的输入端连接有第一油箱，所述电磁换向操舵油路的输出端通过自动隔离阀连接所述转舵机构，所述手动转向操舵油路的输入端连接有第二油箱，所述手动转向操舵油路的输出端通过所述自动隔离阀连接所述转舵机构，所述电磁换向操舵油路设有连接所述自动隔离阀的第一控制端的第一隔离油路，相应的，所述手动转向操舵油路设有连接所述自动隔离阀的第二控制端的第二隔离油路。

作为进一步地改进，自所述电磁换向操舵油路的输入端至输出端依次设有电机泵、电磁换向阀、舵机专用阀，所述第一隔离油路的一端连接所述电机泵的输出端。

进一步地，自所述手动转向操舵油路的输入端至输出端依次设有主机泵、手动液压转向器、舵机专用阀，所述第二隔离油路的一端连接所述主机泵的输出端。

进一步地，所述第一油箱的顶部与所述第二油箱的顶部通过高位连通管连通。

进一步地，所述高位连通管连接有储备油箱。

进一步地，所述第一油箱、第二油箱均设有低液位报警器。

进一步地，所述电磁换向操舵油路上各接头的流量不低于所述电机泵的流量的110％，所述手动转向操舵油路上各接头的流量不低于所述主机泵的流量的110％。

进一步地，所述自动隔离阀的型号为23yg-e25b。

进一步地，所述舵机专用阀的型号为hdf16/h2s15。

有益效果

本实用新型与现有技术相比，具有的优点为：

1.本实用新型通过设置相互独立供油的电磁换向操舵油路、手动转向操舵油路，当其中一个油路发生故障时，故障油路可以被完全隔离，并启用另一个油路继续操舵使船舶在正常航行，可以有效增加操舵安全性；通过设置自动隔离阀、第一隔离油路、第二隔离油路，当启用电磁换向操舵油路时，液压油从第一隔离油路流入自动隔离阀的第一控制端，可以控制电磁换向操舵油路的液压油从自动隔离阀流入转舵机构，并实现隔离手动转向操舵油路；当启用手动转向操舵油路时，液压油从第二隔离油路流入自动隔离阀的第二控制端，可以控制手动转向操舵油路的液压油从自动隔离阀流入转舵机构，并实现隔离电磁换向操舵油路；通过相互独立供油的油路、自动隔离阀、隔离油路的有机结合，在实现自动完全隔离故障油路的同时可以迅速切换到另一油路继续操舵使船舶在正常航行，避免了传统技术中人员需要到船尾舵机舱手动关闭故障管路而造成耗时长的问题，防止舵机长时间得不到控制而影响船舶航行，有效提高安全性。

2.本实用新型通过设置与电磁换向操舵油路对应的第一油箱，与手动转向操舵油路对应的第二油箱，可以避免一个油箱的液压油不足时而影响整个液压舵机不能工作，提高整个液压舵机工作的鲁棒性。第一油箱与第二油箱通过高位连通管连通，可以起到平衡两个油箱内的液压油，增加安全性。

附图说明

图1为传统技术的结构示意图；

图2为本实用新型的结构示意图。

其中：a-电磁换向操舵油路、b-手动转向操舵油路、c-油箱、d-电机泵、e-二位三通电磁阀、f-电磁换向阀、g-舵机专用阀、h-手动隔离阀、i-转舵机构、j-主机泵、k-手动液压转向器、1-转舵机构、2-电磁换向操舵油路、3-手动转向操舵油路、4-第一油箱、5-自动隔离阀、6-第二油箱、7-第一隔离油路、8-第二隔离油路、9-电机泵、10-电磁换向阀、11-舵机专用阀、12-主机泵、13-手动液压转向器、14-高位连通管、15-储备油箱、16-低液位报警器。

具体实施方式

下面结合附图中的具体实施例对本实用新型做进一步的说明。

参阅图2，一种新型船舶液压舵机，包括转舵机构1，还包括相互独立供油的电磁换向操舵油路2、手动转向操舵油路3。电磁换向操舵油路2的输入端连接有第一油箱4，电磁换向操舵油路2的输出端通过自动隔离阀5连接转舵机构1。手动转向操舵油路3的输入端连接有第二油箱6，手动转向操舵油路3的输出端通过自动隔离阀5连接转舵机构1。电磁换向操舵油路2设有连接自动隔离阀5的第一控制端的第一隔离油路7，相应的，手动转向操舵油路3设有连接自动隔离阀5的第二控制端的第二隔离油路8。自电磁换向操舵油路2的输入端至输出端依次设有电机泵9、电磁换向阀10、舵机专用阀11，电机泵9由电机带动，第一隔离油路7的一端连接电机泵9的输出端。自手动转向操舵油路3的输入端至输出端依次设有主机泵12、手动液压转向器13、舵机专用阀11，主机泵12由船舶主机带动，第二隔离油路8的一端连接主机泵12的输出端。通过设置相互独立供油的电磁换向操舵油路2、手动转向操舵油路3，当其中一个油路发生故障时，故障油路可以被完全隔离，并启用另一个油路继续操舵使船舶在正常航行，可以有效增加操舵安全性。通过设置自动隔离阀5、第一隔离油路7、第二隔离油路8，当启用电磁换向操舵油路2时，液压油从第一隔离油路7流入自动隔离阀5的第一控制端，可以控制电磁换向操舵油路2的液压油从自动隔离阀5流入转舵机构1，并实现隔离手动转向操舵油路3。当启用手动转向操舵油路3时，液压油从第二隔离油路8流入自动隔离阀5的第二控制端，可以控制手动转向操舵油路3的液压油从自动隔离阀5流入转舵机构1，并实现隔离电磁换向操舵油路2。通过相互独立供油的油路、自动隔离阀、隔离油路的有机结合，在实现自动完全隔离故障油路的同时可以迅速切换到另一油路继续操舵使船舶在正常航行，避免了传统技术中人员需要到船尾舵机舱手动关闭故障管路而造成耗时长的问题，防止舵机长时间得不到控制而影响船舶航行，有效提高安全性。设置与电磁换向操舵油路2对应的第一油箱4，与手动转向操舵油路3对应的第二油箱6，可以避免一个油箱的液压油不足时而影响整个液压舵机不能工作，提高整个液压舵机工作的鲁棒性。

液压舵机的液压元件结构多为滑阀型，阀芯与阀体间无密封圈密封，靠配合面机械密封，配合间隙为0.008～0.012mm。这种结构，势必会由于阀芯与阀体的间隙，管路压力等原因，有微量的内渗漏，导致其中一套油路的油箱液压油会渗漏到另一套油路的油箱中去。故两个油箱的安装应保证液压油液面在同一水平面，第一油箱4的顶部与第二油箱6的顶部通过高位连通管14连通，可以保证两油箱液压油液面平衡。高位连通管14连接有储备油箱15，第一油箱4、第二油箱6均设有低液位报警器16，当油箱内的液压油不足时，开启储备油箱15上的球阀即可进行补油。

在液压系统设计中，液压元件、管路和接头的流量校核很重要，电磁换向操舵油路2上各接头的流量不低于电机泵9的流量的110％，手动转向操舵油路3上各接头的流量不低于主机泵12的流量的110％，此情况下压力的升高不超过安全阀整定压力的10％。由于主机带动主机泵12存在流量变化，校核需按照最大航行转速时油泵的流量计算来选取，否则很容易造成背压过高，系统噪声大，发热严重，主机带泵停转等问题，使用不当严重影响液压舵机的安全性，进而引起船舶的安全操作。

自动隔离阀5的规格型号可以根据实际需要进行选择，在本实施例中，自动隔离阀5的型号为23yg-e25b。

当船舶在风暴中航行时，或在下急流河滩时，这样舵杆上受到负力矩的作用，若外界干扰能量较大，且方向与舵叶转动方向相反，舵机专用阀11中的单向阀起到止回作用，切断油缸和油泵之间的联系，有效防止油泵变成油马达。若外界负力矩的方向与舵的转向一致时，使油缸的活塞加速，当油泵来不及供油时，液压系统则产生抽空现象，大量空气进入液压系统中，产生冲击、振动和噪音，在这种负力矩下，油缸活塞移动加速，进油腔的压力降低，出油腔油压迅速增高，此时舵机专用阀11的回流通道面积会逐渐减小，起到节流作用，达到平衡作用，避免活塞一步一步停的“顿舵”及振动和噪声现象。在本实施例中，舵机专用阀11的型号为hdf16/h2s15。

在船舶进出港、停靠岸、转弯掉头等操舵工况，主机一般是处于怠速运行状态，此时要确保液压舵机转舵时间符合≤20秒的要求，具体的做法可以是在设计时通过加大主机泵12的排量，充分考虑船舶在正常航行过程主机转速与怠速的变化范围，做好主机皮带轮与主机泵12皮带轮的合理配比，使其既能满足主机怠速时的舵机转舵时间，正常航行时又不能超出主机带动主机泵12的额定转速。在正常航行时转舵时间会过快时，驾驶员可以通过手动液压转向器13操舵的转速来控制进入转舵机构的流量，从而得到想要的转舵速度。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。

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