液压舵机(CCS产品审图中心李宁)

中国船级社江苏审图中心船舶技术讲坛系列讲座船舶技术讲坛系列讲座20132013液液压压舵舵机机HydraulicSteeringGearHydraulicSteeringGear主讲：主讲：中国船级社产品审图中心中国船级社产品审图中心李李宁宁20132013年年66月月1414日日中国船级社江苏审图中心本讲座主要内容本讲座主要内容z一、舵机/操舵装置的重要性z二、什么是舵机/操舵装置z三、不同用途的舵机/操舵装置划分z四、对操舵装置有什么要求z五、对操舵装置要求的解读z六、不同航区不同船舶等对操舵装置的不同要求z七、主要厂家产品图纸识读z八、操舵装置故障案例分析：中国船级社江苏审图中心一、舵机一、舵机//操舵装置的重要性操舵装置的重要性z舵机/操舵装置的作用：–船舶的航行方向控制z重要性：–主机＋舵机（操舵装置）z故障造成危害的型式：–碰撞、触礁、搁浅、翻沉。z目前事故分析统计工作/信息相对滞后z故障特点：–事故的严重性；故障的突然性，不可预见性；中国船级社江苏审图中心事事故故案案例例z2013年5月12日“鑫川8号”（海轮）撞击南京长江大桥后沉没z长江豪华旅游船z28000DWT油船z润友1号z大舜号……中国船级社江苏审图中心二、什么是操舵装置二、什么是操舵装置z（一）操舵装置–常规操舵装置–非常规操舵装置z常规操舵装置条件：–主机–螺旋桨–舵系（舵叶+舵杆+附件）–常规操舵装置中国船级社江苏审图中心常规操舵装置组成：常规操舵装置组成：–液压舵机–操舵装置控制系统–报警系统–舵角显示系统–通讯系统中国船级社江苏审图中心22、非常规操舵装置：、非常规操舵装置：zZ型/舵浆推进器喷水推进器中国船级社江苏审图中心中国船级社江苏审图中心中国船级社江苏审图中心中国船级社江苏审图中心非常规操舵装置组成非常规操舵装置组成z方向控制系统（机械和电气）z报警系统z方位（舵角）显示系统z通讯系统中国船级社江苏审图中心33、液压舵机组成：、液压舵机组成：z舵机分类–液压舵机–电动舵机–人力舵机等z液压舵机组成–转舵机构–动力设备–管路辅助系统中国船级社江苏审图中心11）转舵机构）转舵机构z液压能-机械能–系指将液力转变为机械动作转动舵的部件z常见的结构型式–拨叉式；摆缸式；转叶式等；（图示）z特点–恒压条件下的扭矩特性不同（图示）–对舵杆的附加弯矩有别–可靠性不一样–价格差别–可维护性z通常包括–油缸（马达）、底座、（舵柄）、连杆、销轴/键；中国船级社江苏审图中心中国船级社江苏审图中心中国船级社江苏审图中心中国船级社江苏审图中心中国船级社江苏审图中心中国船级社江苏审图中心中国船级社江苏审图中心中国船级社江苏审图中心z恒压条件中国船级社江苏审图中心22）操舵装置动力设备）操舵装置动力设备z电能-机械能zSOLAS定义–如为电动操舵装置：z系指电动机及有关的电气设备；–如为电动液压操舵装置：z系指电动机及有关的电气设备和与之相连接的泵；–如为其他液压操舵装置：z系指驱动机及与之相连接的泵。z通常包括：–液压泵、电动机/主机/辅机、联轴器–电动机启动箱（一部分）、动力线路；中国船级社江苏审图中心33）管路辅助系统：）管路辅助系统：z对液压能的传递及控制等，也是操舵控制系统的一部分（图示说明）z通常包括：–油箱（含储备油箱，液位计，呼吸器，温度检测）–控制阀组（隔离阀、舵机专用阀、平衡阀、安全阀、溢流阀、换向阀等）–滤油器、压力表、管系/软管、加热器、冷却器；z通常还包括：–与机械设备直接相关的传感器（如液压阻塞、滤油器阻塞、压力、温度、液位、舵角限位等）中国船级社江苏审图中心中国船级社江苏审图中心44、操舵装置控制系统：、操舵装置控制系统：zSOLAS定义：–系指将舵令由驾驶室传至操舵装置动力设备的设备。操舵装置控制系统由发送器、接收器、液压控制泵及其电动机、电动机控制器、管系和电缆组成。z控制型式：–电控、液控、直控、机械控制；（图示）z操纵方式：–自动操舵仪（AutoPilot）（方向控制，闭环控制）、–随动操舵（follow-upsteering）（闭环控制）–非随动手动操舵（nonfollow-upsteering）（开环控制）中国船级社江苏审图中心中国船级社江苏审图中心中国船级社江苏审图中心中国船级社江苏审图中心中国船级社江苏审图中心中国船级社江苏审图中心中国船级社江苏审图中心中国船级社江苏审图中心z液压系统控制方式：–泵控式（图示）–阀控式（图示）z操舵装置控制系统通常包括：–操纵台、发送器、接收器、（伺服）液压控制泵及其电动机、电动机控制器、管系、电缆、舵角限位开关、就地控制器；–注：液压系统中的换向阀及相关管系也作为操舵控制系统的一部分；–思考：为什么还包括了液压泵、电动机等中国船级社江苏审图中心中国船级社江苏审图中心中国船级社江苏审图中心中国船级社江苏审图中心中国船级社江苏审图中心55、报警系统：、报警系统：z通常包括：–报警板（箱）、电源；z监测：–油温、压力、液位、断相、过载、（主/控）失电、失压、滤油器阻塞、液力阻塞、PLC、闭环等；z设置位置–驾驶台（报警板）–机舱控制站（报警箱或报警板）–舵机舱（需要时）中国船级社江苏审图中心66、舵角显示系统：、舵角显示系统：z舵叶转角指示–舵角指示器（rudderangleindicator）z船舶航向指示z通常包括：–机械/电气舵角指示器、发送器、接收器、电源、显示器等；（图示说明）z设置位置–驾驶室（驾驶台、两翼遥控站等）–机舱监控室–舵机舱（应急操舵位置，设置的条件）z特点–与控制系统独立–公约/规范等对其重要性还缺乏足够重视中国船级社江苏审图中心中国船级社江苏审图中心中国船级社江苏审图中心中国船级社江苏审图中心77、通讯系统、通讯系统z驾驶室与应急操舵位置之间的通信。z需要关注设置位置中国船级社江苏审图中心（二）其他名词术语（二）其他名词术语z1、主操舵装置：（SOLASII-1第3条）–系指在正常情况下为操纵船舶而使舵产生动作所必需的机械、舵执行器、操舵动力设备(如设有)以及附属设备和对舵杆施加扭矩的设施(如舵柄或舵扇)。z2、辅助操舵装置：（SOLASII-1第3条）–（常规操舵装置）系指如主操舵装置失效时驾驶船舶所必需的设备。它不属于主操舵装置的任何部分，但不包括舵柄、舵扇或作同样用途的部件。（图示说明）–思考：z对双舵及非常规操舵装置的辅助操舵装置的判定问题中国船级社江苏审图中心z3、应急操舵动力设备：（《河规》）–系指与应急能源相应的电动机（或其它驱动机）及其相联的电气设备，以及与此电动机（或其它驱动机）相连接的操舵用泵。z4、动力执行系统：（SOLASII-1第3条）–系指提供动力以转动舵杆的液压设备，由一个或几个操舵装置动力设备，连同有关的管系和附件以及舵执行器组成。各个动力执行系统可共用某些机械部件，即舵柄、舵扇和舵杆，或共用有同样用途的部件。（图示说明）中国船级社江苏审图中心z5、最大工作压力：（《海规》）–按规定的转舵扭矩操舵时，动力转舵系统可能出现的最大压力。–思考：区分液压系统中不同压力表的含义；（图示说明）z6、设计压力：（《海规》）–用作强度计算的压力取最大工作压力的1.25倍和安全阀的调整压力的两者较大值。z7、安全阀调定压力：（《海规》）–在设计压力允许范围内，安全阀通过系统最大工作流量时的压力。–思考：泵出口溢流阀及转舵机构安全阀的整定问题（图示说明）中国船级社江苏审图中心z8、转舵时间（timeofruddermovement）:（标准）–通常指在最大营运前进航速时进行操舵，使常规舵自任一舷的35°，转至另一舷的30°所需时间。–思考：非常规操舵装置（方向控制器）的转动速度z9、公称转舵扭矩（nominalruddertorque）:（标准）–在最大工作压力下，±35°时转舵机构通过舵柄施加到舵杆上的扭矩；–思考：z与名义扭矩及舵杆扭矩的区别z何种情况下产生的扭矩z舵杆扭矩z舵叶扭矩z方向性问题中国船级社江苏审图中心z10、最大转舵角（hard-overangle）:（标准）–对常规液压舵机，通常为±35°z11、跑舵（creep）:（标准）–舵角漂移；涉及锁舵能力；z12、负扭矩（Negativetorque）:（标准）–在回舵过程中与舵叶运行方向相同的附加水力扭矩；（图示说明）z13、舵角限位器（rudderstopper）:（标准）–最大舵角（电气），对常规液压舵机，通常为±35°；–极限（机械）舵角，对常规液压舵机，通常为±36.5°–限位器作用？中国船级社江苏审图中心三、不同用途的操舵装置划分三、不同用途的操舵装置划分z1、按航行区域划分：–海船（国际航行、国内航行）–内河船（非急流航段、急流航段、三峡库区）–江海（直达）船舶z2、按船舶种类划分：（CCS业务范畴）–客船（高速船）–货船（货船、油船、化学品船）中国船级社江苏审图中心四、对操舵装置有什么要求四、对操舵装置有什么要求z1、主要包括：–公约（修正案、决议、规则、通函等）、法规、IACS(UR/UI)、规范（通函、指南）、标准等；z其重要性层次（递减）z2、公约：–《国际海上人命安全公约》（SOLAS）综合文本2009第Ⅱ-1章，第29，30，（51）及第5章等–A467(12)决议《转舵系统的验证准则》z《海规》3-13附录1–MSC.1/Circ.1398:UNIFIEDINTERPRETATIONOFSOLASREGULATIONII-1-29z（类似SC94，尚未见纳入《海规》）–IMO/MSC.064(67)《通过新的和经修订的性能标准-自动操舵仪性能标准A.342(IX)号决议修正案》中国船级社江苏审图中心33、缔约国政府法规：、缔约国政府法规：z海事局《国际航行海船法定检验技术规则》2008及其修改通报–第4篇2-1章、C部分第29、30条等z对应SOLASz海事局《国内航行海船法定检验技术规则》2011–第4篇第2-1章、第2节及第3节等。z基本与国际法规要求一致z海事局《内河船舶法定检验技术规则》2011–第5篇第2章第2节及第3节等z这几年全面改版中国船级社江苏审图中心44、、IACSIACS统一要求统一要求zIACS/UR-M42(Rev.4,June2011)SteeringGear–机械部分zIACS/UI-SC94(Rev.1,Feb2010)Mechanical,hydraulicandelectricalindependencyandfailuredetectionandresponseofsteeringcontrolsystems–电气部分zIACS/UI-SC242(Jan.2011)Arrangementsforsteeringcapabilityandfunctiononshipsfittedwithpropulsionandsteeringsystemsotherthantraditionalarrangementsforaship’sdirectionalcontrol–非常规舵，《海规》2013修改通报纳入部分要求zIACS/UI-SC246(June2011)Steeringgeartestwiththevesselnotatthedeepestseagoingdraught–满载试航问题中国船级社江苏审图中心55、、CCSCCS主要规范：主要规范：zCCS《钢质海船入级规范》（2012）–第3篇第13章第1节等–第8篇第17章（国际客船定性分析）zCCS《钢质内河船舶建造规范》（2009）及其修改通报–第2篇第9章、第3篇及第4篇等；z这几年全面改版zCCS《关于操舵装置审图、检验、发证的规定》（2007年）通函第019号总第032号（背景）zCCS《产品检验指南》（2008）–第7篇第1章及其修改通报——背景–第19篇第3章及其修改通报中国船级社江苏审图中心66、相关标准、相关标准z1）CB*3129-1982《液压舵机通用技术条件》–对安全阀调整压力等部分内容已经不适用；z2）CB/T972-1994《