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)動的裝置稱為操舵裝置，通常指安裝在舵機艙內(nèi)的舵機和傳動機構(gòu)。根據(jù)動力源的不同，操舵裝置可分為電動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)生動作所必需的機械、轉(zhuǎn)舵機構(gòu)、舵機裝置動力設(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)舵機構(gòu)系指將液力轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械動作轉(zhuǎn)動舵的部件。舵機裝置動力設(shè)備指：(1)如為電動舵機，系指電動機及輔助設(shè)備；(2)如為電動液壓舵機，系指電動機及輔助的電氣設(shè)備，以及與電動機相連的泵；(3)如為其他液壓舵機，系指驅(qū)動機

2、器及其相連的泵。主操舵裝置應(yīng)在駕駛室和舵機室都設(shè)有控制器。輔助操舵裝置：系指在主操舵裝置失效時，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。動力轉(zhuǎn)舵系統(tǒng)：系指提供動力轉(zhuǎn)動舵桿的液壓設(shè)備，由1個或幾個舵機裝置動力設(shè)備及輔助管路和附件，以及轉(zhuǎn)舵機構(gòu)所組成。各個動力轉(zhuǎn)舵系統(tǒng)可共用一些機械部件，如舵柄、舵扇和舵桿或作同樣用途的部件。(一)電動操舵裝置電動操舵裝置主要是指電動舵機。它由電動機、蝸輪、小齒輪、舵扇、緩沖彈簧和舵柄等組成。當由駕駛室操舵裝置控制系統(tǒng)遙控電動機轉(zhuǎn)動時，通過蝸桿、蝸輪、小齒輪帶動松套在舵桿的舵扇旋轉(zhuǎn)，舵扇再通過緩沖彈簧

3、推動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方式主要是為了獲得較大的減速比，以增大轉(zhuǎn)矩；同時，可以利用其機械傳動中的自鎖作用，防止舵葉在受外界沖擊作用下發(fā)生逆轉(zhuǎn)現(xiàn)象，從而起到保護電動機的作用。緩沖彈簧的硬度較大，平時在正常的力作用下，彈簧不會變形，并能順利地傳遞轉(zhuǎn)舵力矩；當舵葉受到外界巨大的沖擊力作用時，彈簧能吸引沖擊能量，起保護舵機的作用。電動舵機結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，傳動可靠，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，液壓舵機也稱電動液壓舵機或電液舵機。它是利用電動機帶動一主油泵運轉(zhuǎn)，當有操舵信號時，主油泵開始排吸油，產(chǎn)生的高壓油通

4、過管路系統(tǒng)進入轉(zhuǎn)舵油缸，推動油缸中的柱塞或葉片運動，從而帶動舵桿、舵葉轉(zhuǎn)動；當舵轉(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。液壓舵機具有噪聲小、體積小、重量輕、轉(zhuǎn)矩大、傳動平穩(wěn)，能實現(xiàn)無級調(diào)速，易于遙控和容易管理，操作方便，在操舵次數(shù)頻繁時仍有較高可靠性等優(yōu)點，為現(xiàn)代船舶廣泛采用。常見的液壓舵機有柱塞式和轉(zhuǎn)葉式兩大類。1.柱塞式液壓舵機柱塞式液壓舵機也稱往復(fù)式液壓舵機。目前，船上常用的有二缸柱塞式液壓舵機和四缸柱塞式液壓舵機。柱塞式液壓舵機一般由轉(zhuǎn)舵機構(gòu)、動力源和操縱追隨機構(gòu)三大部分組成。動力源由電動機、主油泵、輔油泵和控制閥箱等組成。電動機帶動豐、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作用和對壓力油的分配。轉(zhuǎn)舵機構(gòu)由油缸、柱塞和舵柄等。當操舵裝置控制系統(tǒng)啟動電機帶動變苗泵時，變量泵從一對(或一個)油缸中抽油，同時向另一對(或一個)油缸輸油，從而推動柱塞直線運動并使舵柄繞舵桿作旋轉(zhuǎn)運動，產(chǎn)生舵角。當油泵改變輸油方向時，舵就反向轉(zhuǎn)動。操縱追隨機構(gòu)由減速器、螺桿、滑塊、操縱桿、連桿(也稱浮動桿)、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杠桿式追隨機構(gòu)中，當轉(zhuǎn)動舵柄舵葉給出舵角的過程中，同時經(jīng)反饋追隨桿拉動操縱桿復(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)葉式液壓舵機轉(zhuǎn)葉式液壓舵機由轉(zhuǎn)

6、舵機構(gòu)和動力源兩大部分組成。轉(zhuǎn)舵機構(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勺動葉。這樣，三個腔室被分成六個小腔室，相互間隔的三個小腔室連通在一起，分別與二條油路相連并通至油泵。當一條油路進油而另一條油路出油時，回轉(zhuǎn)體就會由動葉帶動而轉(zhuǎn)舵。改變二條油路進出油的方向，就會改變舵葉轉(zhuǎn)動的方向；控制進油量的大小就可控制轉(zhuǎn)舵角度的大小。動力源由電動機、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械、電動和角鐵架式等。機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，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)當局滿意的堅固和可靠的構(gòu)造。對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，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)計壓力應(yīng)至少為規(guī)范要求運行狀態(tài)下可能再出現(xiàn)的最大工作壓力的1.25倍，同時應(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.具有足夠強度，并能在船舶最大航海吃水和最大營運前進航速時進行操舵，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。所需的時間不超過28s；2.為了滿足上述要求，當舵柄處的舵桿直徑(不包括航行冰區(qū)的加強)大于120mm時，該操舵裝置應(yīng)為動力操縱；3.設(shè)計成船舶最大后退航速時不致?lián)p壞。但這一設(shè)計要求不需要在試航中的最大后

9、退速度和最大舵角進行驗證。l 輔助操舵裝置1.具有足夠的強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前進航速的一半但不小于7kn時進行操舵，使舵自一舷15。轉(zhuǎn)至另一舷15。，且所需時間不超過60s；3.為了滿足上述要求，以及在任何情況下當舵柄處的舵桿直徑(不包括航行冰區(qū)的加強)大于230mm時，該操舵裝置應(yīng)為動力操縱。人力操舵裝置只有當其操作力在正常情況下不超過160N，且確保其結(jié)構(gòu)不致對操舵手輪產(chǎn)生破壞性的反沖作用時，方允許裝船使用。l 主操舵裝置和輔助操舵裝置動力設(shè)備的布置1.當動力源發(fā)生故障失效后又恢復(fù)輸送時，能自動再起動；2.能從

10、駕駛室控制使其投人工作；3.任一臺操舵裝置動力設(shè)備的動力源發(fā)生故障時，應(yīng)在駕駛室里發(fā)出聲、光警報。l 應(yīng)按下列要求布置操舵裝置的控制系統(tǒng)1.對于主操舵裝置，應(yīng)在駕駛室和舵機室兩處都設(shè)有控制器；2.當主操舵裝置應(yīng)設(shè)置兩套獨立的控制系統(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)是由液壓遙控傳動裝置組成時，則除10000總噸及以上的油船、化學品船或氣體運輸船外，不必設(shè)置第二套獨立控制系統(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 駕駛室與舵機室之間應(yīng)設(shè)有通信設(shè)施l 舵角位置l 液壓動力操舵裝置應(yīng)滿足下列要求l 安全閥l 舵機室l 操舵裝置的應(yīng)急動力對于舵柄處舵桿直徑大于230mm(不包括航行冰區(qū)加強)的所有船舶，應(yīng)設(shè)有能在45。內(nèi)向操舵裝置自動供電的替代動力源。在10000總噸及以上的每艘船舶上，其替代動力源應(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、化學品船或氣體運輸船和70000總噸及以上的每艘其他船舶，其主操舵裝置應(yīng)設(shè)有兩臺或兩臺以上符合