一种具有复零功能的非收放式减摇鳍液压系统的制作方法

本技术属于船舶液压系统，特别是涉及一种具有复零功能的非收放式减摇鳍液压系统。

背景技术：

1、非收放式减摇鳍装置在不使用时，由锁紧油缸带动伸缩销将伸缩销插入鳍柄的销孔，进而将装置锁紧，使在船体外部的鳍不会因水流而无序摆动。而装在锁紧油缸上的伸缩销能否顺利插进鳍柄的销孔与鳍柄销控复零的精度有很大的关系。一般非收放式减摇鳍复零通过伺服阀及角度传感器的闭环控制进行电液复零，这对伺服阀、角度传感器及复零控制的精度要求较高，有时会因复零精度问题导致无法完成正常伸缩销的现象。

技术实现思路

1、本实用新型针对现有技术的不足，提供一种具有复零功能的非收放式减摇鳍液压系统，利用杠杆原理，能够精准控制作用在鳍柄两端的转矩达到平衡，使鳍精准复零，确保复零后的鳍柄可以通过锁紧机构的伸缩销实现对鳍的锁紧到位或解除锁紧到位，避免了由于复零偏差导致的鳍柄无法锁紧或无法解除锁紧。

2、为实现本实用新型的技术目的，本实用新型将采取以下的技术方案：

3、一种具有复零功能的非收放式减摇鳍液压系统，包括锁紧机构、鳍柄、转鳍油缸组和控制阀组；转鳍油缸组具有对称设置的两个转鳍油缸，转鳍油缸的一端具有推杆，鳍柄的两端分别与两个转鳍油缸的推杆连接；鳍柄具有固定鳍轴的中心孔，鳍柄的外缘设置有销孔，锁紧机构设置在鳍柄的外侧，锁紧机构包括伸缩销，伸缩销与鳍柄的销孔相匹配；控制阀组分别与锁紧机构和两个转鳍油缸的油腔连通；

4、两个转鳍油缸和鳍柄组成杠杆结构，鳍柄为杠杆结构的杠杆，鳍柄的中心孔为杠杆结构的支点，两个转鳍油缸与鳍柄的安装点到鳍柄的中心孔圆心的长度为杠杆结构的力臂；

5、控制阀组控制两个转鳍油缸向鳍柄的两端施加大小方向相同的力，使得鳍柄复零。

6、进一步地，两个转鳍油缸向鳍柄施加的转矩mw由下式确定：

7、

8、式中：

9、mw─转鳍油缸施加在鳍柄上的转矩，nm；

10、flx─转鳍油缸作用在鳍柄上的作用力，n；

11、lx─转鳍油缸作用在鳍柄上的力臂，m。

12、进一步地，当鳍柄复零时，两个转鳍油缸在鳍柄两端施加的作用力flx的大小方向和力臂lx均相等，两个转鳍油缸向鳍柄左右两侧施加的转矩mw之和为0。

13、进一步地，控制阀组控制两个转鳍油缸向鳍柄的两端交替施加方向相反的力，使得鳍柄往复回转；当鳍柄回转时，两个转鳍油缸在鳍柄两端施加的作用力flx的方向相反，两个转鳍油缸向鳍柄施加的转矩mw为鳍柄左右两侧的转矩之和。

14、进一步地，两个转鳍油缸作用在鳍柄两端的力臂lx相同。

15、进一步地，转鳍油缸由推杆端至与推杆相对的一端依次设置有一油腔、二油腔和三油腔；

16、鳍柄复零时，两个转鳍油缸的一油腔和二油腔同步泄油，三油腔的活塞有效作用面积相同；

17、鳍柄往复回转时，两个转鳍油缸均具有两种工作模式，其中一个转鳍鳍油缸基于一油腔进油、二油腔和三油腔泄油的工作模式，使得该转鳍鳍油缸的推杆拉动鳍柄的一端向油腔内运动；另一个转鳍鳍油缸基于二油腔进油、一油腔和三油腔泄油的工作模式，使得该转鳍鳍油缸的推杆推动鳍柄的另一端向远离油腔方向运动，通过交替控制两个转鳍油缸的两种工作模式实现鳍柄的往复回转。

18、进一步地，控制阀组包括蓄能器；蓄能器安装在控制阀组的管路上，用于具有复零功能的非收放式减摇鳍液压系统建压时充入具有预设压力的液压油。

19、进一步地，还包括油箱及冷却器组件；油箱及冷却器组件与控制阀组连接，用于向控制阀组输送液压油以及收集转鳍油缸组内由控制阀组控制回流的液压油。

20、进一步地，油箱及冷却器组件包括电机、柱塞泵、冷却器、回油过滤器和油箱；

21、油箱包括出油口和回油口，油箱的出油口通过管路与柱塞泵连接，柱塞泵通过电机驱动连接，柱塞泵同时与控制阀组进油管路连接；油箱的回油口与回油过滤器连接，回油过滤器与冷却器连接，冷却器与控制阀组的回油管路连接。

22、根据上述的技术方案，相对于现有技术，本实用新型具有以下的优点：

23、第一、本实用新型利用杠杆原理，当鳍复零时，通过控制阀组同时向两个转鳍油缸底部施加相同压力的液压油，液压油进入转鳍油缸推动转鳍油缸内的活塞，使得两个转鳍油缸的活塞有效作用面积相同，转鳍油缸的活塞带动转鳍油缸的推杆向鳍柄的两端施加相同推力，使鳍柄呈复零状态；当鳍工作时，控制阀组控制一侧的转鳍油缸向鳍柄施加推力，控制阀组控制另一侧的转鳍油缸向鳍柄施加拉力，通过控制阀组对两个转鳍油缸的交替控制，实现鳍柄的回转运动；能够精准控制作用在鳍柄两端的转矩达到平衡，使鳍精准复零，确保复零后的鳍柄可以通过锁紧机构的伸缩销实现对鳍的锁紧到位或解除锁紧到位，避免了由于复零偏差导致的鳍柄无法锁紧或无法解除锁紧；

24、第二、本实用新型的转鳍油缸具有三个油腔和多种工作模式，三个油腔分别是一油腔、二油腔和三油腔；在鳍复零时，两个转鳍油缸的一油腔和二油腔同步泄油，三油腔的活塞有效作用面积相同；鳍往复回转时，鳍柄一侧的转鳍鳍油缸基于一油腔进油、二油腔和三油腔泄油的模式工作，鳍柄另一侧的转鳍鳍油缸基于二油腔进油、一油腔和三油腔泄油的模式工作，两个转鳍油缸的两种工作模式相互交替能够精准实现鳍的往复回转；

25、第三、本实用新型的控制阀组具有蓄能器，蓄能器能够在具有复零功能的非收放式减摇鳍液压系统建压时充入具有预设压力的液压油；

26、第四、本实用新型的油箱及冷却器组件能够为向控制阀组输送液压油以及收集转鳍油缸组内由控制阀组控制回流的液压油，油箱及冷却器组件包括冷却器和回油过滤器，冷却器和回油过滤器安装在控制阀组的回油管路上，通过冷却器能够为工作后的液压油进行降温，确保具有复零功能的非收放式减摇鳍液压系统处于适宜的工作温度，保证系统压力，通过回油过滤器能够过滤转鳍油缸、控制阀组和管路内的磨损杂质，保证系统平稳运行。

技术特征：

1.一种具有复零功能的非收放式减摇鳍液压系统，包括锁紧机构(1)、鳍柄(2)、转鳍油缸组(3)和控制阀组(4)；转鳍油缸组(3)具有对称设置的两个转鳍油缸，转鳍油缸的一端具有推杆，鳍柄(2)的两端分别与两个转鳍油缸的推杆连接；鳍柄(2)具有固定鳍轴的中心孔，鳍柄(2)的外缘设置有销孔，锁紧机构(1)设置在鳍柄(2)的外侧，锁紧机构(1)包括伸缩销，伸缩销与鳍柄(2)的销孔相匹配；控制阀组(4)分别与锁紧机构(1)和两个转鳍油缸的油腔连通；其特征在于，

2.根据权利要求1所述的具有复零功能的非收放式减摇鳍液压系统，其特征在于，两个转鳍油缸向鳍柄(2)施加的转矩mw由下式确定：

3.根据权利要求2所述的具有复零功能的非收放式减摇鳍液压系统，其特征在于，当鳍柄(2)复零时，两个转鳍油缸在鳍柄(2)两端施加的作用力flx的大小方向和力臂lx均相等，两个转鳍油缸向鳍柄(2)左右两侧施加的转矩mw之和为0。

4.根据权利要求2所述的具有复零功能的非收放式减摇鳍液压系统，其特征在于，控制阀组(4)控制两个转鳍油缸向鳍柄(2)的两端交替施加方向相反的力，使得鳍柄(2)往复回转；当鳍柄(2)回转时，两个转鳍油缸在鳍柄(2)两端施加的作用力flx的方向相反，两个转鳍油缸向鳍柄(2)施加的转矩mw为鳍柄(2)左右两侧的转矩之和。

5.根据权利要求2所述的具有复零功能的非收放式减摇鳍液压系统，其特征在于，两个转鳍油缸作用在鳍柄(2)两端的力臂lx相同。

6.根据权利要求1所述的具有复零功能的非收放式减摇鳍液压系统，其特征在于，转鳍油缸由推杆端至与推杆相对的一端依次设置有一油腔、二油腔和三油腔；

7.根据权利要求1所述的具有复零功能的非收放式减摇鳍液压系统，其特征在于，控制阀组(4)包括蓄能器(43)；蓄能器(43)安装在控制阀组(4)的管路上，用于具有复零功能的非收放式减摇鳍液压系统建压时充入具有预设压力的液压油。

8.根据权利要求1所述的具有复零功能的非收放式减摇鳍液压系统，其特征在于，还包括油箱及冷却器组件(5)；油箱及冷却器组件(5)与控制阀组(4)连接，用于向控制阀组(4)输送液压油以及收集转鳍油缸组(3)内由控制阀组(4)控制回流的液压油。

9.根据权利要求8所述的具有复零功能的非收放式减摇鳍液压系统，其特征在于，油箱及冷却器组件(5)包括电机(50)、柱塞泵(51)、冷却器(52)、回油过滤器(53)和油箱(54)；

技术总结
本申请属于船舶液压系统技术领域，具体涉及一种具有复零功能的非收放式减摇鳍液压系统，包括锁紧机构、鳍柄、转鳍油缸组和控制阀组，两个转鳍油缸和鳍柄组成杠杆结构，鳍柄为杠杆结构的杠杆，鳍柄的中心孔为杠杆结构的支点，两个转鳍油缸与鳍柄的安装点到鳍柄的中心孔圆心的长度为杠杆结构的力臂；控制阀组控制两个转鳍油缸向鳍柄的两端施加大小方向相同的力，使得鳍柄复零。本申请利用杠杆原理，能够精准控制作用在鳍柄两端的转矩达到平衡，确保复零后的鳍柄可以通过锁紧机构的伸缩销实现对鳍的锁紧到位或解除锁紧到位，避免了由于复零偏差导致的鳍柄无法锁紧或无法解除锁紧。

技术研发人员：曹长水,邓启亮,杨万富,叶剑琼
受保护的技术使用者：中国船舶集团有限公司第七〇四研究所
技术研发日：20230823
技术公布日：2024/3/4