轮机概论教案.(第六章)

1、第六章第六章 甲板机械甲板机械 楼海军n 从广义上说，在机舱之外所有依靠动力驱动的船舶设备都称为甲板机械。包括舵机、锚机、起货设备、系缆机、舷梯绞车、救生艇绞车等各种绞车、升降机、减摇装置等。此外，一些特种船舶的专用设备，如滚装船的跳板和升降平台，打捞船的打捞设备、挖泥船的挖泥设备、钻井平台的支腿升降设备、渔船的网具收放设备等，都属于甲板机械的范畴。 n甲板机械的动力，除在极少数场合使用人力或气动力外，主要有三种型式，即蒸汽动力，电力和液压动力。其中蒸汽动力由于存在汽源供给困难和冬季使用不便等缺点，除在大型油轮上因其防火安全性较好仍有使用外，已基本为后两种动力所取代。n 由于篇幅所限，下面仅对

2、与船舶运营较为重要的液压舵机作较详细的介绍。n一、总述：一、总述：船舶航行时，利用螺旋桨尾流或船舶航行水流对偏转舵叶产生的水流动压力f，可使船舶获得相对其重心的转船力矩ms，实现转向，达到改变航向的目的。随着舵角的增大，转舵力矩和转船力矩均将逐渐增大，但转船力矩在某一舵角时达最大值msmax。对应最大转船力矩msrnax的舵角称为最大舵角，用max，表示。见图5-4。一般流线型舵的max为32左右。 n如果采用如图5-5所示的平衡舵，使舵叶转轴中心线向水流动压力中心靠近，可减小j：的数值。在转船力矩一定时，转舵力矩大为减少，从而降低舵机的配置功率。舵叶的平衡程度用平衡系数k表示： k=a/a

3、，式中：a舵叶面积，m；a舵杆(舵叶转轴)中心线前方的舵叶面积，m：。采用平衡舵后，小舵角时转舵力矩会出现负值，影响舵机的工作稳定性(图5-4)。因此平衡系数k不宜过大，一般约在0.150.35之间。n二、二、对舵机的要求对舵机的要求：舵机功用在于提供足够的转舵力矩，保证按操舵要求及时、准确地操纵舵叶，控制船舶航向，对船舶的航行安全极为重要。凡是入级的船舶都必须满足下列基本要求：1生命力强。具有主、辅两套独立的操舵装置，或者一套操舵装置由两台以上相同动力设备组成，某台发生故障时仍能保持操舵能力；相同动力设备可单独工作，需要时可联合工作；每台动力设备至少有两处以上独立供电线路，其中一路可以由应急

4、配电盘供电。 n2工作可靠。具有足够的强度和能力，在最深航海吃水情况下：主操舵装置能在最大航速时，使舵自一舷35转至另一舷35，转舵速度，海船从一舷35转至另一舷30不超28s。辅助操舵装置在最大航速一半但不低于7kn时，使舵在60s内自一舷15转至另一舷15。应设有舵角指示器、舵角限位装置、压力保护装置和故障报警装置。3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，主操舵装置的每台相同动力设备也均能在驾驶室进行控制，并能方便地进行切换。4.舵机还应工作平衡、噪音小、经久耐用、经济性高和便于维护管理等。n三、液压舵机的工作原理：三、液压舵机的工作原理：液压舵机是目前应用最广的舵机。下面

5、借助图5-6所示最为典型的液压舵机往复式液压舵机来说明液压舵机的组成和工作原理。n 1液压舵机的基本组成：主要由三部分组成：(1)控制系统：也称操纵系统，包括驾驶室遥控系统和舵机室机旁控制系统。驾驶室遥控系统由设于驾驶室的舵令发送装置操舵仪(亦称发送器)和舵机室的接收器组成，用以传递操舵命令。图5-6中仅示出了液压遥控受动器油缸2和自动舵伺服油缸，未示出驾驶室的发送装置。从图中还可看出机旁控制的手轮应急操纵。(2)动力装置：提供转舵动力。由两台相同的变向变量油泵1和相应的其它液压元件组成。(3)转舵机构：用以将油液压力能转变为机械能，并转递给舵柱5，转动舵叶。包括往复式油缸3、撞杆柱塞4和舵柄

6、6等机构。n2液压舵机的工作原理：1）当舵为0时，受动器油缸处于中位；要求左舵时，油缸向右移动，要求右舵时，油缸向左移动，其位移大小反映舵角大小。2) 变向变量油泵1在电动机14的带动下持续回转。当油泵变量机构在零位时，油泵1不排油，将两个转舵油缸3封闭；当变量机构向一侧偏移时，油泵从一侧转舵油缸吸油，向另一侧转舵油缸排油；当变量机构偏移方向相反时，转舵油缸进、排油反向。 n3) 两个转舵油缸3固定在机座上，油缸内充满油液。当在变向变量泵的控制下，两油缸封闭时，由于油液的不可压缩性，两撞杆柱塞4不能移动，并通过十字头和舵柄6、舵柱5，锁定舵叶，保持舵角。如左侧油缸进油，右侧油缸排油，撞杆柱塞向

7、右移动，推动舵柄，向左转舵；油缸进排油方向相反时，转舵方向也相反。 n4) 三点式随动杆abc的a点与受动器的传动杆相连，b点与舵柄相连，c点与油泵变量机构控制杆相连。其作用在于将舵令和实际舵角相比较，共同控制油泵的排油，使舵向所要求的舵角转动并能停止和保持在要求的舵角上。设驾驶室舵轮在0位置时，舵叶停在0位置，三点式随动杆处于abc所示的垂直位置，油泵变量机构在中位，油泵不吸排油液。 n如扳动舵轮到左舵某一舵角，发送器发出液压信号，使受动器向右移动并使a点移到a1，由于舵尚未转动，随动杆只能绕月点摆动，使连接点c向右移动到c1，推动油泵变量机构，油泵从右侧转舵油缸吸油，向左侧转舵油缸排油，向

8、左转舵。舵转动后，带动b点向左移动。因此时随动杆只能绕a1点摆动，于是带动c1点回行。当舵转到要求舵角时，c1回到c点，油泵停止吸、排油，使舵停在要求舵角。如果要求舵角较大，a点会有更大位移，舵叶要转到更大角度才能使c点回中停止油泵排油。如果反向操舵，a点、c点移动方向相反，油泵吸、排油反向，舵便反向偏转。 n5）舵机液压系统中还设有两个防浪溢流阀8，简称防浪阀。当大风浪冲击舵叶时，产生的冲击力会通过舵柱、舵柄传至撞杆柱塞，在某一侧油缸中产生很高油压。油压如果超过防浪阀的调整压力，其中之一开启后，使高压油缸的油液泄至另一侧的低压油缸，撞杆柱塞作一定的移动，舵叶产生一定的退让偏转，以缓冲风浪对舵叶的冲击，不至对转舵机构造成过大的应力和过高的油压而损坏。风浪过后，经过三点随动杠杆的作用，油泵又进行吸、排油，把舵叶转回到原来的舵角。n四、转舵机构：四、转舵机构：图5-6中所