本发明公开了一种减摇陀螺的进动限速装置，用于对减摇陀螺的转子框架的进动速度进行控制，所述转子框架围绕一进动轴进动，该进动限速装置包括至少一个液压油缸以及限速阀，由于船舶随波浪不断摇摆，使液压油缸不断伸缩。由于形成的两个液压回路的管路均为单向连通，液压油总是从限速阀的进油口进入、出油口流出。通过对限速阀的流量进行调节，即可控制活塞组件的运动速度，进而控制进动速度。本发明具有以下有益效果：本发明可以对减摇陀螺的进动进行限速，扩大减摇陀螺的有效减摇范围；本发明结构简单，制造成本低廉。
1.一种减摇陀螺的进动限速装置，用于对减摇陀螺的转子框架的进动速度进行控制，所述转子框架围绕一进动轴进动，其特征在于，该进动限速装置包括第一液压油缸（11）以及限速阀（4），所述第一液压油缸（11）的内部设有活塞组件，所述活塞组件包括相互连接的活塞和活塞杆；所述活塞将所述第一液压油缸（11）的内部分隔为第一油缸室和第二油缸室，其中，所述活塞连接所述活塞杆的一侧为第二油缸室，所述活塞的另一侧为第一油缸室；所述第一液压油缸（11）设有第一进出油口和第二进出油口，其中，所述第一进出油口将所述第一油缸室与油缸外部连通，所述第二进出油口将所述第二油缸室与油缸外部连通；所述活塞杆连接有一连杆（2），所述连杆（2）与所述转子框架的进动轴相连；
所述限速阀（4）包括进油口（41）和出油口（42），所述第一进出油口单向连通到所述进油口（41），所述出油口（42）单向连通到所述第二进出油口，形成一液压回路；所述第二进出油口单向连通到所述进油口（41），所述出油口（42）单向连通到所述第一进出油口，形成另一液压回路；
所述限速阀（4）的内部设有纵剖面呈Ω型的阀芯（6），所述阀芯（6）将所述限速阀（4）的内部分割为入油腔和出油腔；所述入油腔的纵剖面呈倒置的U型，所述出油腔的纵剖面呈凸型；所述阀芯（6）的顶壁设有泄漏口（8），所述阀芯（6）的侧壁设有阀口（7），所述入油腔内设有弹簧（5）。
2.根据权利要求1所述的一种减摇陀螺的进动限速装置，其特征在于，还包括电磁换向阀（9）；所述电磁换向阀包括第一阀口（91）、第二阀口（92）、第三阀口（93）以及第四阀口（94），其中，所述第一阀口（91）与所述第一液压油缸（11）的第一进出油口连通，所述第二阀口（92）与所述进油口（41）连通，所述第三阀口（93）与所述第一液压油缸（11）的第二进出油口连通，所述第四阀口（94）与所述出油口（42）连通；
所述电磁换向阀（9）包括第一工作模式和第二工作模式；
当处于第一工作模式时，所述第一阀口（91）到所述第四阀口（94）单向连通，所述第二阀口（92）到所述第三阀口（93）单向连通，形成一液压回路；
当处于第二工作模式时，所述第三阀口（93）到所述第四阀口（94）单向连通，所述第二阀口（92）到所述第一阀口（91）单向连通，形成另一液压回路；
当所述第一液压油缸（11）的活塞组件收缩时，所述电磁换向阀（9）处于第一工作模式；当所述第一液压油缸（11）的活塞组件伸出时，所述电磁换向阀（9）处于第二工作模式。
3.根据权利要求2所述的一种减摇陀螺的进动限速装置，其特征在于，还包括与所述第一液压油缸（11）结构相同的第二液压油缸（12）；所述第二液压油缸（12）的活塞杆与所述连杆（2）相连，所述第二液压油缸（12）的第一进出油口与所述第三阀口（93）连通，所述第二液压油缸（12）的第二进出油口与所述第一液压油缸（11）的第二进出油口连通。
4.根据权利要求1所述的一种减摇陀螺的进动限速装置，其特征在于，还包括结构相同的第一单向阀（101）、第二单向阀（102）、第三单向阀（103）以及第四单向阀（104），所述第一单向阀（101）、所述第二单向阀（102）、所述第三单向阀（103）以及所述第四单向阀（104）均设有入口和出口；
所述第一液压油缸（11）的第一进出油口与所述第一单向阀（101）的入口连通，所述第一单向阀（101）的出口与所述进油口（41）连通，所述出油口（42）与所述第四单向阀（104）的入口连通，所述第四单向阀（104）的出口与所述第一液压油缸（11）的第二进出油口连通，形成一液压回路；
所述第一液压油缸（11）的第二进出油口与所述第二单向阀（102）的入口连通，所述第二单向阀（102）的出口与所述进油口（41）连通，所述出油口（42）与所述第三单向阀（103）的入口连通，所述第三单向阀（103）的出口与所述第一液压油缸（11）的第一进出油口连通，形成另一液压回路。
一种减摇陀螺的进动限速装置
技术领域
[0001] 本发明属于船舶减摇装置技术领域，具体涉及一种减摇陀螺的进动调速装置。
背景技术
[0002] 减摇陀螺属于船舶减摇装置，能有效减轻船舶横摇。船艇在波浪的作用下会发生摇摆，其中以横摇危害最大。船舶减摇装置有减摇鳍、减摇水舱、减摇陀螺等，各有利弊。其中，减摇陀螺的主要优点是减摇效果不受船艇航速的制约，且体积较小、便于安装，例如，可以加装到已经服役的船艇上（而其它减摇装置很难加装）。减摇陀螺主要由转子及其驱动装置、转子框架、转子框架进动控制装置、安装基架等部件构成。其中，当船艇在波浪的作用下产生摇摆时，转子设置在转子框架中，围绕一自转轴自转；转子随转子框架围绕一进动轴进动。减摇陀螺对船艇产生的作用力矩来源于转子框架进动时产生的反作用力矩，只有当该力矩与波浪作用力矩大约反相时才会减摇，大约同相时效果是增摇的。对转子框架的进动速度不加控制的减摇陀螺称为纯被动减摇陀螺，类似于纯被动减摇水舱，虽然在设计工况范围内可以减摇，但超出设计工况范围时有可能会增摇。因此，需要加装进动控制装置，对转子框架的进动速度进行控制。目前现有的技术主要是使用阻尼器实现对转子框架的进动进行控制（即调速，也叫刹车）。阻尼器与进动轴相连接，阻尼作用能使进动幅度减小，起到减摇作用。但是，采用阻尼器的进动调速装置结构复杂，成本较高。
发明内容
[0003] 为了克服现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种结构简单、成本低廉的减摇陀螺的进动限速装置，具体的技术方案如下：
[0004] 一种减摇陀螺的进动限速装置，用于对减摇陀螺的转子框架的进动速度进行控制，转子框架围绕一进动轴进动，该进动限速装置包括第一液压油缸以及限速阀，[0005] 第一液压油缸的内部设有活塞组件，活塞组件包括相互连接的活塞和活塞杆；活塞将第一液压油缸的内部分隔为第一油缸室和第二油缸室，其中，活塞连接活塞杆的一侧为第二油缸室，活塞的另一侧为第一油缸室；第一液压油缸设有第一进出油口和第二进出油口，其中，第一进出油口将第一油缸室与油缸外部连通，第二进出油口将第二油缸室与油缸外部连通；活塞杆连接有一连杆，连杆与转子框架的进动轴相连；
[0006] 限速阀包括进油口和出油口，第一进出油口单向连通到进油口，出油口单向连通到第二进出油口，形成一液压回路；第二进出油口单向连通到进油口，出油口单向连通到第一进出油口，形成另一液压回路；
[0007] 限速阀的内部设有纵剖面呈Ω型的阀芯，阀芯将限速阀的内部分割为入油腔和出油腔；入油腔的纵剖面呈倒置的U型，出油腔的纵剖面呈凸型；阀芯的顶壁设有泄漏口，阀芯的侧壁设有阀口，入油腔内设有弹簧。
[0008] 作为优化方案，该进动限速装置还包括电磁换向阀；电磁换向阀包括第一阀口、第二阀口、第三阀口以及第四阀口，其中，第一阀口与第一液压油缸的第一进出油口连通，第二阀口与进油口连通，第三阀口与第一液压油缸的第二进出油口连通，第四阀口与出油口连通；
[0009] 电磁换向阀包括第一工作模式和第二工作模式；
[0010] 当处于第一工作模式时，第一阀口到第四阀口单向连通，第二阀口到第三阀口单向连通，形成一液压回路；
[0011] 当处于第二工作模式时，第三阀口到第四阀口单向连通，第二阀口到第一阀口单向连通，形成另一液压回路；
[0012] 当第一液压油缸的活塞组件收缩时，电磁换向阀处于第一工作模式；当第一液压油缸的活塞组件伸出时，电磁换向阀处于第二工作模式。
[0013] 作为优化方案，该进动限速装置还包括与第一液压油缸结构相同的第二液压油缸；第二液压油缸的活塞杆与连杆相连，第二液压油缸的第一进出油口与第三阀口连通，第二液压油缸的第二进出油口与第一液压油缸的第二进出油口连通。
[0014] 作为优化方案，该进动限速装置还包括结构相同的第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀以及第四单向阀，第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀以及第四单向阀均设有入口和出口；
[0015] 第一液压油缸的第一进出油口与第一单向阀的入口连通，第一单向阀的出口与进油口连通，出油口与第四单向阀的入口连通，第四单向阀的出口与第一液压油缸的第二进出油口连通，形成一液压回路；
[0016] 第一液压油缸的第二进出油口与第二单向阀的入口连通，第二单向阀的出口与进油口连通，出油口与第三单向阀的入口连通，第三单向阀的出口与第一液压油缸的第一进出油口连通，形成另一液压回路。
[0017] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
[0018] （1）本发明可以对减摇陀螺的进动进行限速，扩大减摇陀螺的有效减摇范围；
[0019] （2）本发明结构简单，制造成本低廉。
附图说明
[0020] 图1 本发明实施例1的结构示意图；
[0021] 图2 本发明实施例2的结构示意图；
[0022] 图3 本发明实施例3的结构示意图。
[0023] 上图中序号为：11-第一液压油缸、12-第二液压油缸、2-连杆、3-液压管路、4-限速阀、41-进油口、42-出油口、5-弹簧、6-阀芯、7-阀口、8-泄漏口、9-电磁换向阀、91-第一阀口、92-第二阀口、93-第三阀口、94-第四阀口、101-第一单向阀、102-第二单向阀、103-第三单向阀、104-第四单向阀。
具体实施方式
[0024] 下面结合附图以实施例的方式详细描述本发明。
[0025] 实施例1：
[0026] 如图1所示，一种减摇陀螺的进动限速装置，用于对减摇陀螺的转子框架的进动速度进行控制，转子框架围绕一进动轴进动，该进动限速装置包括第一液压油缸11以及限速阀4，各元器件之间通过管路3连通。
[0027] 第一液压油缸11的内部设有活塞组件，活塞组件包括相互连接的活塞和活塞杆；活塞将第一液压油缸11的内部分隔为第一油缸室和第二油缸室，其中，活塞连接活塞杆的一侧为第二油缸室，活塞的另一侧为第一油缸室；第一液压油缸11设有第一进出油口和第二进出油口，其中，第一进出油口将第一油缸室与油缸外部连通，第二进出油口将第二油缸室与油缸外部连通；活塞杆连接有一连杆2，连杆2与转子框架的进动轴相连。
[0028] 限速阀4包括进油口41和出油口42，第一进出油口单向连通到进油口41，出油口42单向连通到第二进出油口，形成一液压回路；第二进出油口单向连通到进油口41，出油口42单向连通到第一进出油口，形成另一液压回路。
[0029] 在本实施例中，限速阀4的纵剖面呈矩形，限速阀4的内部设有纵剖面呈Ω型的阀芯6，阀芯6将限速阀4的内部分割为入油腔和出油腔，入油腔与进油口41连通，出油腔与出油口42连通；入油腔的纵剖面呈倒置的U型，出油腔的纵剖面呈凸型。阀芯6的顶壁设有泄漏口8，入油腔中的液压油通过该泄漏口8泄漏到出油腔中；阀芯6的侧壁设有阀口7，当液压油的流速达到预设的最大流速时，液压油的液动力将阀口7关闭。入油腔内均设有弹簧5，弹簧5的一端与限速阀4的顶部连接，弹簧5的另一端与阀芯6底部的顶面连接，弹簧5用于设定最大流速，通过调整调整弹簧5的预压缩量可达到限制流速的效果。
[0030] 本发明的单向连通可通过电磁换向阀或单向阀等元器件的组合实现，在本实施例中采用电磁换向阀，但不限于此。
[0031] 采用电磁换向阀实现单向连通的方案为：如图1所示，进动限速装置还包括电磁换向阀9；电磁换向阀包括第一阀口91、第二阀口92、第三阀口93以及第四阀口94，其中，第一阀口91与第一液压油缸11的第一进出油口连通，第二阀口92与进油口41连通，第三阀口93与第一液压油缸11的第二进出油口连通，第四阀口94与出油口42连通。
[0032] 电磁换向阀9包括第一工作模式和第二工作模式；
[0033] 当处于第一工作模式时，第一阀口91到第四阀口94单向连通，第二阀口92到第三阀口93单向连通，形成一液压回路；
[0034] 当处于第二工作模式时，第三阀口93到第四阀口94单向连通，第二阀口92到第一阀口91单向连通，形成另一液压回路。
[0035] 当第一液压油缸11的活塞组件收缩时，电磁换向阀9处于第一工作模式；当第一液压油缸11的活塞组件伸出时，电磁换向阀9处于第二工作模式。
[0036] 以本实施例为例，具体说明本发明的工作原理：
[0037] 当船舶发生摇摆时，减摇陀螺的转子框架围绕进动轴进动，进动轴通过连杆2带动第一液压油缸11内的活塞组件伸缩。
[0038] 当活塞组件收缩时，电磁换向阀9处于第一工作模式，第一液压油缸11的第一油缸室收缩，液压油通过第一进出油口经由电磁换向阀9进入进油口41，限速阀4对液压油的流速进行控制，经过限速阀4的液压油通过出油口42经由电磁换向阀9流入第二进出油口，第一液压油缸11的第二油缸室扩张，形成一液压回路。
[0039] 当活塞组件伸出时，电磁换向阀9处于第二工作模式，第一液压油缸11的第二油缸室收缩，液压油通过第二进出油口经由电磁换向阀9进入进油口41，限速阀4对液压油的流速进行控制，经过限速阀4的液压油通过出油口42经由电磁换向阀9流入第一进出油口，第一液压油缸11的第一油缸室扩张，形成另一液压回路。
[0040] 由于船舶随波浪不断摇摆，使进动轴通过连杆2带动第一液压油缸11内的活塞组件不断伸缩，上述过程循环往复。由于形成的两个液压回路的管路均为单向连通，液压油总是从限速阀4的进油口41进入、出油口42流出。通过对限速阀4的流量进行调节，即可控制活塞组件的运动速度，进而控制进动速度。
[0041] 限速阀4对液压油流量的控制原理为：液压油的最大流速 由公式决定，其中， 为弹簧5的弹性系数， 为弹簧5的预压缩量， 为液压油的质量密度， 为限速阀4的阀芯6的最大横截面积。当液压油的流速达到 后，液压油的液动力将使阀口7关闭，此后，液压油一直以泄漏的方式从泄漏口8流过。泄漏流量的大小与泄漏口8的通流面积、泄漏口8前后的压差等因素有关。弹簧5的预压缩量可在限速阀4装配前设定，也可在限速阀4上安装调节手柄，在限速阀4装配之后，通过调节手柄调整弹簧5的预压缩量，以达到根据需要实时调整限速阀4最大流速的目的。限速阀4的这种限制液压油最大流速的作用将限制液压油缸的伸缩速度，从而限制进动速度，使陀螺的有效减摇范围获得拓展。
[0042] 实施例2：
[0043] 本发明需要至少一个液压油缸，可以如实施例1一样，只采用一个液压油缸，也可根据需要增加其他液压油缸，实施例2即为采用两个液压油缸的具体实施方式。
[0044] 如图2所示，本实施例与实施例1的区别在于：进动限速装置还包括与第一液压油缸11结构相同的第二液压油缸12；第二液压油缸12的活塞杆与连杆2相连，第二液压油缸12的第一进出油口与第三阀口93连通，第二液压油缸12的第二进出油口与第一液压油缸11的第二进出油口连通。本实施例采用两个油缸的优点在于，双油缸设计对进动轴轴承的径向作用力呈对称分布，有利于提高轴承使用寿命。本实施例的其他技术方案均与实施例1相同，工作原理也基本相同，在此不再赘述。
[0045] 实施例3：
[0046] 如前所述，本发明的单向连通可通过电磁换向阀或单向阀等元器件的组合实现，本实施例即为采用若干单向阀的方案，但不限于此。
[0047] 如图3所示，本实施例与实施例1的区别在于：进动限速装置还包括结构相同的第一单向阀101、第二单向阀102、第三单向阀103以及第四单向阀104，第一单向阀101、第二单向阀102、第三单向阀103以及第四单向阀104均设有入口和出口。
[0048] 第一液压油缸11的第一进出油口与第一单向阀101的入口连通，第一单向阀101的出口与进油口41连通，出油口42与第四单向阀104的入口连通，第四单向阀104的出口与第一液压油缸11的第二进出油口连通，形成一液压回路；
[0049] 第一液压油缸11的第二进出油口与第二单向阀102的入口连通，第二单向阀102的出口与进油口41连通，出油口42与第三单向阀103的入口连通，第三单向阀103的出口与第一液压油缸11的第一进出油口连通，形成另一液压回路。
[0050] 本实施例的其他技术方案均与实施例1相同，工作原理也基本相同，在此不再赘述。
[0051] 以上公开的仅为本申请的几个具体实施例，但本申请并非局限于此任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本申请的保护范围内。
