操舵裝置操舵裝置的控制系統(tǒng)

1、操舵裝置操舵裝置的控制系統(tǒng)操舵裝置能夠使舵轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置稱為操舵裝置，通常指安裝在舵機(jī)艙內(nèi)的舵機(jī)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。根據(jù)動(dòng)力源的不同，操舵裝置可分為電動(dòng)操舵裝置和液壓操舵裝置等；根據(jù)有關(guān)公約和規(guī)范，操舵裝置又分主操舵裝置和輔助操舵裝置。主操舵裝置：系指在正常情況下為駕駛船舶而使舵產(chǎn)生動(dòng)作所必需的機(jī)械、轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)、舵機(jī)裝置動(dòng)力設(shè)備(如設(shè)有)以及附屬設(shè)備和向舵桿施加轉(zhuǎn)矩的設(shè)施(如舵柄或舵扇)。其中，轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)系指將液力轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械動(dòng)作轉(zhuǎn)動(dòng)舵的部件。舵機(jī)裝置動(dòng)力設(shè)備指：(1)如為電動(dòng)舵機(jī)，系指電動(dòng)機(jī)及輔助設(shè)備；(2)如為電動(dòng)液壓舵機(jī)，系指電動(dòng)機(jī)及輔助的電氣設(shè)備，以及與電動(dòng)機(jī)相連的泵；(3)如為其他液壓舵機(jī)，系指驅(qū)動(dòng)機(jī)

2、器及其相連的泵。主操舵裝置應(yīng)在駕駛室和舵機(jī)室都設(shè)有控制器。輔助操舵裝置：系指在主操舵裝置失效時(shí)，為駕駛船舶所必需的設(shè)備。這些設(shè)備不成屬于主操舵裝置的任何部分，但可共用其中的舵柄、舵扇或作同樣用途的部件。動(dòng)力轉(zhuǎn)舵系統(tǒng)：系指提供動(dòng)力轉(zhuǎn)動(dòng)舵桿的液壓設(shè)備，由1個(gè)或幾個(gè)舵機(jī)裝置動(dòng)力設(shè)備及輔助管路和附件，以及轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)所組成。各個(gè)動(dòng)力轉(zhuǎn)舵系統(tǒng)可共用一些機(jī)械部件，如舵柄、舵扇和舵桿或作同樣用途的部件。(一)電動(dòng)操舵裝置電動(dòng)操舵裝置主要是指電動(dòng)舵機(jī)。它由電動(dòng)機(jī)、蝸輪、小齒輪、舵扇、緩沖彈簧和舵柄等組成。當(dāng)由駕駛室操舵裝置控制系統(tǒng)遙控電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過蝸桿、蝸輪、小齒輪帶動(dòng)松套在舵桿的舵扇旋轉(zhuǎn)，舵扇再通過緩沖彈簧

3、推動(dòng)鍵套在舵桿上的舵柄，從而使舵桿和舵偏轉(zhuǎn)。采用蝸桿蝸輪的傳動(dòng)方式主要是為了獲得較大的減速比，以增大轉(zhuǎn)矩；同時(shí)，可以利用其機(jī)械傳動(dòng)中的自鎖作用，防止舵葉在受外界沖擊作用下發(fā)生逆轉(zhuǎn)現(xiàn)象，從而起到保護(hù)電動(dòng)機(jī)的作用。緩沖彈簧的硬度較大，平時(shí)在正常的力作用下，彈簧不會(huì)變形，并能順利地傳遞轉(zhuǎn)舵力矩；當(dāng)舵葉受到外界巨大的沖擊力作用時(shí)，彈簧能吸引沖擊能量，起保護(hù)舵機(jī)的作用。電動(dòng)舵機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，傳動(dòng)可靠，維修方便，所以廣泛使用于中小型船舶。(二)液壓操舵裝置液壓操舵裝置主要是指液壓舵機(jī)，液壓舵機(jī)也稱電動(dòng)液壓舵機(jī)或電液舵機(jī)。它是利用電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)一主油泵運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)有操舵信號(hào)時(shí)，主油泵開始排吸油，產(chǎn)生的高壓油通

4、過管路系統(tǒng)進(jìn)入轉(zhuǎn)舵油缸，推動(dòng)油缸中的柱塞或葉片運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)舵桿、舵葉轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)舵轉(zhuǎn)至要求的角度后通過反饋系統(tǒng)使油泵停止排吸油，舵就停止在所需的舵角上。液壓舵機(jī)具有噪聲小、體積小、重量輕、轉(zhuǎn)矩大、傳動(dòng)平穩(wěn)，能實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速，易于遙控和容易管理，操作方便，在操舵次數(shù)頻繁時(shí)仍有較高可靠性等優(yōu)點(diǎn)，為現(xiàn)代船舶廣泛采用。常見的液壓舵機(jī)有柱塞式和轉(zhuǎn)葉式兩大類。1.柱塞式液壓舵機(jī)柱塞式液壓舵機(jī)也稱往復(fù)式液壓舵機(jī)。目前，船上常用的有二缸柱塞式液壓舵機(jī)和四缸柱塞式液壓舵機(jī)。柱塞式液壓舵機(jī)一般由轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)、動(dòng)力源和操縱追隨機(jī)構(gòu)三大部分組成。動(dòng)力源由電動(dòng)機(jī)、主油泵、輔油泵和控制閥箱等組成。電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)豐、輔油泵供給工作需要

5、的各種壓力油，安全控制閥是起保護(hù)作用和對(duì)壓力油的分配。轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)由油缸、柱塞和舵柄等。當(dāng)操舵裝置控制系統(tǒng)啟動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)變苗泵時(shí)，變量泵從一對(duì)(或一個(gè))油缸中抽油，同時(shí)向另一對(duì)(或一個(gè))油缸輸油，從而推動(dòng)柱塞直線運(yùn)動(dòng)并使舵柄繞舵桿作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生舵角。當(dāng)油泵改變輸油方向時(shí)，舵就反向轉(zhuǎn)動(dòng)。操縱追隨機(jī)構(gòu)由減速器、螺桿、滑塊、操縱桿、連桿(也稱浮動(dòng)桿)、反饋桿(也稱追隨桿)等一系列拉桿組成，其主要作用是控制主油泵的工作狀態(tài)。在通常采用的液壓三點(diǎn)杠桿式追隨機(jī)構(gòu)中，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)舵柄舵葉給出舵角的過程中，同時(shí)經(jīng)反饋?zhàn)冯S桿拉動(dòng)操縱桿復(fù)位，使油泵停止排吸油，控制舵葉停止在所需的舵角上。2.轉(zhuǎn)葉式液壓舵機(jī)轉(zhuǎn)葉式液壓舵機(jī)由轉(zhuǎn)

6、舵機(jī)構(gòu)和動(dòng)力源兩大部分組成。轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)是由油缸、回轉(zhuǎn)體組成。在油缸內(nèi)有三片互成120的定葉，形成三個(gè)腔室。中間為一回轉(zhuǎn)體并通過銷鍵與舵桿相連接，回轉(zhuǎn)體上有三片互成120fl勺動(dòng)葉。這樣，三個(gè)腔室被分成六個(gè)小腔室，相互間隔的三個(gè)小腔室連通在一起，分別與二條油路相連并通至油泵。當(dāng)一條油路進(jìn)油而另一條油路出油時(shí)，回轉(zhuǎn)體就會(huì)由動(dòng)葉帶動(dòng)而轉(zhuǎn)舵。改變二條油路進(jìn)出油的方向，就會(huì)改變舵葉轉(zhuǎn)動(dòng)的方向；控制進(jìn)油量的大小就可控制轉(zhuǎn)舵角度的大小。動(dòng)力源由電動(dòng)機(jī)、主油泵、輔油泵和安全控制閥箱等組成。(三)舵角限位器舵角限位器的種類有機(jī)械、電動(dòng)和角鐵架式等。機(jī)械舵角限位器一一般設(shè)在舵葉上側(cè)、下舵桿與舵柱的上部、舵柄兩側(cè)極限

7、舵角位置處。舵角限位器的限制角為：一般流線型舵為32，平板舵為35。(四)操舵裝置的基本性能和要求總的要求1.每艘船舶應(yīng)配備滿意的主操舵裝置和輔助操舵裝置。主操舵裝置和輔助操舵裝置的布置應(yīng)使兩者之一在發(fā)生故障時(shí)，不致導(dǎo)致另一裝置不能工作；2.所有操舵裝置的部件和舵桿應(yīng)使有關(guān)當(dāng)局滿意的堅(jiān)固和可靠的構(gòu)造。對(duì)于非雙套的必要部件的適用性應(yīng)特別注意。任何這類必要部件，如合適時(shí)，應(yīng)采用耐磨軸承，如球軸承、滾柱軸承或者能持久潤滑或設(shè)有潤滑裝置的套筒軸承；3.對(duì)于承受內(nèi)部液壓的管系和其他操舵裝置的部件，確定其尺寸汁算所用的設(shè)計(jì)壓力應(yīng)至少為規(guī)范要求運(yùn)行狀態(tài)下可能再出現(xiàn)的最大工作壓力的1.25倍，同時(shí)應(yīng)考慮在該系

8、統(tǒng)低壓一側(cè)可能存在的壓力；4.凡在液壓系統(tǒng)中能被隔斷的和由于動(dòng)力源或外力作用能產(chǎn)生壓力的任何部件，應(yīng)設(shè)置安全閥。安全閥的調(diào)定應(yīng)不超過設(shè)計(jì)壓力。安全閥應(yīng)有足夠尺寸并布置成能夠避免過分升高的壓力超過設(shè)計(jì)壓力。l 監(jiān)控與供電要求l 主操舵裝置和舵桿1.具有足夠強(qiáng)度，并能在船舶最大航海吃水和最大營運(yùn)前進(jìn)航速時(shí)進(jìn)行操舵，能使舵自任一舷35。轉(zhuǎn)至另一舷35。，并且于相同條件下在自一舷的35轉(zhuǎn)至另一舷30。所需的時(shí)間不超過28s；2.為了滿足上述要求，當(dāng)舵柄處的舵桿直徑(不包括航行冰區(qū)的加強(qiáng))大于120mm時(shí)，該操舵裝置應(yīng)為動(dòng)力操縱；3.設(shè)計(jì)成船舶最大后退航速時(shí)不致?lián)p壞。但這一設(shè)計(jì)要求不需要在試航中的最大后

9、退速度和最大舵角進(jìn)行驗(yàn)證。l 輔助操舵裝置1.具有足夠的強(qiáng)度和足以在可駕駛的航速下操縱船舶，并能在應(yīng)急情況下投入工作；2.應(yīng)能在船舶最大航海吃水和以最大營運(yùn)前進(jìn)航速的一半但不小于7kn時(shí)進(jìn)行操舵，使舵自一舷15。轉(zhuǎn)至另一舷15。，且所需時(shí)間不超過60s；3.為了滿足上述要求，以及在任何情況下當(dāng)舵柄處的舵桿直徑(不包括航行冰區(qū)的加強(qiáng))大于230mm時(shí)，該操舵裝置應(yīng)為動(dòng)力操縱。人力操舵裝置只有當(dāng)其操作力在正常情況下不超過160N，且確保其結(jié)構(gòu)不致對(duì)操舵手輪產(chǎn)生破壞性的反沖作用時(shí)，方允許裝船使用。l 主操舵裝置和輔助操舵裝置動(dòng)力設(shè)備的布置1.當(dāng)動(dòng)力源發(fā)生故障失效后又恢復(fù)輸送時(shí)，能自動(dòng)再起動(dòng)；2.能從

10、駕駛室控制使其投人工作；3.任一臺(tái)操舵裝置動(dòng)力設(shè)備的動(dòng)力源發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)在駕駛室里發(fā)出聲、光警報(bào)。l 應(yīng)按下列要求布置操舵裝置的控制系統(tǒng)1.對(duì)于主操舵裝置，應(yīng)在駕駛室和舵機(jī)室兩處都設(shè)有控制器；2.當(dāng)主操舵裝置應(yīng)設(shè)置兩套獨(dú)立的控制系統(tǒng)，且每套系統(tǒng)均應(yīng)能在駕駛室控制。但這并不要求設(shè)雙套操舵手輪或手柄。如果控制系統(tǒng)是由液壓遙控傳動(dòng)裝置組成時(shí)，則除10000總噸及以上的油船、化學(xué)品船或氣體運(yùn)輸船外，不必設(shè)置第二套獨(dú)立控制系統(tǒng)；l 能從駕駛室操作的主、輔助操舵裝置的控制系統(tǒng)應(yīng)符合下列要求l 駕駛室與舵機(jī)室之間應(yīng)設(shè)有通信設(shè)施l 舵角位置l 液壓動(dòng)力操舵裝置應(yīng)滿足下列要求l 安全閥l 舵機(jī)室l 操舵裝置的應(yīng)急動(dòng)力對(duì)于舵柄處舵桿直徑大于230mm(不包括航行冰區(qū)加強(qiáng))的所有船舶，應(yīng)設(shè)有能在45。內(nèi)向操舵裝置自動(dòng)供電的替代動(dòng)力源。在10000總噸及以上的每艘船舶上，其替代動(dòng)力源應(yīng)具有足夠供應(yīng)至少連續(xù)工作30min的能量，而在任何其他船舶上則至少為l0min。10000總噸及以上的每艘油船、化學(xué)品船或氣體運(yùn)輸船和70000總噸及以上的每艘其他船舶，其主操舵裝置應(yīng)設(shè)有兩臺(tái)或兩臺(tái)以上符合