教學目標船舶舵機電力拖動控制系統(tǒng)的維護與管理主講教師：宗許寧船舶舵機系統(tǒng)的認識任務(wù)一舵機系統(tǒng)的操舵方式及工作原理任務(wù)二液壓舵機操縱系統(tǒng)任務(wù)三船舶舵機系統(tǒng)控制線路的分析任務(wù)四船舶舵機系統(tǒng)的故障排除與維護管理任務(wù)五知識目標教學目標1.了解船舶舵機系統(tǒng)的作用、結(jié)構(gòu)2.掌握船舶操舵方式及工作原理3.會分析船舶舵機系統(tǒng)的控制線路4.能排除船舶舵機系統(tǒng)的常見故障，為成為一名優(yōu)秀的電子電氣員奠定基礎(chǔ)教學目標作用：改變和維持船舶航向舵及其拖動裝置任務(wù)一船舶舵機系統(tǒng)的認識舵機裝置的組成圖1舵機裝置主要組成示意圖1-主操舵臺2-電羅經(jīng)3-簡易操舵臺4-反饋裝置5-液壓舵機6-電磁閥7-電源箱8-舵任務(wù)一船舶舵機系統(tǒng)的認識操舵裝置由安裝在駕駛臺的發(fā)送裝置和位于舵機房的接收裝置組成圖2主操縱臺任務(wù)一船舶舵機系統(tǒng)的認識舵機舵機位于舵機艙，是轉(zhuǎn)舵的動力機械圖3液壓舵機實景圖任務(wù)一船舶舵機系統(tǒng)的認識傳動機構(gòu)十字頭式轉(zhuǎn)舵機構(gòu)撥叉式轉(zhuǎn)舵機構(gòu)滾輪式轉(zhuǎn)舵機構(gòu)擺缸式轉(zhuǎn)舵機構(gòu)轉(zhuǎn)葉式轉(zhuǎn)舵機構(gòu)任務(wù)一船舶舵機系統(tǒng)的認識十字頭式轉(zhuǎn)舵機構(gòu)圖4十字頭式轉(zhuǎn)舵機構(gòu)1-油缸2-底座3-柱塞4-舵桿5-舵角指針6-十字頭軸承7-十字頭耳軸8-舵柄9-滑塊任務(wù)一船舶舵機系統(tǒng)的認識十字頭式轉(zhuǎn)舵機構(gòu)優(yōu)點十字頭式轉(zhuǎn)舵機構(gòu)的扭矩特性與舵的水動力矩的匹配性好舵角增大時工作油壓增加平緩結(jié)構(gòu)尺寸既定時可適用較大的公稱轉(zhuǎn)舵扭矩而且有導(dǎo)板承受側(cè)推力油缸與柱塞間不承受徑向力，密封更可靠故較適合大轉(zhuǎn)舵扭矩和高工作油壓任務(wù)一船舶舵機系統(tǒng)的認識十字頭式轉(zhuǎn)舵機構(gòu)缺點十字頭、導(dǎo)板等結(jié)構(gòu)復(fù)雜重量、尺寸大，加工、安裝、檢修比較麻煩任務(wù)一船舶舵機系統(tǒng)的認識撥叉式轉(zhuǎn)舵機構(gòu)圖5撥叉式轉(zhuǎn)舵機構(gòu)任務(wù)一船舶舵機系統(tǒng)的認識撥叉式轉(zhuǎn)舵機構(gòu)特點：扭矩特性與十字頭式相同，結(jié)構(gòu)比十字頭式簡單，體積小，公稱轉(zhuǎn)舵扭矩和最大工作油壓相同時，占地面積可減少10%~15%，重量減輕約10%，目前除特大扭矩舵機外，已基本取代了十字頭式任務(wù)一船舶舵機系統(tǒng)的認識滾輪式轉(zhuǎn)舵機構(gòu)圖6滾輪式轉(zhuǎn)舵機構(gòu)轉(zhuǎn)舵扭矩Nm任務(wù)一船舶舵機系統(tǒng)的認識滾輪式轉(zhuǎn)舵機構(gòu)優(yōu)點結(jié)構(gòu)簡單，布置靈活，安裝、拆修比較方便柱塞與舵柄輪之間靠接觸傳動，無側(cè)推力，磨損后自動補償缺點扭矩特性差，大、小舵角時的工作油壓相差較大任務(wù)一船舶舵機系統(tǒng)的認識擺缸式轉(zhuǎn)舵機構(gòu)圖7擺缸式轉(zhuǎn)舵機構(gòu)任務(wù)一船舶舵機系統(tǒng)的認識擺缸式轉(zhuǎn)舵機構(gòu)優(yōu)點外形尺寸和重量小結(jié)構(gòu)簡單，拆裝方便，油缸選用的數(shù)目和布置靈活任務(wù)一船舶舵機系統(tǒng)的認識缺點油缸加工精度要求較高。內(nèi)漏不易發(fā)現(xiàn)。鉸接處磨損后會出現(xiàn)撞擊扭矩特性不佳，僅用于功率不大的舵機油缸進排油量不等，系統(tǒng)中必須采取相應(yīng)的補油和溢油措施

擺缸式轉(zhuǎn)舵機構(gòu)任務(wù)一船舶舵機系統(tǒng)的認識轉(zhuǎn)葉式轉(zhuǎn)舵機構(gòu)圖8轉(zhuǎn)葉式轉(zhuǎn)舵機構(gòu)1-舵桿2-油缸體3-轉(zhuǎn)子4-轉(zhuǎn)葉5-定葉6-油管轉(zhuǎn)舵扭矩

Nm

任務(wù)一船舶舵機系統(tǒng)的認識轉(zhuǎn)葉式轉(zhuǎn)舵機構(gòu)優(yōu)點占地面積小，重量輕；可組裝后整體吊裝，安裝十分方便外部無需要潤滑的部位，管理簡便缺點內(nèi)部漏泄不易發(fā)現(xiàn)，更換密封件比較麻煩扭矩特性不如滑式，但優(yōu)于滾輪式和擺缸式任務(wù)一船舶舵機系統(tǒng)的認識舵a)不平衡舵b)平衡舵c)半平衡舵圖9三種典型海船用舵1-舵柄2-上舵承3-舵桿4-舵桿套筒5-舵銷6-舵紐7-舵葉8-舵柱9-舵托10-舵承任務(wù)一船舶舵機系統(tǒng)的認識舵機裝置的分類電動-機械舵機裝置圖10扇形齒輪傳動的電動舵機1-電動機2-連軸節(jié)3-蝸桿4-渦輪5-主動齒輪6-扇形齒輪7-緩沖彈簧8-轉(zhuǎn)動舵柄9-舵柱任務(wù)一船舶舵機系統(tǒng)的認識舵機裝置的分類電動-液壓舵機裝置

圖11液壓舵機傳動機構(gòu)1-油缸2-撞桿3-舵柄4-舵柱任務(wù)一船舶舵機系統(tǒng)的認識小結(jié)詳細闡述了舵機的組成部分分析了電動-機械舵機和電動-液壓舵機的工作原理任務(wù)二船舶操舵方式及工作原理操舵方式單動操舵自動操舵隨動操舵任務(wù)二船舶操舵方式及工作原理單動操舵單動操舵的操作方法手扳舵轉(zhuǎn)復(fù)零舵停左舵左扳回舵右扳右舵右扳回舵左扳圖1G-M系統(tǒng)單動操舵的原理圖任務(wù)二船舶操舵方式及工作原理單動操舵圖2單動操舵方框圖任務(wù)二船舶操舵方式及工作原理隨動操舵圖3G-M系統(tǒng)隨動操舵原理圖任務(wù)二船舶操舵方式及工作原理隨動操舵圖4隨動操舵原理方框圖隨動操舵的操作方法船舶左偏航操右舵回航中注意提前回舵任務(wù)二船舶操舵方式及工作原理自動操舵圖5G-M系統(tǒng)自動操舵原理圖任務(wù)二船舶操舵方式及工作原理自動操舵圖6.1自動校正航向的工作過程圖

圖6.2船舶的航跡任務(wù)二船舶操舵方式及工作原理自動操舵圖7自動舵方框圖任務(wù)二船舶操舵方式及工作原理三種操舵方式的比較單動操舵就是靠人的經(jīng)驗，需要經(jīng)常操縱舵輪或手柄

控制舵機左右偏舵，以此來保持給定航向任務(wù)二船舶操舵方式及工作原理隨動操舵只要給定一個舵角信號，舵機就能把舵轉(zhuǎn)到給定舵角而自動停下但要保持航向，還要靠人經(jīng)常給出操舵信號，它屬于半自動操舵性質(zhì)三種操舵方式的比較任務(wù)二船舶操舵方式及工作原理自動操舵用電羅經(jīng)代替人發(fā)出偏舵信號只要給定航向，不再需要人工經(jīng)常轉(zhuǎn)動舵輪，就能使船舶自動保持在給定航向上航行三種操舵方式的比較任務(wù)二船舶操舵方式及工作原理三種操舵方式的比較

三種操舵裝置相比，自動舵有明顯的優(yōu)點：減輕操舵人員的勞動強度；保持航向的精度高；提高實際航速。任務(wù)二船舶操舵方式及工作原理小結(jié)操舵方式：

單動操舵

隨動操舵

自動操舵用以檢測和傳遞舵葉轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)角能夠把舵葉所轉(zhuǎn)動的角度準確地完全地輸送到船舶所需要的部位舵角發(fā)送器舵角接收器電氣聯(lián)接作用舵葉的轉(zhuǎn)角機械的聯(lián)動帶動復(fù)示舵角同步傳遞任務(wù)三液壓舵機操縱系統(tǒng)圖5-15交流同步器的原理

一、自整角機作成的交流同步器的原理

任務(wù)三液壓舵機操縱系統(tǒng)

一、自整角機作成的交流同步器的原理

當收、發(fā)訊機的激磁線圈接通交流電源后，磁極便產(chǎn)生了交變磁通，該磁通穿過三相線圈，各相線圈分別產(chǎn)生感應(yīng)電壓，感應(yīng)電壓的大小和方向，取決于每相線圈與磁極的相對位置。任務(wù)三液壓舵機操縱系統(tǒng)一、自整角機作成的交流同步器的原理

任務(wù)三液壓舵機操縱系統(tǒng)

二、舵角指示器的調(diào)整接收器指示與舵葉位置偏差均小于1°舵葉右滿刻度啟動舵機舵葉置于0°舵葉左滿刻度調(diào)整舵角指示器指示零調(diào)整舵角指示器指示左滿渡調(diào)整舵角指示器指示右滿度舵葉左、右滿刻度之間調(diào)整舵角指示器指示左右滿度之間任務(wù)三液壓舵機操縱系統(tǒng)故障現(xiàn)象故障分析故障處理（1）發(fā)送器和接收器轉(zhuǎn)向相反兩只自整角機的三相整步繞組相序接錯把任一只自整角機中的三相接線互換任意二根（2）接收器和發(fā)送器同步失調(diào)，力矩小三相整步繞組電路中有一相斷路或開路a.首先應(yīng)檢查三相接線中過載保護是否已斷，排除電路開路b.故障若不能解決，則可更換繞組斷路的自整角機（3）發(fā)送器和接收器定子三相繞組過熱，且接收器指示誤差大有一只自整角機勵磁繞組不工作，應(yīng)檢查勵磁繞組是否開路或電源斷路（4）接收器不轉(zhuǎn)動兩自整角機勵磁繞組斷電檢查電源保險絲是否已燒斷（5）交流噪聲過大兩者失調(diào)角較大檢查接收器轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動是否靈活，排除轉(zhuǎn)動不靈活的因素

三、交流型舵角指示器常見故障和排除方法任務(wù)三液壓舵機操縱系統(tǒng)一、液壓舵機液壓舵機有閥控式和泵控式兩種基本形式，也就是為實現(xiàn)控制液流通斷和換向，基本采用控制換向閥和控制雙向變量泵變量機構(gòu)兩種方法。舵機的操縱是在駕駛臺上進行的，所以舵機操縱系統(tǒng)必須是一個遠距離操縱系統(tǒng)，但通常在舵機間也設(shè)有現(xiàn)場操縱機構(gòu)用于應(yīng)急。任務(wù)三液壓舵機操縱系統(tǒng)二、力矩馬達式舵機遙控系統(tǒng)圖5-18示出了川崎舵機所采用的力矩馬達式舵機電氣遙控系統(tǒng)的原理圖。任務(wù)三液壓舵機操縱系統(tǒng)圖5-19為某萬噸級撥叉式舵機結(jié)構(gòu)示意圖本舵機采用力矩馬達式舵機遙控系統(tǒng)。圖5-19液壓舵機結(jié)構(gòu)示意圖任務(wù)三液壓舵機操縱系統(tǒng)一、舵機啟動器概括說明（genenalspecificationofstarter）概括說明了舵機起動器的工作環(huán)境，電源電壓、相序的鑒別等基本情況舵機啟動器的概括說明表表5-1任務(wù)四船舶舵機系統(tǒng)控制線路的分析二、舵機電器配置圖（steeringelectricequipmentassembly）圖5-20舵機電器配置圖任務(wù)四船舶舵機系統(tǒng)控制線路的分析三、舵機電器電纜圖（steeringelectriccable）EUR圖5-21為舵機電器電纜圖，明確了電纜規(guī)格及走向、電纜編號、電纜的芯線數(shù)量、芯線的截面積。任務(wù)四船舶舵機系統(tǒng)控制線路的分析四、舵機啟動器原理（steeringgearstarterskeleton）

(1)1#舵機主泵電動機的起動控制合上QF1【5-22a）】合上QF2【5-22a）】控制地點選擇開關(guān)SA1選擇（LOCAL）K18線圈得電K19線圈得電K19常開觸點閉合（208-209）【5-22b）】主用備用泵選擇開關(guān)S4選擇（MAIN）按下S1【5-22b）】4Q工作線圈得電KM1線圈得電伺服泵電動機啟動H4燈亮指示伺服泵運行KT1得電3S后KT8得電KM3得電KM2得電主泵動10S后KM3斷電KM4得電Y啟動主泵△運行K1得電K2得電H2燈亮指示主泵運行送信號至舵機檢測系統(tǒng)、VDR、駕駛室報警板、集控室報警板任務(wù)四船舶舵機系統(tǒng)控制線路的分析四、舵機啟動器原理（steeringgearstarterskeleton）

(2)1#舵機主泵電動機的停止控制按下S2【5-22b）】4Q工作線圈斷電K3線圈得電伺服泵電動機停止H4燈滅KM2、KM4斷電KM1斷電H2燈滅主泵停止4T線圈得電任務(wù)四船舶舵機系統(tǒng)控制線路的分析圖5-22a)1#舵機起動器原理圖（一）任務(wù)四船舶舵機系統(tǒng)控制線路的分析圖5-22b)1#舵機起動器原理圖（二）任務(wù)四船舶舵機系統(tǒng)控制線路的分析圖5-22c)1#舵機起動器原理圖（三）任務(wù)四船舶舵機系統(tǒng)控制線路的分析圖5-22d)1#舵機起動器原理圖（四）任務(wù)四船舶舵機系統(tǒng)控制線路的分析圖5-22e)1#舵機起動器原理圖（五）任務(wù)四船舶舵機系統(tǒng)控制線路的分析圖5-22f)1#舵機起動器原理圖（六）任務(wù)四船舶舵機系統(tǒng)控制線路的分析四、舵機啟動器原理（steeringgearstarterskeleton）

合上QF1【5-23a）】合上QF2【5-23a）】控制地點選擇開關(guān)SA1選擇（LOCAL）K18線圈得電K19線圈得電K19常開觸點閉合（208-209）【5-23b）】主用備用泵選擇開關(guān)S4選擇（MAIN）按下S1【5-23b）】4Q工作線圈得電KM1線圈得電伺服泵電動機啟動運行H4燈亮指示伺服泵運行KT1得電3S后KM2得電K1得電K2得電H2燈亮指示主泵運行送信號至舵機檢測系統(tǒng)、VDR、駕駛室報警板、集控室報警板主泵啟動運行2.2#舵機主泵電動機的起動停止控制(1)2#舵機主泵電動機的起動控制任務(wù)四船舶舵機系統(tǒng)控制線路的分析

四、舵機啟動器原理（steeringgearstarterkeleton）2.2#舵機主泵電動機的起動停止控制

(2)2#舵機主泵電動機的停止控制

按下S2【5-23b）】4Q工作線圈斷電K3線圈得電伺服泵電動機停止H4燈滅KM2斷電KM1斷電H2燈滅主泵停止4T線圈得電任務(wù)四船舶舵機系統(tǒng)控制線路的分析圖5-23a)2#舵機起動器原理圖（一）任務(wù)四船舶舵機系統(tǒng)控制線路的分析圖5-23b)1#舵機起動器原理圖（二）任務(wù)四船舶舵機系統(tǒng)控制線路的分析圖5-23c)2#舵機起動器原理圖（三）任務(wù)四船舶舵機系統(tǒng)控制線路的分析圖5-23d)1#舵機起動器原理圖（四）任務(wù)四船舶舵機系統(tǒng)控制線路的分析圖5-22e)2#舵機起動器原理圖（五）任務(wù)四船舶舵機系統(tǒng)控制線路的分析圖5-23f)2#舵機起動器原理圖(六)任務(wù)四船舶舵機系統(tǒng)控制線路的分析四、舵機啟動器原理（steeringgearstarterskeleton）

合上QF1【5-22a）】合上QF2【5-22a）】控制地點選擇開關(guān)SA1選擇（LOCAL）K18線圈得電K19線圈得電K19常開觸點閉合（208-209）【5-22b）】主用備用泵選擇開關(guān)S4選擇（ST-BY）2#舵機停止，2#K1斷電合上QF1【5-23a）】合上QF2【5-23a）】控制地點選擇開關(guān)SA1選擇（LOCAL）K18線圈得電K19線圈得電K19常開觸點閉合（208-209）【5-23b）】主用備用泵選擇開關(guān)S4選擇（MAIN）按下S1【5-23b）】2#伺服泵電動機啟動運行1#K5得電，H5燈亮指示待機狀態(tài)2#主泵啟動運行1#K4得電1#4Q得電1#主泵運行3.主用、備用泵的自動切換控制任務(wù)四船舶舵機系統(tǒng)控制線路的分析

四、舵機啟動器原理（steeringgearstarterskeleton）

以1#舵機為例，2#舵機的加熱與計時電路如圖5-23f)，工作原理與1#舵機相同合上QF1【5-22a)】空間加熱器KSH給控制箱除潮去濕電機加熱器MSH給電機繞組除潮去濕接觸器KM1得電當4Q線圈得電，在圖5-22f)中的4Q的常閉觸點斷開，加熱器停止加熱加熱指示燈H5亮合上S3【5-22f)】伺服泵電動機啟動KM1的常開輔助觸點閉合【5-22f)】計時器HM1計時伺服泵電動機的運行時間接觸器KM2得電主泵電動機啟動KM2的常開輔助觸點閉合【5-22f)】計時器HM2計時主泵電動機的運行時間4.加熱與計時任務(wù)四船舶舵機系統(tǒng)控制線路的分析5.報警功能電路

兩個舵機的報警功能電路是相似的，以NO.1舵機為例介紹舵機的報警電路原理。（1）電源失壓報警當電源失壓時繼電器K18、K19釋放【圖5-22a)】失壓繼電器K6失電【圖5-22c)】熱繼電器FR2的常開觸點閉合【5-22a)】（3）電機過載報警當伺服電動機過載時過載繼電器K8線圈得電【5-22c)】當主泵電動機過載時熱繼電器FR1的常開觸點閉合【5-22a)】蜂鳴器FM發(fā)出聲音報警【5-22d)】在【5-22e)】的監(jiān)控系統(tǒng)、船載航行數(shù)據(jù)記錄儀VDR駕駛室報警板、集控室報警板發(fā)出報警信號（2）電源斷相報警當電源斷相時斷相保護器47X1或47X2的常開觸點閉合【圖5-22a)】斷相繼電器K7線圈得電【圖5-22c)】四、舵機啟動器原理（steeringgearstarterskeleton）任務(wù)四船舶舵機系統(tǒng)控制線路的分析5.報警功能電路

兩個舵機的報警功能電路是相似的，以NO.1舵機為例介紹舵機的報警電路原理。四、舵機啟動器原理（steeringgearstarterskeleton）（4）主油箱低油位報警主油箱出現(xiàn)低油位時主油箱液位開關(guān)1LS的常開觸點閉合【圖5-22d)】繼電器K9線圈得電【圖5-22c)】繼電器K11失電【5-22c)】（6）主電源失效報警當主電源失效時當控制電源失效時繼電器K18失電【5-22a)】蜂鳴器FM發(fā)出聲音報警【5-22d)】在【5-22e)】的監(jiān)控系統(tǒng)、船載航行數(shù)據(jù)記錄儀VDR駕駛室報警板、集控室報警板發(fā)出報警信號（5）濾器壓差報警當濾器前后的壓差過高時濾器壓差開關(guān)1PS閉合【圖5-22d)】時間繼電器KT6線圈得電【圖5-22d)】時間繼電器KT3線圈得電【圖5-22d)】10秒后繼電器K10線圈得電【圖5-22c)】10秒后（7）控制電源失效報警任務(wù)四船舶舵機系統(tǒng)控制線路的分析6.應(yīng)急電源的切入控制

2#舵機的應(yīng)急電源的切入控制電路工作原理與1#舵機相同。鎖扣繼電器4Q線圈得電【5-22b)】使NO.2舵機的鎖扣繼電器4T得電，使4Q的觸點復(fù)位，為NO.2舵機的自動起動做準備【5-23b)】繼電器K17線圈得電當主電源出現(xiàn)故障時合上中應(yīng)急電站的開關(guān)【5-22d)】10秒后時間繼電器KT9的線圈得電伺服泵和主泵電動機先后啟動運行四、舵機啟動器原理（steeringgearstarterskeleton

）任務(wù)四船舶舵機系統(tǒng)控制線路的分析系泊試驗階段（在碼頭）該套舵機系統(tǒng)可以交付使用舵機系統(tǒng)的通電調(diào)試滿足規(guī)范標準航海試驗階段（在寬闊的水域）任務(wù)四船舶舵機系統(tǒng)的故障排除與維護管理一、在系統(tǒng)通電調(diào)試前，應(yīng)掌握以下一些概念及常識1.自動舵又稱自動操舵儀。2.操舵裝置目前有簡單操舵系統(tǒng)、隨動操舵系統(tǒng)、自動操舵系統(tǒng)和應(yīng)急操舵系統(tǒng)。3.自動舵必須具有下列基本調(diào)節(jié)裝置：（1）靈敏度調(diào)節(jié)；（2）舵角比例調(diào)節(jié)；（3）穩(wěn)舵角調(diào)節(jié)；（4）積分調(diào)整；（5）速率調(diào)整；（6）偏航報警；（7）舵限設(shè)定；（8）速度選擇任務(wù)四船舶舵機系統(tǒng)的故障排除與維護管理

二、系泊試驗1.自動舵調(diào)試前提條件（1）液壓舵機裝置調(diào)試交驗完（2）舵角指示系統(tǒng)調(diào)整好2.舵機通電前的必要工作（3.在經(jīng)過上述的工作之后，便可進行通電調(diào)試（1）清潔（2）安裝接線檢查（3）絕緣檢查（4）準備好所需要的測試儀表（5）讓舵葉處于