趙有鵬

摘要：船舶液壓舵機技術(shù)應(yīng)用交流變頻調(diào)速技術(shù)與液壓舵機系統(tǒng)有機結(jié)合，并利用交流變頻液壓驅(qū)動技術(shù)的節(jié)能優(yōu)勢，彌補傳動液壓舵機系統(tǒng)的效率不高的不足。但由于變頻調(diào)速的交流異步電機本身是一個多變量系統(tǒng)，使得原本較為簡單的傳統(tǒng)液壓舵機系統(tǒng)變得復(fù)雜。對此，本文將對船舶液壓舵機安全性配置展開研究

關(guān)鍵詞：船舶;液壓舵機;安全

一、增設(shè)兩套獨立動力系統(tǒng)

動力設(shè)備通常指電動機、與電動機相連的泵以及主機通過皮帶輪與主機帶泵連接。附件常常指為設(shè)備提供液壓油的油箱、空氣濾清器、濾油器、液位報警器等附件，以及換向閥、溢流閥、舵機專用閥等元件。在船舶航行中，造成舵機出現(xiàn)故障的原因有很多。當(dāng)有1臺動力設(shè)備發(fā)生單項故障時，就會將其隔離，繼續(xù)操舵以確保船舶可以正常航行，因此有必要增設(shè)兩套相對獨立的動力系統(tǒng)。

二、換取自動隔離閥

自動隔離能使舵機及時隔離故障，并快速轉(zhuǎn)換到另一套系統(tǒng)繼續(xù)航行。對于老舊的舵機，當(dāng)其發(fā)生故障時，船員從跑到船尾的舵機艙，分別打開左右舵機艙艙蓋，關(guān)掉故障管路或手動隔離閥，大概需要約5分鐘，這段時間船舶很可能處于失控狀態(tài)，發(fā)生撞船、撞橋墩等安全事故的概率較大。因此，必須對舵機產(chǎn)生的故障及時隔離，所以可以應(yīng)用采用自動隔離閥，當(dāng)動力設(shè)備轉(zhuǎn)換時，自動隔離非工作設(shè)備和管路，不需要額外的操作，具備簡單便捷的特征，安全性也比較好。

三、應(yīng)用舵機專用閥

當(dāng)船舶在航行中遇到風(fēng)暴或急流河灘時，舵桿容易受到負力的作用，若外界干擾能量較大且方向與舵葉轉(zhuǎn)動方向相反，單向閥便能起到止回作用，切斷油缸和油泵之間的聯(lián)系，有效防止油泵變?yōu)橛婉R達。若外界負力矩的方向與舵葉的轉(zhuǎn)動方向一致時，油缸活塞就會加速，如果油泵不能及時供油，液壓系統(tǒng)就會出現(xiàn)抽空現(xiàn)象，液壓系統(tǒng)中就會進入大量空氣，產(chǎn)生沖擊、振動和噪音，在這種負力矩下，油缸活塞移動加速，進油腔的壓力降低，出油腔油壓迅速增高，此時專用閥回流通道面積會逐漸減小，起到節(jié)流作用，以此實現(xiàn)平衡，避免活塞會產(chǎn)生“頓舵”、振動以及噪聲等現(xiàn)象。但此處還需注意，如為節(jié)省生產(chǎn)成本，采用雙向液壓鎖、液控單向閥等元件代替舵機專用閥，無法起到克服負扭矩的作用，會增加船舶航行安全隱患，這種方式是不可取。

四、主機怠速時保證轉(zhuǎn)舵時間

船舶在進出港、?？堪?、轉(zhuǎn)彎掉頭的時候，主機往往處在怠速運行狀態(tài)，此時要保障舵機轉(zhuǎn)舵時間滿足≤20秒的要求，具體做法通常如下加大主機泵的排量，綜合分析船舶在正常航行中主機轉(zhuǎn)速與怠速的變化范圍，做好主機皮帶輪與帶泵皮帶輪的合理配比，既能滿足主機怠速時舵機的轉(zhuǎn)舵時間，又能確保船舶在正常航行時不超出主機帶泵的額定轉(zhuǎn)速。因此，要想在正常航行時確保轉(zhuǎn)舵的時間，此時駕駛員便可借助手動轉(zhuǎn)向器改變操舵的轉(zhuǎn)速來控制進入轉(zhuǎn)舵機構(gòu)的流量，從而得到合適的轉(zhuǎn)舵速度。

五、各部件流量的校核

在液壓系統(tǒng)設(shè)計中，當(dāng)管道內(nèi)液流速度出現(xiàn)急劇變化時，系統(tǒng)的壓力就會產(chǎn)生壓劇烈變化，壓力峰值也會升高，這種現(xiàn)象被稱作液壓沖擊，液壓沖擊有著較大的危害性，不但使系統(tǒng)產(chǎn)生振動和噪聲，而且導(dǎo)致液壓元件、密封裝置等的損壞。液壓元件、管路及接頭的流量校核極為重要，通常不能低于泵流量的110%，并且壓力的升高不應(yīng)超過安全閥整定壓力的10%。值得特別注意的是，由于主機帶泵存在流量變化，校核應(yīng)依據(jù)最大航行轉(zhuǎn)速時油泵的流量計算來選取，否則很容易出現(xiàn)背壓過高、系統(tǒng)噪聲過大、發(fā)熱嚴(yán)重、機帶泵停轉(zhuǎn)等問題，液壓舵機的安全性就會受到影響，進而導(dǎo)致船舶在航行中容易引發(fā)安全隱患。

六、液壓系統(tǒng)的清潔性

液壓油清潔是確保液壓系統(tǒng)順暢運行的關(guān)鍵，舵機也包括其中，在舵機制造、安裝和使用過程中，需要將以下幾個環(huán)節(jié)把握好：第一，是在裝配液壓元件前，應(yīng)用抹拭、清洗、鉸刀、壓縮空氣的措施，去除粉塵、焊渣毛刺、鉆孔鐵屑等;第二，是管路內(nèi)部需要經(jīng)過酸洗、中和等清洗工藝;第三，是在工廠做好產(chǎn)品的制造工藝的同時，也需培養(yǎng)出合格的制造、檢驗、安裝人員，生產(chǎn)出的產(chǎn)品需通過檢驗員質(zhì)量檢測合格后，才可以出廠使用;第四，是在應(yīng)用過程中，除了正常的維護保養(yǎng)外，也應(yīng)該時刻關(guān)注液壓油的清潔度，并及時按照說明書對液壓油進行有效的過濾及更換。

七、結(jié)語

總而言之，舵機確保船舶安全航行的重要設(shè)備，其性能同船舶安全航行的技術(shù)性、經(jīng)濟性和生命力有著直接影響，一旦性能變差或者控制失靈，就會導(dǎo)致船舶失去控制，對船舶和船員造成很大的傷害。隨著船舶朝著大型化發(fā)展，隨之而來的是要求船舶液壓舵機安全性，特別是港內(nèi)頻繁操舵過程，這就對舵機系統(tǒng)的控制有了更高的要求。

參考文獻：

[1]馮福欽.增強船舶液壓舵機安全性配置關(guān)鍵點[J].中國船檢，2020（10）：69-71.

[2]劉亮，孫麗穎，那海濤，等.布風(fēng)器形式對船舶會議室內(nèi)氣流分布影響的數(shù)值模擬[J].流體機械，2018，41（1）：73-77.

[3]邱少輝，李安桂.條縫型送風(fēng)口形成的豎壁貼附射流通風(fēng)模式研究：送風(fēng)速度的影響[J].暖通空調(diào)，2018，40（1）：101-105.