文 献 综 述
摘要：HD型转叶式电动液压操纵舵装置，从设计上保证了使用的可靠性，能有效而准确地操纵方向，对操舵中的脉冲信号立即作出反映，与往复式舵机相比转叶式舵机具有非常紧凑的设计，运动部件少，操舵平稳，舵角范围宽，安装方便，操作维护简单，占地面积小等优点，因此，它是一种理想的操舵装置，能适应各类船舶不同的需要。正是如此，其应用也越来越广泛。因此，为保证舵机安全工作，对转叶式舵机的疲劳分析显得尤为重要。
关键词：转叶式舵机，有限元，静力分析，疲劳分析
一、前言。
舵机的发展经历了人力、电动到电动液压驱动，其控制也从机械、液压到电气遥控，使舵机设备逐渐集成紧凑、操作简便、并追求节能环保。现代远洋船舶基本采用电动液压驱动的液压舵机，按其结构形式可以分为依靠活塞直线运动的往复柱塞式和高压油作用在叶片上驱动转子旋转的转叶式舵机；其中转叶式舵机的设计和制造是从 20 世纪 50 年代才开始的，由于其相对于柱塞式舵机具有一系列的优势而迅速成为市场的发展热点。据统计，在我国的出口船舶订单中有 80%以上外商指定或备选转叶式舵机，非出口船使用转叶式舵机也逐渐成为趋势。军用舰船选用转叶式舵机的优势十分明显：在德国生产的护卫舰、驱逐舰、扫雷艇基本上全部使用转叶式舵机。舵机需要在海上作业, 工况恶劣, 对零件的可靠性要求很高。因此，对转叶式舵机进行疲劳分析并形成初步理论指导显得十分重要。
- 正文
相比于连杆式舵机，转叶式舵机没有连杆，而是在舵机上有转叶（阴影部分为固定部分）见图1。这些叶片与舵壁便组成了4个油缸（2个A油缸，2个B油缸），4个油缸通过相连接的油管相通；当1号电机通电时，1号油泵启动，通过油管泵油与 1 号油泵相连的A油缸，由于A油缸油压增大，迫使转叶片逆时针方向转动，强压使 2 个B油缸的油分别泄放回1号油柜，油柜中的油经过油泵压入2个A油 缸，如此不断循环，带动舵杆逆时针方向转动，从而驱使舵叶逆时针方向转动；当操作阀换向时，相反地油泵至B油缸，使舵机转叶片顺时针方向转动，带动舵杆顺时针方向转动，最终驱使舵叶顺时针方向转动。
（图一，转叶式舵机）
通过对转叶式舵机工作原理的分析，我们可初步确定需要分析的问题。即高压油管的应力问题和转子的疲劳问题。
莫国影，曾勇军运用有限元分析软件ANSYS Workbench对转叶式舵机进行了静力分析和疲劳分析。通过静力分析他们发现，舵机的最大变形发生在静叶上且处于安全范围内，而在缸体缸盖的螺纹孔、转子与舵杆连接表面及动叶根部应力集中现象明显，易发生疲劳破坏。通过疲劳分析他们发现，转子内圆表面处最易发生疲劳损伤。因此，他们提出在动叶根部倒圆角以减小应力集中，在转子内圆表面处适当开圆形槽，既减小了摩擦又增加了受力面积。
