舵机管理课件.ppt

1、1船舶辅机第8章 舵机舵机 Steering Gear第八章 舵机第一节 舵的作用原理和对舵机的要求一、舵设备的组成和舵的类型二、舵的作用原理和转舵扭矩三、对舵机的要求2船舶辅机第8章 舵机舵机 Steering Gear一、舵设备的组成和舵的类型不平衡舵平衡舵半平衡舵3船舶辅机第8章 舵机舵机 Steering Gear二、舵的作用原理和转舵扭矩 迎水面 背水面221AvCFLL221AvCFDDbCXX1.舵的水作用力及其对船舶运动的影响4船舶辅机第8章 舵机舵机 Steering Gear舵叶流体动力特性系数曲线5船舶辅机第8章 舵机舵机 Steering Gear 迎水面 背水面转船力

2、矩MS：转向R=F2sin：制动T=F2cos：漂移F、G在不同平面：横倾、纵倾F()的影响 6船舶辅机第8章 舵机舵机 Steering Gear 迎水面 背水面lvClFXFXlFMLLcDcLS221sincosZbCZXXxcCL变化，MS有最大值Msmax，与展弦比有关。bhbh海船=22.5：MS=Msmax时，=30 35河船=12.0：MS=Msmax时，=35 457船舶辅机第8章 舵机舵机 Steering Gear2.舵的水动力矩和转舵力矩水动力矩：舵压力对舵杆产生的力矩。转舵力矩(M)：操舵装置加在舵杆上的力矩。cNCNaXAvCxFM221摩擦力矩）(faMMM工称转

3、舵扭矩：最深航海吃水、最大航速、最大舵角时所需的扭矩。8船舶辅机第8章 舵机舵机 Steering GearmaxMMSMmaxabccbaKKKAAKAAcNaXAvCM221(1)水动力矩与A和v2成正比，随舵角增大而增大。(2)舵叶平衡系数K(0.150.35)越大，最大水动力矩越小，舵机所需公称转舵扭矩越小。(3)高速倒航时，水动力矩会很大。9船舶辅机第8章 舵机舵机 Steering Gear三、对舵机的基本技术要求1.工作可靠35(P/S)35(S/P)35(P/S)30(S/P)28s主：强度足够；最深吃水、最大航速15(P/S)15(S/P)230mm的舵机，45s内提供替代动

4、力；1万Gt以上工作 30min,其他工作10min。10船舶辅机第8章 舵机舵机 Steering Gear4.有效的舵角限位器。5.1万Gt以上的危险品船的特殊要求。6.液压系统安全阀。开启压力不小于1.25倍最大工作压力；排量不小于泵总流量的110%，压力升高不应超过开启压力的10%且不超过设计压力。11船舶辅机第8章 舵机舵机 Steering Gear第二节 液压舵机的工作原理和基本组成一、泵控型液压舵机二、阀控型液压舵机12船舶辅机第8章 舵机舵机 Steering Gear一、泵控型液压舵机13船舶辅机第8章 舵机舵机 Steering GearACB：浮动杆追随机构Float

5、Hunting Gear储能弹簧太软：无法转舵太硬：不起作用防浪阀(双联溢流阀)：防冲击，沟通高低压油路14船舶辅机第8章 舵机舵机 Steering Gear二、阀控型液压舵机使用单向定量油泵，转舵靠驾驶台遥控换向阀实现，油泵排油回泵的进口或回油箱。特点：系统简单，造价低；冲击大，可靠性差，油液发热量大，经济性差。总之，液压舵机主要由转舵机构、液压系统和操纵系统构成。15船舶辅机第8章 舵机舵机 Steering Gear第三节 液压舵机的转舵机构一、往复式转舵机构二、回转式转舵机构16船舶辅机第8章 舵机舵机 Steering Gear一、往复式转舵机构转舵机构的作用：将油泵的液压能转变为

6、转动舵杆的机械能，推动舵叶转动。十字头式拨叉式滑式滚轮式摆缸式17船舶辅机第8章 舵机舵机 Steering Gear(1)十字头式1.滑式转舵机构18船舶辅机第8章 舵机舵机 Steering Gearcos4cos2pDPQ2020cos4coscosmmmzpRDRPzzQRMM滑式转叶式滚轮式请打开“0807aa滑式转舵.swf”文件观看动画(鼠标单击)19船舶辅机第8章 舵机舵机 Steering Gear十字头式转舵机构特点：(2)撞杆和油缸间的密封采用V型密封圈。(1)扭矩特性良好。(3)油缸内壁不与撞杆接触。(4)尺寸大，占空间大。(5)安装检修麻烦。20船舶辅机第8章 舵机舵

7、机 Steering Gear(2)拨叉式侧推力可由撞杆承受，无需导板；公称扭矩小时，撞杆轴线至舵杆轴间的距离减小。请打开“0810拨叉式转舵.swf”文件观看动画(鼠标单击)21船舶辅机第8章 舵机舵机 Steering Gear2.滚轮式转舵机构mmRzpDzQRM020cos4cos4cos2pDPQ请打开“0811滚轮式转舵.swf”文件观看动画(鼠标单击)22船舶辅机第8章 舵机舵机 Steering Gear滚轮式转舵机构的特点：(1)结构简单。(2)布置灵活。(3)滚轮与撞杆间隙自动补偿。(5)滚轮与撞杆端部设板簧拉紧机构。(4)扭矩特性差，尺寸或油压大。M滑式转叶式滚轮式23船

8、舶辅机第8章 舵机舵机 Steering Gear3.摆缸式转舵机构(1)活塞双作用，尺寸小；(2)结构简单；(3)加工要求高；(4)活塞密封性易损；(5)油路容积补偿；(6)扭矩特性差。M滑式转叶式滚轮式请打开“0812摆缸式转舵.swf”文件观看动画(鼠标单击)24船舶辅机第8章 舵机舵机 Steering Gear二、回转式转舵机构mzpARM0(1)占地小，安装方便。(2)无需外部润滑，管理简便；舵杆不受侧推力，舵承磨损轻。(3)扭矩特性一般。(4)内漏严重。请打开“0813回转式转舵.swf”文件观看动画(鼠标单击)25船舶辅机第8章 舵机舵机 Steering GearAEG型转叶

9、式油缸26船舶辅机第8章 舵机舵机 Steering Gear第四节 液压舵机的遥控系统一、伺服油缸式舵机遥控系统二、交流伺服电机式舵机遥控系统27船舶辅机第8章 舵机舵机 Steering Gear操舵方式非随动舵 Non-Follow up随动舵Follow up自动舵Automatic遥控系统机械式液压式电气式28船舶辅机第8章 舵机舵机 Steering Gear一、伺服油缸式舵机遥控系统电气遥控液压伺服驾驶台(舵轮)舵机室伺服油缸活塞杆29船舶辅机第8章 舵机舵机 Steering Gear接电反馈装置驾驶台操舵电信号油路锁闭阀锁闭油路锁闭备用油路溢流节流阀：调速安全阀：伺服活塞最大

10、输出力夜控旁通阀：旁通、隔断液压缸缺点：2.转换遥控系统时间长1.液压伺服系统故障率大请打开“0815伺油缸遥控.swf”文件观看动画(鼠标单击)A点见图85问：单向阀6弹簧断裂会有什么后果？30船舶辅机第8章 舵机舵机 Steering Gear二、交流伺服电机式舵机遥控系统特点：1.无触点控制，无浮动杆。2.两套系统无机械相连，转换迅速。操舵自整角机放大器伺服电机油泵油缸舵柄舵反馈自整角机31船舶辅机第8章 舵机舵机 Steering Gear1.执行电机 2.角杆 3.连杆 4.液压放大器 5.伺服滑阀 6.差动活塞 7.径向柱塞泵 8.止动螺钉 9.止摆装置 10.阀兰盘 11.回中弹

11、簧请打开“0816伺电机遥控.swf”文件观看动画(鼠标单击)32船舶辅机第8章 舵机舵机 Steering Gear第五节 舵机液压系统实例一、泵控型舵机液压系统二、阀控型舵机液压系统33船舶辅机第8章 舵机舵机 Steering Gear一、泵控型舵机液压系统请打开“0817泵控型舵机.swf”文件观看动画(鼠标单击)34船舶辅机第8章 舵机舵机 Steering Gear1.工况选择系统图系统图C1C4：缸阀(常开)O1O4：旁通阀(常闭)P1P4：泵阀(常闭)所有12构成一个阀块所有34构成一个阀块适用于扭矩转舵速度单泵四缸(2)正常航行 公称转舵扭矩满足要求(v)双泵四缸(1)进出港

12、公称转舵扭矩较单泵四缸提高一倍(2v)单泵双缸(4)某缸故障 较单泵四缸减小一半较单泵四缸提高一倍(2v)某缸故障可与另一不是对角线布置的缸一起停用。35船舶辅机第8章 舵机舵机 Steering Gear2.主油路锁闭系统图系统图双联液控单向阀13A、13B，作用是：(1)锁闭备用泵油路，防止备用泵倒流旁通而妨碍转舵；(2)工作泵回中位时将主油路锁闭，以防跑舵。有的系统主油路采用辅泵启阀式，使主油路压力损失小，又可在辅泵失压时停止转舵。36船舶辅机第8章 舵机舵机 Steering Gear3.补油、放气和压力保护漏油不可避免，使系统可能产生气穴，流量减小，噪音增加。可由辅泵或补油柜经过单向

13、阀补油。闭式系统放气通过设在高处的方气阀进行。安全阀的作用：(1)避免油泵过载；(2)舵叶受冲击时使油路旁通，保护管路和设备。37船舶辅机第8章 舵机舵机 Steering Gear4.辅油泵的作用(1)为主油路补油；(2)为主油泵伺服变量机构提供控制油；(3)冷却主泵。38船舶辅机第8章 舵机舵机 Steering Gear二、阀控型舵机液压系统(HATLAPA R4V)39船舶辅机第8章 舵机舵机 Steering Gear工况选择：C1C4：缸阀(常开)U1U2：旁通阀(常闭)P1P4：泵阀(常开)自动安全切换装置：两组油缸之间装有自动安全切换装置，可自动使一对油缸与主泵隔断并彼此旁通，

14、而舵机仍能继续工作。系统图系统图40船舶辅机第8章 舵机舵机 Steering Gear第六节 液压舵机的管理一、舵机的充油和调试二、舵机的管理注意事项三、舵机常见故障分析41船舶辅机第8章 舵机舵机 Steering Gear一、舵机的充油和调试1.系统的清洗和充油清洗：使用专门的清洗油(环烷基油)3040C，如洗完不易放净，油中应加防锈剂和抗氧化剂。充油：(1)开启放气阀、旁通阀等。(2)闭式系统经滤器向补油箱加油，开式系统向循环油箱加油，达到最高油位。(3)机旁操纵舵机，轮流左右小流量转舵，同时放气。(4)新装舵机以1.25倍设计压力进行密封性试验。42船舶辅机第8章 舵机舵机 Stee

15、ring Gear2.舵机的试验和调整对舵：驾驶台舵机室，两舷5,15,25,35。(1)电气舵角指示器与实际舵角偏差应不大于1，且正舵时无偏差；(2)随动舵舵角指示舵角与舵停住后的实际舵角偏差应不大于1，且正舵时无偏差；(3)不应有明显的跑舵现象；(4)滞舵时间不大于1s，舵轮空转不超过半圈；(5)电气和机械舵角限位必须可靠，实际限位舵角与规定值不能大于30。43船舶辅机第8章 舵机舵机 Steering Gear浮动杠杆追随机构的调整方法：(1)转为机旁操纵，使执行元件(19)处于中位；(2)起动左舷泵，若舵停止并不在零位，松开泵变量机构拉杆的锁紧螺帽，转动调节螺套，使变量机构动作，舵叶停

16、在零位。(3)换用右舷泵，用(2)同样方法调整；(4)锁紧螺帽锁紧，再次验证；(5)调整限位螺帽并固定，然后调整电气部分。系统图系统图44船舶辅机第8章 舵机舵机 Steering Gear45船舶辅机第8章 舵机舵机 Steering Gear(1)起动一台油泵，移开舵角限位，机旁操纵转舵，如主泵是变量泵，接近最大舵角时小流量；3.安全阀的整定(2)舵转到机械极限舵角位置，使油压继续升高，接近整定压力，安全阀应开启，读数。(3)如读数与规定值不符，调整安全阀调节螺帽。46船舶辅机第8章 舵机舵机 Steering Gear二、舵机的管理注意事项1.油位：应在油位计显示范围的2/3，油位增高说

17、明进气或进水，油位降低过快说明泄漏。2.油温：适宜温度3050C，超过55C使用冷却器。超过55C，每升高9C寿命降低一半。低于10C不宜起动，室温太低应加热；如在-1010 C之间，先空载运转加热。3.油压：排出压力和吸入压力必须符合正常数值。压力表阀常闭，用时打开，以防损坏。4.滤器：注意前后压差，及时清洗或换新，如发现金属屑必须查找来源。47船舶辅机第8章 舵机舵机 Steering Gear5.润滑：滑动表面浇涂适量工作油，长期停用涂润滑脂。加油润滑或油杯润滑必须足量。6.泄漏：舵杆不应渗水，液压部件不应漏油。出现泄漏，及时检修。7.噪音：通常是机械噪音，液体噪音等。9.连轴节：起动前

18、盘动，如发现破裂应更换。8.机械加热：泵、电机、轴承等。10.阀和固定螺帽：防止松动或错位。48船舶辅机第8章 舵机舵机 Steering Gear三、舵机常见故障分析1.舵不能转动电气部分、机械部分、伺服液压系统部分。如两泵共用浮动杆，先将坏泵脱开。泵不能供油在于电机不转，或油泵本身故障。主要原因在于备用泵锁闭不严或阀件故障。(1)遥控系统失灵机旁操纵正常。(2)主泵不能供油换备用泵验证。(3)主油路旁通或严重泄漏主泵吸排油压接近。(4)主油路不通或舵转动受阻油压高，安全阀开。泵阀、缸阀或主油路锁闭阀打不开。49船舶辅机第8章 舵机舵机 Steering Gear2.只能单向转舵电气故障、伺

19、服油缸单侧严重泄漏。变量机构单向运行困难，如差动活塞油孔某一堵塞。单侧安全阀开启压力低、一个主油路锁闭阀回油时不能开启。(1)遥控系统只能单向动作机旁操纵正常。(2)变量泵只能单向排油换备用泵正常。(3)主油路单方向不通或旁通。50船舶辅机第8章 舵机舵机 Steering Gear3.转舵时间超过规定要求内泄漏严重、局部损坏、变量执行机构行程太短、转速太低。伺服电机系统：电路故障、激磁电流不足、反馈信号太强；伺服油缸系统：辅泵流量不足、调速阀流量太小、伺服油缸严重泄漏。同时会引起冲舵、跑舵、滞舵。原因在于泄漏、阀件关闭不严等。(1)主泵流量太小。(2)遥控系统动作太慢机旁操纵正常。(3)主油

20、有旁通或泄漏。51船舶辅机第8章 舵机舵机 Steering Gear4.滞舵舵叶的转动滞后于操舵动作空气进入系统。伺服油缸或控制油路中有气体、控制系统机械传动部件间隙太大。(1)主油路有空气机旁操舵依旧，可放出气体。(2)遥控系统动作迟滞。(3)泵控型系统主油路泄漏或旁通。52船舶辅机第8章 舵机舵机 Steering Gear5.冲舵舵转到指令舵角后冲转过头变量机构卡住，控制油压低、差动活塞油孔堵塞。阀芯在一端卡住，一端弹簧断裂、张力不足。(1)变量泵机构不能及时或不能回中。(2)遥控伺服油缸的换向阀或阀控型主油路换向阀不能回中。(3)遥控伺服油路锁闭不严(泄漏或旁通)。(4)控制系统反馈

21、部分故障。(5)主油路锁闭不严如反馈正常，冲舵后会回到指令舵角。一直冲到顶住机械舵角限位器为止。53船舶辅机第8章 舵机舵机 Steering Gear6.跑舵稳舵期间舵偏离所停舵角主油路锁闭不严、遥控系统工作不稳定；两泵共用一套浮动杆的变量泵中位调节不一致或调好后松动，双泵工作时产生跑舵。7.异常噪音和振动(1)液体噪音：气穴、开式系统油位低、吸油滤器堵塞或吸入管漏气、油温低，粘度太大。(2)油泵机组噪音：对中不良、轴承等损坏。(3)管路或其他部件固定不牢。(4)转舵油缸柱塞填料过紧。(5)主油路锁闭阀在舵承受负扭矩且转动快时敲击。(6)舵承磨损或润滑不良。54船舶辅机第8章 舵机舵机 Steering Gear8.舵不准转舵停止时实际舵角与指令舵角误差超过1，应对控制系统进行调整。