[发明专利]一种浮动式球形转叶式舵机

说明书

技术领域

本发明为一种转叶式液压舵机，用于船舶方向控制。 

背景技术

船舶操纵系统的可靠性是船舶安全最重要的保障之一。舵机是船舶方向操纵系统的执行器，其性能直接影响到船舶的的安全性。目前，船舶舵机主要的结构形式有两种：往复式液压舵机和转叶片式液压舵机。柱塞式舵机由于其结构特点存在体积庞大、结构复杂、能效低、噪音大等局限，已逐渐难以满足该装备日益发展的要求。转叶式舵机具有体积小、结构简单紧凑、噪音小、操作维护方便等优点，若采用转叶式舵机替代柱塞式舵机，对操纵系统的精简以及降噪将极为有利。 

然而，目前转叶式舵机国产化的程度不高，仍需依赖进口，其主要原因是转叶式舵机的动密封问题迟迟不能得到很好的解决，导致转叶式舵机内泄漏过大，限制了转叶式舵机的工作效率。目前，转叶式舵机面临的主要问题是转叶式舵机密封面临的主要问题有：动密封面多导致泄漏面积大；端面采用间隙密封时，间隙需取足够大值以防止刚性表面直接接触；接触动密封效果与密封件寿命之间矛盾；密封面交界处不完全密封导致内泄漏大幅增加，而间接原因则包括舵机径向轴承磨损、变形或舵机承磨环不对称磨损(主要指柱形舵机)导致的舵机转子偏转以及舵柄承受弯矩引起的变形。 

从上述转叶式舵机内泄漏产生的原因来看，提高摆动密封的性能是解决内泄漏过大问题的首要关键。近年来，国内专家对转叶式舵机的密封进行了大量研究，并取得了一定成果。如武汉船用机械有限公司研发了一种新型的转叶式舵机密封装置实现了转叶式舵机动密封的自动补偿，提高转叶式舵机的工作压力至12MPa。谢良喜参考国外对转叶式舵机的密封设计提出了一种应用于船舶转叶式舵机的组合型自补偿密封机构以减小泄漏量，转叶式舵机企业(如南京中船绿洲等)也纷纷进行内泄漏问题的技术攻关，并取得了丰硕的成果，极大加速了我国转叶式舵机国产化的步伐。 

尽管国内外学者为改进转叶式舵机的密封性能做出了巨大努力，也取得了一定成 果，但如何将转叶式舵机的密封、使用寿命和效率结合在一起，在实现舵机径向密封间隙合理自动补偿的同时，保证舵机端面密封不受舵机转子等部件弯扭、偏心等变形的影响，达到对转叶式舵机工作腔室长期可靠的密封仍然未获得较为理想的解决方案。 

发明內容

本发明的目的在于提出一种船用转叶式舵机，解决现有转叶式舵机密封与承载问题。 

实现本发明的目的所采用的具体技术方案为： 

一种浮动式球形转叶式舵机，包括：上缸体、下缸体、转子、转叶和定叶，其特征在于， 

所述上缸体和下缸体固连，内部形成空腔，球形转子安装在上述空腔内，与舵机的舵柄通过胀套固连，所述转叶和定叶沿径向均匀布置在转子外周，并容置于所述空腔内，其中转叶与转子固定连接，定叶安装在所述空腔内，该转叶和定叶将所述空腔分割成相互独立的多个密封腔，各密封腔交替间隔地与液压系统的高压油路和低压油路连通，使得在密封腔室间形成压差，进而推动转叶带动转子转动，从而实现舵机转动。 

所述相互独立的多个密封腔中相间的各密封腔通过下缸体内的流道连通，从而使各密封腔形成为两组密封腔，其中一组密封腔与液压系统的高压油路连通，另一组与低压油路连通，使得在密封腔室间形成压差，进而推动转叶带动转子旋转，实现舵机转动。 

所述的转叶式舵机上缸体和下缸体通过螺钉固连形成空腔，定位销用于辅助上缸体和下缸体的安装；O型密封圈安装于下缸体上相应的沟槽内；转子与舵柄通过胀套固连，并安装在上述空腔内，衬垫置于上缸体与下缸体形成的内球面上；螺钉以及键将转叶与转子固连，螺钉对键进行限位。 

所述转叶的两端有套筒，通过螺钉与转叶固连；密封圈保持架安装在套筒与转叶形成的沟槽里；螺钉连接压盖和密封圈保持架，将密封圈压紧在密封圈保持架上。转叶密封圈支撑块安装在密封圈保持架上与舵机的上下缸体直接接触。 

所述定叶安装在上缸体与下缸体上的滑槽内，密封圈通过压盖和螺钉固定安装在定叶上，定叶密封圈支撑块安装在定叶上的沟槽内与转子直接接触，形成摩擦副；调整块通过螺钉与定叶固连。 

所述O型圈以及缸体密封圈位于上缸体与下缸体的环形槽内。螺塞用于下缸体内 流道工艺孔的封堵。 

所述转子上端油封和调整环安装在转子与上缸体形成的空腔内，并通过压盖压紧，压盖与上缸体通过螺钉固连，通过定位销定位。 

所述转子下端油封和调整环安装在转子与下缸体形成的空腔内，并通过压盖压紧，压盖与下缸体通过螺钉固连。 

所述转子端盖通过螺钉固连于转子端面，V型密封圈安装在舵杆上。