液压舵机教学开题报告
为了满足教学和相关科研的需要，笔者所在的教学团队设计了一套液压舵机教学实验台，针对实验台中的液压控制部分进行设计，并介绍其工作原理。该系统具有结构简单，造价成本低，运行安全可靠等优点，无论是在教学上还是科研试验中都将起到积极的作用。下面是小编整理的液压舵机教学开题报告，欢迎来参考！
0 引言
笔者所在的院校是一所具有沿海特色的高职院校，该校开设了轮机工程技术专业，《船舶辅机》课程是该专业的核心专业技能课程。该门课程的实验教学必不可少，购买成套舵机实验台成本高且不利于改造，根据多年的教学与科研经验，笔者所在的教学团队设计了一套液压舵机教学实验台。
液压舵机是船舶最重要的辅机之一，根据推舵方式不同，分为拨叉式、转叶式和摆缸式三种[1]。由于摆缸式液压舵机无需设追随机构，体积小、结构简单、布置方便、转船力矩大、可靠性好等优点，在中小型船舶中得广泛的使用[3]。因此，本实验台采用的是摆缸式液压舵机设计，它是由电机带动定量泵工作，通过转向器或电磁换向阀来控制压力油进出端铰摆缸，推动转舵机构从而实现操舵目的。针对本液压舵机教学实验台，笔者本着经济、实用为出发点设计出该实验台的液压系统，以下是本液压系统的整个设计过程与原理分析。
1 液压系统的设计
液压舵机的液压控制系统一般分为泵控型和阀控型两种[1]。泵控型液压系统一般采用双向变量泵作为主泵，配备一个小功率的齿轮泵作为辅泵，同时必须采用直流伺服电机式电气遥控系统和浮动杆追随机构，所以系统构造相对复杂，制造成本高。阀控型液压系统使用定量泵供液，使用电气遥控系统操纵电磁换向阀，来改变油液的流动方向从而达到转舵目的[1]。与前者相比，阀控型液压系统比较简单，制作费用低廉，但是在稳定性和可靠性上不够前者。随着液压阀制造精度的提高，阀控型液压系统也能达到很好的.整体性能，在中小功率的场合使用更有竞争力。
本液压舵机实验台是根据小型船舶液压舵机进行设计，液压系统的设计压力为16Mpa。从经济成本出发，并结合教学的实际需要，本设计采用阀控型液压系统，整个液压系统由油箱、齿轮泵、电动机、溢流阀、电磁阀、转向器、液控双向锁、橡胶管以及一些其他的辅助元件组成，液压系统的组成如图1所示。
2 液压系统的原理分析
按照《钢质海船入级与建造规范》中规定，每一套液压舵机都有一套以上的控制系统，本实验台由电动液压为主兼顾手动操纵组成一体[4]。
2.1 手动操舵模式
根据图1所示，（6）是一个全液压转向器，在液压泵（2）正常工作的情况下，该转向器起到计量马达的作用，保证进入两个液压缸（9、10）的液压油量与舵轮转角成相应比例。亦即当舵轮向某个方向旋转一个角度时，推杆平衡板也带动舵轴向同样方向转过一个角度。当关闭液压泵，或者是遭遇断电的情况时，通过人力转动舵轮来带动液压转向器，这时相当于一个手动油泵，液压油经过换向阀（5）的左位，并输送到油缸实现转舵功能。
2.2 电液动操舵模式
启动液压泵，给电磁换向阀（5）上电，则进入电液动操舵模式。舵叶的运动一般有三种状态，左转舵、右转舵和保持不动。左转舵：给电磁换向阀（7）的左侧通电，液压油流经电磁换向阀（6）的右位进入电磁换向阀（7）的左位，再流经液压锁（8），最终液压油进入液压缸（9）的无杆腔和液压缸（10）的有杆腔。在液压缸（9）活塞杆的推动和液压缸（10）活塞杆的拉动下，推杆平衡板带动着舵轴做逆时针转动，从而实现了船向左转舵。同理，保持换向阀（5）通电的前提下，给换向阀（7）的右侧上电即可实现向右转舵。当没有偏舵角时，只需要把电磁阀（7）断电，让换向阀处于中位，在液压锁（8）的作用下，即可保持当前的航向角前进。
3 总结
传统的舵机液压系统有一部分只采用O型的三位四通换向阀来控制油液的方向，由于换向阀多为滑阀，中位的机能就是通过阀芯与阀口的遮盖来实现，滑阀不可避免的会产生泄漏，出现风浪时泄漏会更加严重，导致舵角不能长时间保持。本设计采用O型的三位四通换向阀加液压锁构成，使用起来更加安全可靠。
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