CN101434291B - 转叶式高压舵机 - Google Patents

Abstract

本发明的转叶式高压舵机，主要包括转轴、定片、动片、缸体、上盖和下盖，所述转轴为两头分别设有圆端面的线盘式转轴，缸体套装在线盘式转轴的圆端面上，线盘式转轴的圆端面与缸体之间装有密封圈，动片经动片密封圈用螺栓固定在转轴与两个圆端面之间，定片经定片密封圈用螺栓固定在相邻动片之间的缸体内壁上，定片两侧面上分别设有油孔与缸体上的进、回油孔相通，上盖和下盖经轴套安装在线盘式转轴两端并用螺栓固定在缸体的两端面上。具有推舵平稳，体积小，无轴向力、缸盖不承受油压、能使用高压油工作、维护保养方便和还能方便的组成双级或多级舵机等优点，适合大、中、小型船舶广泛使用。

Description

转叶式高压舵机

技术领域

本发明涉及一种船用转叶式液压舵机，特别是一种能使用高压力油作动力的转叶式高压舵机，属于转叶式液压舵机领域。

背景技术

现有船舶至今一直使用的转叶式液压舵机，主要是采用转子、叶片的油马达结构，其结构如附图1和2所示，主要包括缸体1，定片2，转轴3，动片4，密封条5，上盖6、下盖7，所述动片4固装在转轴3上，缸体1套装在动片4的外缘上，定片2装在相邻动片之间的缸体内壁上，上盖6和下盖7装在缸体两端并用螺栓固定在缸体和定片上，定片和动片与缸盖之间分别装有密封条5，定片两侧面上分别设有油孔与缸体上的进、回油孔相通。通过缸体1、上盖6、下盖7及密封条5来封闭和隔离转轴上的动片4和缸体上的定片2，形成油马达液压油腔(所述动片和定片分别为两片或三片，对应布置达到转舵目的)。其结构虽然简单，但也明显存在以下缺陷：1、因缸盖内表面直接与液压腔接触，必然承受高、低压油的交替作用，轴向应力大，缸盖易出现变形，使缸盖与运动的动片之间的轴向间隙增大，进而使固定缸盖和固定定片的螺栓产生拉伸，导致定片轴向间隙增大，密封件易产生渗漏。2、动片和定片截面形状为直角，动片与缸体和缸盖产生相对运动需要密封，定片与转子产生相对运动需要密封，这样会使动、定片的上、下面和侧面之间的密封条都要形成直角，密封条不能一次成形，装配过程中都会错位拼接，造成密封可靠性差。3、在实际制造中，为提高密封性能，缸盖和动片密封都采用了在密封条沟槽内接通高压油使密封条在高压油的作用下紧紧贴合缸盖内壁运动的动片和缸体的接触面，从而来强化了密封性能，这样在缸盖、动、定片上需加工工艺孔，在动片或定片上装配压力阀件来保证沟槽内高压油始终与高压腔相连通，这样给缸盖、动、定片增加了制造难度和装配难度，尤其密封条也需专门设计制作，成本高且不利于维护保养。

所以现有的转叶式液压舵机只能使用中、低压力油工作，不能承受更高的高压油的压力，使现有的转叶式液压舵机存在体积大，占用面积大，重量重和维护成本高等明显缺陷。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有转叶式液压舵机的不足之处，设计一种结构合理、有利于缩小体积、密封结构简单、维护保养方便、缸盖不承受油压、能使用高压油工作的转叶式高压舵机。

本发明的转叶式高压舵机，包括转轴、定片、动片、缸体、上盖和下盖，其特征在于所述转轴为两头分别设有圆端面的线盘式转轴，缸体套装在线盘式转轴的圆端面上，线盘式转轴的圆端面与缸体之间装有密封圈，动片经动片密封圈用螺栓固定在转轴与两个圆端面之间，定片经定片密封圈用螺栓固定在相邻动片之间的缸体内壁上，定片两侧面上分别设有油孔与缸体上的进、回油孔相通，上盖和下盖经轴套安装在线盘式转轴两端并用螺栓固定在缸体的两端面上。

所述线盘式转轴的圆端面与轴壁之间通过圆弧形过渡面连成一体，动片和定片的断截面的形状可为方形、梯形、圆形或椭圆形、半圆或半椭圆形、半圆形与方形的组合。

所述线盘式转轴上设有的圆端面至少为2个，在线盘式转轴上分布有N个圆端面可组成N-1级舵机，每级舵机中所设的动片和定片的数量分别为2～3个。

本发明的转叶式高压舵机，明显具有以下优点：1、解决了转叶舵机密封，舵机更加可靠。2、解决了转叶舵机密封舵机的油压得到提高(即：同样体积转叶式舵机的油压提高了，则舵机扭矩增大，舵机相对体积减小)，则该舵机更加经济。3、解决了转叶舵机制造、装配工艺和油封选配，则该舵机维修保养成本低，更加实用。具有结构合理、有利于缩小体积、密封结构简单、维护保养方便、缸盖不承受油压、能使用高压油工作等优点，是现有的转叶式液压舵机的升级换代产品。4、由于能组成N级舵机，对船级社规范要求双推舵机构的船舶应用更加广泛。

附图说明

图1是现有的转叶式液压舵机的结构示意图；

图2是附图1中拆除上盖的俯视结构示意图；

上图中的1是缸体，2是定片，3是转轴，4是动片，5是密封条，6是缸体上盖，7是缸体下盖，8是进、回油腔。

图3是本发明的转叶式高压舵机的一种结构示意图(也是图4中的A-A视图)；

图4是附图3中拆除上盖和部分圆端面的俯视结构示意图；

图5是附图3的分解结构示意图；

图6-10是本发明的动片和定片的断截面的形状分别为方形、梯形、圆形或椭圆形、半圆或半椭圆形、半圆形与方形组合的转叶式高压舵机的结构示意图；

图11是本发明的一种用3个圆端面组成两级高压舵机的结构示意图。

具体实施方式

参见附图3-5，图中的21是螺栓，22是缸体，23是螺栓，24是盖板螺栓，25是圆端面，26是垫圈，27是定片，28是轴套，29是转轴，30是动片，31是密封条和密封槽，32是上盖，33是螺栓，34是密封圈和密封槽，35是下盖，36是进、回油腔，37是回、进油腔，38是回、进油孔，39是进、回油孔。

本发明的转叶式高压舵机，主要包括转轴29、定片27、动片30、缸体22、上盖32和下盖35，所述转轴29为两头分别设有圆端面25的线盘式转轴，缸体22套装在线盘式转轴的圆端面25上，线盘式转轴的圆端面25与缸体22之间装有密封圈34，动片30经密封条31用螺栓33固定在转轴29与两个圆端面25之间，定片27经密封条31用螺栓23固定在相邻动片之间的缸体22内壁上，定片27两侧面上分别设有进、回油孔38和回、进油孔39分别与进、回油腔36和回、进油腔37相通，上盖32和下盖35分别经轴套28和垫圈26安装在转轴29两端并用螺栓24固定在缸体22的两端面上。

所述线盘式转轴的圆端面25与转轴29之间通过圆弧形过渡面连成一体，动片30和定片27的断截面的形状可为方形(如图6)、梯形(如图7)、圆形或椭圆形(如图8)、半圆或半椭圆形(如图9)、半圆形与方形的组合(如图10)等多种形状。

还可以使用多级转叶式油马达的重叠，即：线盘式转轴为多级，定片和动片上下可重叠布置，共同推舵。上述例中的线盘式转轴上设有的圆端面为2个，可组成一级舵机。如在线盘式转轴上设有三个圆端面即可组成双级舵机(其结构如图11所示)，更适合船级社规范要求双推舵机构的船舶使用。可在同一个线盘式转轴上设有更多级的多级舵机，即设有N个圆端面即可组成N-1级舵机。每级舵机中所设的动片和定片的数量分别为2～3个。

由于将转子轴设计成线盘状结构，将定片和动片依次装在线盘结构内，动片经螺栓固定在转轴的圆端面上，定片经螺栓固定在缸体上，使由定片和动片封闭的液压油腔36和37设在线盘结构内，经油孔38和39输入到液压油腔内的压力油在线盘结构内产生的上、下作用力分别作用在转轴39内的上、下两个圆端面25上，由于转轴29和上、下两个圆端面25为一个整体，这样可使上、下作用力自行抵消，达到转轴上作用力的平衡。

上、下缸盖32和35不承受油腔的压力油的压力，所以，能很好的解决了现有的转叶式液压舵机难以克服的缸盖易出现变形和缸盖螺栓受拉伸后，动、定片与缸盖轴向间隙增大而引起液压油渗漏的问题。同时，线盘整体结构设计合理，能保证上、下端面强度，装配时，可在上、下端面之间先固定好动片，再放入定片和缸体并将定片固定在缸体内壁上，动、定片的上、下轴向间隙一定，同时动、定片径向运动间隙由缸体和转轴确定，都能在加工过程中有效控制，只要保证缸体和转轴的刚度、强度，这样动、定片轴向和径向间隙就不受液压油腔内油压影响，液压油自始自终都被封闭在线盘转轴腔内，定片、动片上的密封条以及线盘转轴上的密封圈选取通用密封件即可满足密封性能要求。

另外，线盘式转轴的加工也不难，定片和动片还可同时一起加工后分割，定片和动片形状选择多样，动片和定片截面形状采用连续过渡圆弧，密封条可连成整体，减少了密封条拼接，油泵组供给的高、低压油通过缸体或定片上油孔进入线盘式转轴内的液压油腔，使与线盘式转轴固定的动片左右两腔形成油压差，同时定片又与缸体固定，缸体固定在船体上，线盘式转轴孔内装有舵轴并通过键或涨紧套转递扭矩。这样，动片与线盘式转轴一起带动舵杆产生转动，从而达到操舵目的。具有推舵平稳，体积小，无轴向力、缸盖不承受油压、能使用高压油工作和维护保养方便等优点，适合大、中、小型船舶广泛使用。

Claims (2)

1.一种转叶式高压舵机，包括转轴、定片、动片、缸体、上盖和下盖，其特征在于所述转轴为两头分别设有圆端面的线盘式转轴，线盘式转轴的圆端面与转轴之间通过圆弧形过渡面连成一体而使转轴和上、下两个圆端面为一个整体，缸体套装在线盘式转轴的圆端面上，线盘式转轴的圆端面与缸体之间装有密封圈，动片经动片密封圈用螺栓固定在转轴与两个圆端面之间，定片经定片密封圈用螺栓固定在相邻动片之间的缸体内壁上，定片两侧面上分别设有油孔与缸体上的进、回油孔相通，上盖和下盖经轴套安装在线盘式转轴两端并用螺栓固定在缸体的两端面上。

2.如权利要求1所述的转叶式高压舵机，其特征在于所述线盘式转轴上设有的圆端面至少为2个，在线盘式转轴上分布有N个圆端面可组成N-1级舵机，每级舵机中所设的动片和定片的数量分别为2～3个。

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