(毕业论文)“育鲲”轮转叶式舵机工作原理和电气控制以及故障分析

摘要本文主要介绍为保证船舶安全航行，船舶舵机应满足那些条件。“育鲲” 轮上转叶式舵机的工作原理和转舵机构的介绍，以及舵机的电气控制。对变频器控制的转叶式舵机的转舵机构进行简单的叙述。校实习船的舵机控制分为自动、随动和手动三种方式。其中对各种控制方式做了比较详细的介绍。然后对舵机可能出现的问题进行故障分析及管理建议。

关键词：舵机舵机原理转舵机构电气控制故障分析

Abstract

This paper mainly introducoed ship steering gear should satisfy those conditions, in order to ensure the safe navigation of ships. Steering gear working principle and the introduotion the turnning of the vane steering gear in “YUKUN ”.Wheel and steering gear electrical controls. Inverter control of the turn vane steering gear steering bodies briefly. Servo control of the school training vessel into automatic servo and control three ways. Which a more detailed introduction to the various control methods. At last, introducting steering gear problems that may occur for failure ,analysis and management proposals. Keywords ：steering gear working principle turnning of the steering gear inverter control problem analysis

目录

前言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1

第一章“育鲲”轮舵机系统概述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 2

1.1“育鲲”轮舵机主要技术参数⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ (2)

1.2“育鲲”轮舵机工作原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 2

1.3“育鲲”轮舵机系统的组成⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 3 第二章“育鲲”轮转舵机构和概述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.4

2.1变频器控制的转舵机构概述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 4

2.2育鲲轮转舵机构特点⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 6 第三章“育鲲”轮舵机的控制系统⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.6

3.1舵机的自动控制系统⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 6

3.1.1舵机的自动控制概述

⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..6

3.1.2育鲲轮自动导航航迹舵

⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..7

3.2舵机的随动控系统⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7

3.3舵机的应急控制⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯9

3.4控制方式的选择和控制地点的切换⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯10

3.5控制系统的放大单元⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯11 第四章故障分析和管理注意要点⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..12

4.1故障现象和故障分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.13

4.2舵机管理注意要点⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.13 总结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..14 参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..14 致谢

⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯...⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ (14)

前言

船舶在海上或江河中航行时船舶的航向必须得到控制，否则船舶不可能按照人们的意愿来完成预想的航线。然而绝大多数的船舶都是用舵来控制航向的。

舵机的作用可见一斑。舵机系统就如陆地上汽车的转向系统，控制着船舶航行

的方向。

现代的船舶主要用的是电动液压式舵机，他可以分为往复式和转叶式两大类。无论是什么类型的舵机系统都应该满足船舶变向有效操控舵叶动作。因此舵机应满足如下基本条件。

（1）对于1 万吨以上的油船发生舵机单项故障时（舵扇、舵柄损坏或转舵机构卡阻除外）而丧失工作能力是应该在45s 钟内恢复。

（2）对于舵机的液压系统的要求。a 安全阀：在液压系统中任何被隔断的部分都应该设安全阀，安全阀的开启压力不小于1.25 被最大工作压力，且不大于设计压力。b 液压系统：系统中循环油箱都应该设置低液位报警器，液压缸体上与各管路连接处应设隔离阀。c 检测和报警：当发生各类事故故障时能给出声光警报。

（3）一定要具备一套主操舵装置和一套辅操舵装置，或者一个操舵装置有两套相互独立动力设备。

（4）一般应该设有两套以上的且相互独立的控制系统，且在驾驶台和集控室都能对舵机进行控制。但如果是采用的液压遥控系统，除了1 万吨以上的油船也可以不设第二套控制系统。

（5）对于舵杆的直径大于230mm 的船舶，舵机必须要除了主动力源以外的其他的动力源。这个替代的动力源可以是舵机室的专用的独立电源也可以是应急电源。替代电源必须能在45s 钟内向其中一套操舵设施及其控制系统和舵角指示提供动力。

（6）操作灵便。主辅操舵装置均应能在驾驶室和舵机室进行控制，主操舵装置的每台动力装置也均能在驾驶室控制，并能方便地进行切换。

（7）在舵机室驾驶室都有舵角指示。

（8）应设有舵叶偏转限位开关，一般± 35° 。

（9）有三种操舵方式（自动、随动、手动）。