轮机工程毕业论文
M/T“GAGARMAYANG”舵机液压系统及随动控制系统分析
[摘要] 本文主要介绍M/T“GAGARMAYANG”转叶式舵机的转舵机构及液压系统原理，并对随动控制系统进行了分析。对舵杆和转子机构的液压安装步骤进行讲述。通过与往复式舵机的结构及液压系统的比较，总结出M/T“GAGARMAYANG”转叶式舵机的特点。针对M/T“GAGARMAYANG”舵机使用过程中所发生的故障现象，本文简要分析其故障原因。归纳总结出舵机维护保养中的基本要求，力图能够为轮机员工作提供较好参考。
[关键词] 转叶式舵机；液压系统；随动控制系统；液压联接器
M / T "GAGARMAYANG" Steering Gear Hydraulic System and Servo Control System Analysis
[Abstract] This paper describes basic construction and hydraulic system principle of the votary vane steering gear in M/T“GAGARMAYANG” training ship, and particularly analyzes the system of follow-up control. Mounting procedure of hydraulic coupling between rudder actuator and rudderstock are showed clearly. Compared with construction and hydraulic system of the reciprocating steering gear, there are a lot of characteristic in the rotary vane steering gear. And based on the phenomenon of the trouble in the steering gear, the paper makes a brief analysis. Basic recommendations are included in the maintenance process of the steering gear. The aim of this paper is to provide a better reference for engineer office in work course.
[Key words] Rotary vane steering gear；Hydraulic system；Follow-up control system；Hydraulic coupling
目录
1 绪论-------------------------------------------------------------------1
1.1 舵机的作用和组成部分---------------------------------------------1
1.2 舵机的类型-------------------------------------------------------1
2 M/T“GAGARMAYANG”转叶式舵机转舵机构和液压系统---------------------------2
2.1 M/T“GAGARMAYANG”舵机概况及主要参数-------------------------------2
2.2 球形转舵机构结构特点---------------------------------------------3
2.3 液压系统工作原理-------------------------------------------------4
2.4 舵杆和转子安装方法-----------------------------------------------5
2.4.1 安装前的准备-----------------------------------------------6
2.4.2 安装步骤---------------------------------------------------6
2.4.3 安装中的注意事项--------------------------------------------7
3 M/T“GAGARMAYANG”舵机随动控制系统---------------------------------------8
3.1 M/T“GAGARMAYANG”驾驶台操舵指令-----------------------------------9
3.2 控制信号比较放大-------------------------------------------------9
3.3 驱动和反馈单元--------------------------------------------------11
3.4 变频电机和双向油泵----------------------------------------------11
4 M/T“GAGARMAYANG”转叶式舵机的主要特点----------------------------------12
5 M/T“GAGARMAYANG”舵机故障简--------------------------------------------12
6 M/T“GAGARMAYANG”舵机的维护保养----------------------------------------13
6.1 液压油的选择----------------------------------------------------13
6.2 换油和除气------------------------------------------------------13
6.3 日常管理注意事项------------------------------------------------14
总结---------------------------------------------------------------------14
致谢语-------------------------------------------------------------------15
参考文献-----------------------------------------------------------------16
1 绪论
1.1 舵机的作用和组成部分
船舶在航行过程中，不可能完全按照驾驶员的意图进行航行，经常会受到外界的干扰（如风、浪等的影响），使船舶偏离原来的航线。此时应该有一操作装置能够控制船舶方向保证船舶安全行驶，此机构就是舵。舵是船舶用以改变其航向或维持其预定航向的重要设备，对于船舶安全航行起着关键作用。
现代化船舶广泛应用电动液压舵机。电动液压舵机由三部分组成：转舵机构、液压系统与操舵控制系统。转舵机构的作用是将液压能转换成机械能，推动舵叶转动。液压系统的作用是向舵机提供足够的液压能，并设置所需的保护和控制装置。操舵控制系统的作用：一是传递舵令；二是控制操舵精度[1]。
1.2 舵机的类型
船舶所使用的电动液压舵机按机构类型可分为往复式和转叶式两种。
所谓往复式舵机的转舵机构为往复式转舵油缸，它将液压油的压力能转化为柱塞的机械能，推动舵柄左右转动，舵柄带动舵杆转动实现舵叶的转动，达到改变船方向的目的。
转叶式舵机是依靠作用在舵机转叶上的高压液压油的压力使舵机转叶片转动，从而带动与舵机锥形相连的舵杆转动，而舵杆转动相应带动与之相连的舵叶转动，从而达到船舶操舵的目的[2]。
如图1所示，描述一往复式舵机的工作原理
图1 往复式舵机
1—交流伺服电动机；2—联轴器；3—双向定量泵；4—梭阀；
5—锁阀；6—旁通阀；7—油罐；8—安全阀；9—液压油缸
由图1可见，液压泵和液压油缸构成闭路系统。交流伺服电动机1驱动液压定量泵3产生液压动力，通过一对液压缸推动舵杆转动。从油泵出来的液压油经过锁阀进入液压缸使柱塞来回移动,油缸的回油同样经过锁阀进入油泵吸口[3]。
并联在闭式回路中的由两个单向阀组成的梭阀主要起到补油阀的作用，当这个闭式回路中出现因漏泄等原因造成流量不足时，梭阀补油到回路中。串联在主回路中的由两个液控单向阀组成的锁阀，当舵叶达到指定位置时，锁阀锁住主油路防止液压缸在波浪拍击舵叶时发生返流现象。并联在闭式回路中的溢流阀起安全阀的作用，同时起放浪阀作用。当舵叶停止转动时，由于受大浪或者其他外力作用的冲击产生超负载时可以允许短时间的开阀卸荷。另外在整个操舵系统出现超负荷的时候，也可以通过交流伺服电动机的限转矩保护功能动作而停机，达到安全防护作用。舵机的启动和停止、变向和变速都是由交流伺服电动机按照控制指令来实现的。
对转叶式舵机的分析本文将以M/T“GAGARMAYANG”舵机为例进行详细的讲述。
2 M/T“GAGARMAYANG”转叶式舵机转舵机构和液压系统
2.1 M/T“GAGARMAYANG”舵机概况及主要参数
M/T“GAGARMAYANG”舵机型号是Rolls-Royce Tenfjord SR723-FCF(SR: Spherical Rotary; FCP:Frequency Controlled Pumps)，采用球型转子的转叶式舵机。为满足造船规范要求，本舵机分别有两套独立的动力单元和控制单元，实现互为备用，也可以同时工作。可保证一台泵组出现故障后，迅速自动隔离，另一台泵组能正常工作[4]。
转舵机构参数
舵机型号： SR723—FCP
最大工作压力： 125bar
设计压力： 156bar
最大扭矩： 412KNm
试验压力： 234bar
舵杆直径： 320mm
最大机械舵角： 2×44°
电气限制舵角： 2×43°
运行时间1台泵/2台泵： 28s/14s（30°— 0°—35°）
安全阀设定压力： 156bar
液压油泵参数
型号： FCP—75
安全阀设定压力： 125bar
试验压力： 188bar
变频电机参数
型号： NORM IEC 160LB—4
速度： 1450rmp
额定压力： 17，5KW(SI)
电压： 3×380V，50HZ
保护等级： IP55
2.2 球形转舵机构结构特点
如图2所示，M/T“GAGARMAYANG”舵机的转舵机构设计成球形,转子和转叶做成一体，转子上的密封件由做成一体的合成材料构成，这样的结构使转舵机构能够承受或吸收较大的震动和冲击。三个转叶在环形油缸内带动舵杆以恒扭矩转舵。球形转子使内摩擦力降低到最小，同时消除了舵杆可能弯曲而引起对转舵机构的附加作用力。
舵杆1安装于转舵机构中央位置。轴套3与舵杆接触的内表面是圆柱形，外表面是锥形，它与转子内孔的锥形面相配合。转子与舵杆之间的转舵力矩是靠轴套的静摩擦力传递的。转舵机构与变频电机由螺栓紧固在一起，结合面安装密封环保证液压油不会泄露。转子安装在壳体内部，在转子和壳体上下部结合面处安装有轴承。下轴承承担转子、舵杆及舵叶的重量以及转舵时所产生的力，轴承由液压油进行润滑。转子和壳体中部形成液压油环形空间，三个定子和三个转叶将其分隔成六个空间。另外，转子和壳体之间安装密封装置，对液压油空间密封，允许少量油泄露润滑轴承。转子伸出壳体处有上下密封装置，防止液压油向外漏泄。
图2 球形转舵机构结构图
1—舵杆；2—转子；3—轴套；4—电机上壳体；5—电机下壳体；6—下轴承；7—上轴承和舵杆上部密封；
8—下部密封；9—转子壳体密封；10—安装轴套注油孔；11—吊环；12—安装活塞；13—阀块；14—过滤单元
2.3 液压系统工作原理
1）液压回路
如图3所示。当驾驶台发出转舵信号时，通过变频器控制双向泵的转向和排量。同时，二位三通电磁阀有电，阀工作于左位，逻辑阀内的控制油卸荷，阀门打开。油泵输出的压力油经过单向阀、逻辑阀进入转舵油缸。而对应的转舵油缸的回油通过逻辑阀、溢流阀、回油滤器和单向阀到达油泵吸口。实际舵角与转舵指令相符后，油泵停止运转，二位三通电磁阀失电，工作于左位，逻辑阀关闭，锁闭油路，舵叶停留在所要求的舵角。
2）液压系统中各装置和阀件的功能分析
逻辑阀7实现油路的锁闭功能。当实际舵角达到转舵指令舵角以后，电磁阀失电，工作在左位，液压油经过控制单向阀、电磁阀到达逻辑阀芯加压使阀芯锁闭，基本功能相当于液控单向阀。
在舵叶停止转动后，若有大浪或其他外力冲击，安全阀9会因管路中油压高于调定值（M/T“GAGARMAYANG”此阀设定值是156bar）时开启，使高压油腔与低压油腔旁通，以避免管路和液压元件承受过高压力，允许舵叶暂时偏让而“跑舵”；当冲击舵叶的外力消失后，由于实际舵角偏离指令舵角，电机重新启动，直至舵转回到与指令舵角相符为止。安全阀9亦称防浪阀。
溢流阀5在此系统中两个为一组，在工作的时候，油泵出口的溢流阀作安全阀使用，当出口压力超过调定值（M/T“GAGARMAYANG”此阀设定值是125bar）时阀开启，防止液压元件受到冲击。油泵吸口处溢流阀作单向阀使用。
图3 Tenfjord SR723泵控型舵机液压系统原理图
1—转舵机构；2—双向泵；3—变频电机；4—单向阀；5—溢流阀；6二位三通电磁阀；
7—逻辑阀（插装阀）；9—安全阀；10—储油柜；11—手摇泵；12—高置油柜；13—供液三通阀；14—控制单向阀
高置油箱有油位计显示油箱油位。油箱中间有一隔板将油箱分为两部分，另外两边分别安装传感器监视两边油位。当一套动力单元漏油将不会干扰另一台动力单元的正常工作。高置油箱出来的液压油左右两路作用是：一是向闭路液压系统中补油；二是当逻辑阀卸荷打开时控制油回到高置油箱。同时中间一路进入转舵机构的低压腔。正常情况下油位过低会表明系统中有泄漏的发生，应及时查清故障并排除。当高置油柜缺油时，可用手摇泵及时从储油柜中向油柜补油[5]。
2.4 舵杆和转子安装方法
M/T“GAGARMAYANG”舵机舵杆与转子的安装采用了SKF机理（Hydraulic Shrink Fit principle），基于SKF机理的液压联接器将舵杆和转子紧固在一起，他们之间无键连接，提供了一种安全可靠的安装方法，且安装和拆卸方便，无需使用大型工具。此种安装机理还常用于螺旋桨和轴系之间的无键连接，以达到过盈配合。
2.4.1 安装前的准备
在安装之前，首先查看转子机构、轴套和安装活塞等是否拥有相同序列号。轴套、安装活塞、转子内面和舵杆需经过彻底的清洗、去脂和检查。小的沟槽可能会导致液压油泄露，接触表面无法建立有效的油膜，产生拉痕达不到舵机正常的工作要求。经过仔细检查以后，打磨、清洗和润滑轴套外表面。
2.4.2 安装步骤
首先，舵杆应处于一正确的高度，保证其对中，用链条机构将其固定并锁住。把安装活塞安装（其内有螺纹）在锥形轴套上，并用安装活塞上的吊环吊起该组件。再次检查舵杆和轴套接触面保证其表面没有任何润滑剂。然后，使轴套进入舵杆并慢慢向下安装直至距离基座下端150mm,用钢板将轴套进行支撑，停止安装，并卸下安装活塞。（如图4所示）
然后，用润滑油涂于转子内孔上，并把转子悬挂于舵杆上部，使二者的中心线尽可能对中。再慢慢往下放，在转子内孔和锥形轴套稍有接触时停止下放，此时绝对不允许转子的所有重量坐落在锥形轴套上面。用MoS2（钼合金，一种良好的固体润滑剂）润滑轴套和安装活塞上的螺纹，并安装O-ring圈到轴套上部的槽内，保证下一操作的密封效果。再把安装活塞安装到锥形轴套上，且上紧至规定值。同时确保O-ring圈良好的状态防止在安装过程中的扭曲。然后，取消支撑锥形轴套的钢板。此时，转子仍然处于悬挂状态。
图4 舵杆和轴套安装图
最后安装注油泵和安装泵，尽可能提供说明书指定的液压油，并按顺序提高油压，使轴套和转子相对运动，直至规定的安装尺寸。作业过程中，注油泵和转子上的A口用高压油管相连接，这样就会在转子和锥形轴套之间形成一层薄的油膜，在油压的作用下使转子的内径增加。安装泵通过安装活塞上的B口和环形槽相连接，液压油通入环形槽中在油压的作用下能够拉伸转子内的锥形轴套。当操作安装泵和注油泵时尽可能同时缓慢的进行。慢慢的将转子放下，直至轴套达到说明书所要求的拉长长度。（如图5所示）
释放转子和锥形轴套之间的液压油，此时转子将会收缩产生压力，由此在转子、轴套和舵杆之间产生的摩擦力用于传递转舵扭矩。保持半小时环形槽内的油压，再次检查其轴套的拉长长度。如符合说明书要求，释放槽内油压并再次重新检查轴套的拉长长度。
图5 转子和轴套的安装图
1—安装活塞； 2—O-ring； 3—转子； 4—锥形轴套； 5—舵杆；A—注油泵连接口；B—安装泵连接口
2.4.3 安装中的注意事项
为了控制安装过程中转子和锥形轴套之间的运动可控，以免损坏接触面，必须在注油泵动作之前建立环形槽内的油压。同时，通过控制环形槽内的液压油的释放速度来控制轴套的移动速度。一定要仔细缓慢操作，避免转子内径的永久变形。另外，在锥形轴套和转子之间要保留足够的油膜，以便在拆卸时两部件的分离[6]。
安装时，如果转子和轴套之间的运动出现跳动，则表明两者之间的油膜不够，这样会拉伤表面。因此，需要加大注油泵的流量，以重新建立油膜。两者间的运动应该是平滑均匀的。液压联接器安装完成以后，在24小时之内不准转动，不准在上面加载任何力矩和转矩。24小时之内保持油孔A、B处于打开状态，为了消除表面油膜保证接触面之间的摩擦力；24小时以后把油孔A、B用专业旋塞封闭。
在舵杆和转子的安装和拆卸过程中液压油黏度是一重要参数。安装泵和注油泵应选择同样的液压油，其黏度值大约为20℃ 300cst；如工作在一温度较低环境下时其黏度值大约为50℃ 100cst。低粘度的液压油可以使转子和轴套的延伸相对简单。
3 M/T“GAGARMAYANG”舵机随动控制系统
图6 随动控制系统结构图
图7 随动控制系统框图
3.1 M/T“GAGARMAYANG”驾驶台操舵指令
M/T“GAGARMAYANG”舵机在驾驶台有三种操舵方式：一是自动舵航行。大海航行时，航向定向，转自动位置，自行操舵，保持航向，驾驶人员对舵机整个系统是否运行正常进行监视；二是随动舵航行。舵令下达后，人工操纵舵轮或操作手柄控制舵叶转动。当舵叶舵角达到指令舵角自动停转；三是非随动舵航行（应急航行），此种操舵信号直接输入泵卡进行信号放大，控制变频电机的运转，实现转舵的目的。但当舵叶舵角达到指令舵角时舵机不会自动停转，需要人工的持续控制。在三种操舵方式中非随动舵最为安全可靠。当前两种操舵方式出现故障，应立即转为非随动舵，保持航向的连续可控。正常工作时，舵机舱内的舵机控制位置转换开关在遥控位，当驾驶台三种操舵方式均失灵，应将控制位置转换开关转换到本地控制，由操舵人员操作控制箱上的操舵按钮来控制舵机。驾驶台和舵机舱的非随动舵（应急舵）需要定期试验，确保功能正常。
3.2 控制信号比较放大
如图6、7所示。驾驶台操舵指令与来自反馈单元的反馈信号的比较放大在辅助操舵单元中进行。辅助操舵单元主要由电源单元、选择单元、反馈信号处理单元和放大单元四部分组成。
电源单元主要将接收的220VAC转换为24VDC、10VDC和5VDC，供辅助操舵单元各电子元件电源；
选择单元作用有三个：一是操舵地点的确定。驾驶台左、中、右和远程遥控都可以对舵机进行操作。当某一位置发出操舵信号，选择单元将自动的屏蔽其他位置所发出的信号，以免信号相互干扰出现误操作；二是操舵模式的选择。驾驶台舵机控制面板是有自动舵、随动舵和非随动舵转换开关，当驾驶员选定一操舵模式以后，选择单元将根据选择的模式接通相应的功能元件，切断其他模式功能元件；三是动力单元的选择。“育鲲“轮有两套相互独立的动力单元，选择单元可以选定一套动力单元运转，也可以选择两套单元的同时运转。
反馈信号处理单元接收来自于反馈单元的反馈舵角信号。同时一旦检测不到来自于反馈单元的舵角信号，反馈卡将显示和输出一报警信号，冻结舵机的运转。
放大单元接收来自于选择单元的操舵信号，与反馈舵角信号进行比较放大，输出一电压信号到泵卡。当操舵模式选择为非随动舵，驾驶台输出的操舵电压信号将直接输入至泵卡。放大单元并被辅助操舵系统自动隔离，无法与反馈电压信号进行比较放大并输出一电压信号送至泵卡[7]。
以下是对随动控制系统比较放大电路图展开详细的分析。（如图8所示）
1）操作方式选为随动舵，隔离非随动舵，会使14AC输入一高电平，使线圈-K2得电以后动作，其常开触点闭合而常闭触点打开。并且此高电平通电一个与非门和一与门， 触发D/A转换器工作。
2）给定随动命令信号（左舵），使8AC输入一高电平信号加在2区比较器负输入端，并输出一低电平，后经过A/D、D/A转换器转换以后加在6区比较器正输入端并输出一高电平信号，经过一功能器（-JP60）后与反馈电压信号进行叠加并加在7区比较器负输入端，输出一命令电压信号。
3）随着舵叶的向左转动，反馈舵角信号使12C输入一低电平信号加在比较器正输入端，并输出一低电平。此电平信号与并一路电压信号叠加形成一低电平，加在一比较器负输入端输出一正电平信号，与输入的命令信号相叠加，形成一负反馈控制。负反馈控制说明实际舵角接近指令舵角时，电机的转速变慢，输出的转舵力矩逐渐缩小，这样可以实现舵机的平稳起停[8]。
图8 随动控制系统比较放大单元电路图
3.3 驱动和反馈单元
驱动功能的实现是在泵卡中完成。泵卡的作用有三个：一是为整个操舵单元提供220VAC；二是控制变频器的起停；三是对操舵电压信号进行再一次的放大并传送至变频器。
反馈单元包括舵角显示变送器、舵机限位旋钮和控制系统传送器。反馈单元安装在转舵机构上部，通过链条和舵杆相连接。当舵杆发生转动时，链条相应的进行转动，通过电位器将转动角度转变为电压信号，此信号一路传送至辅助控制单元与操舵信号进行比较放大；另一路送入显示屏进行转换后对舵角进行显示。
3.4 变频电机和双向油泵
Tenfjord SR723泵控型舵机采用了由变频电机驱动的双向泵。当有转舵信号时，电机和泵开始工作，电机的转速和方向由变频器控制。变频器送出的电压取决于辅助操舵单元（随动舵）或驾驶台（非随动舵）输入的电压信号并经过放大。随动模式下当舵角偏差较大时，变频器控制电机快速运转令双向泵大排量工作；随着舵角偏差的逐渐减小，电机的转速降低导致泵的排量减小，转舵速度降低；当实际舵角等于指令舵角时，泵和电机处于停止状态，逻辑阀关闭将舵锁在停止位置。
4 M/T“GAGARMAYANG”转叶式舵机的主要特点
1）M/T“GAGARMAYANG”转叶式舵机结构设计紧凑，占用空间较小，质量较轻，外形设计比往复式舵机小得多，不需要特别大的外围空间。另外转叶式舵机完整供货简单，上船之前不需要接任何管系，省却了往复式舵机安装之前对舵机专业油管的保护、表面及内部的清洁处理，也省却了设计工时和安装工时。
2）M/T“GAGARMAYANG”转叶式舵机振动和噪音较小。因噪音主要是液压油产生的油压高低及管路长短决定，而此转叶式舵机与往复式舵机相比，有油管少短的特点，且油压较低，因此振动和噪音也相应较小。
3）M/T“GAGARMAYANG”转叶式舵机舵杆和转子的连接采用的是液压联接器，实现其无键连接使两者过盈配合。此连接方式安全可靠。安装和拆卸过程简单，而且无需使用大型工具。
4）由于M/T“GAGARMAYANG”转叶式舵机的高度集成化，内部结构较为复杂，转舵机构内部的密封部位较多，一旦有液压油泄露将不易被发现，船舶的转舵性能将大大降低，转舵所产生的力减小，转舵时间变长。内部泄露也是转叶式舵机产生故障的主要原因之一。
5）M/T“GAGARMAYANG”转叶式舵机旋转舵叶所用的力不会随着转动角度的增大而增大，基本保持不变。而往复式舵机，随着转动角度的增大，舵机旋转所需的力也跟着增大，因此，在转叶式舵机和往复式舵机在旋转相同角度的情况下，转叶式舵机所损耗的功率较小，效率较高。
6）M/T“GAGARMAYANG”转叶式舵机采用变频电机，电机和泵处于间断工作，极大的缩减工作时间。而在常规舵机液压系统中，电机和泵一直处于转动状态。相比之下，此舵机的工作寿命更为长久，同时舵机的启动和停止平稳，可实现准确的逻辑控制。
5 M/T“GAGARMAYANG”舵机故障简析
故障现象一：在船舶起航时，驾驶台的操作位置是随动舵，打出一舵角（大舵角和小舵角出现了相同情况），实际舵角与指令舵角一致时变频电机依然运转，直至舵角达到20°—30°才停止。由于船舶正在港内航行情况紧急，转为非随动舵（应急舵）控制船舶方向，随动舵在非随动舵使用不久自动恢复正常，此航次舵机将不会再出现相同问题。此故障出现在M/T“GAGARMAYANG”上出现了三次，此为偶发故障，没有经过任何修理舵机自动恢复正常。
故障原因：反馈单元出现短暂的电气断路，此时送出的反馈信号无法正常显示实际舵角。而控制单元是根据舵角偏差在PID调节后决定电机转速，因此电机会一直处于高转速工作状态，不会在指令舵角和实际舵角一致时而停止。当舵角达到大舵角位置，舵机可能因为反馈单元的舵叶偏转限位保护或者控制单元的工作自检作用而停止转舵，防止了操舵设备受损[9]。
故障现象二：当舵机进行随动舵模式和自动舵模式相互转换时，两模式无法正常及时发生转换。而随动舵或自动舵向非随动舵（应急舵）转换可以正常的实现。
故障原因：操舵失误。根据说明书要求，当随动舵模式和自动舵模式相互转换时，操舵指令舵角必须和反馈舵角显示处于一致，否则无法进行转换操作。由于非随动舵具有优先权利，操舵指令直接传送给泵卡，所以当其他操舵模式转换为非随动模式可正常实现。正确操作：当随动舵和自动舵实行转换时，首先将转舵手柄调制此时的舵叶角度位置，实行转换；或者在舵角显示为0°时进行模式转换[10]。
6 M/T“GAGARMAYANG”舵机的维护保养
6.1 液压油的选择
舵机使用的液压油黏度必须适当，不随温度变化而有较大变化。液压油黏度过低导致泄漏量增大，影响舵机的工作性能；黏度过高则油液流动阻力大，降低油泵的容积效率，从而降低舵机灵敏度，增加耗能。
因此舵机的工作性能很大程度上决定与液压油的选择。选择油的类型时应充分考虑船舶所航行的区域范围和液压元件的温度。最好选择说明书所提供的液压油品种。
6.2 换油和除气
换油。系统换油的间隔时间取决于舵机工作小时数和液压油质量。在下列情况下应该更换液压油：1）在转子的活塞密封更换时液压油也应该同时更换；2）系统中的任何液压元件发生损坏，液压油可能会被污染应更换。另外，轮机员应该每年对舵机液压油抽样一次到两次，并且及时进行检测。换油方法：将干净的液压油倒入油箱或油泵内，打开高置油箱通气阀和截止阀以及油泵上的除气塞。
除气。如果系统中处在空气，油泵在工作时将发出异常的声响，转舵速度也会降低，这将对舵机造成一定的损害。另外在检修或更换液压油以后没有除气的情况下，绝对不允许将舵叶达到最大角度。除气方式：1）启动一台油泵，旋开左边除气塞2-3圈，在机旁用应急操舵的方法向右边短暂打舵，当看见持续的油流停止并扭紧除气塞。2）旋开右边除气塞2-3圈，向左边短暂打舵，重复上面的步骤。
6.3 日常管理注意事项
1）舵机的工作环境。舵机间应该保持清洁、干燥和适合的温度，以防止机械、电器元件过热腐蚀、过热等造成损坏，保证设备的工作性能，并为管理人员提供有力的工作环境。冬季注意供热保温，夏季和潮湿季节应注意适当通风。
2）油箱油位。高置油箱和补油箱的油位应保持在油位计的三分之二高度左右。油位增高表明油中混入过多气泡或油冷却器漏水，油位降低则表明系统漏油，都应及时查明修复。
3）设备和液压油工作温度。泵和电机等机电设备不应有过热现象，否则应立即查明原因，予以消除。泵轴承部位的温度比油温高10—20℃为正常。最适合的工作油温是30—50℃，高于50℃时应使用油冷却器。工作油温一般应不超过60℃，超过70℃时一般应停止工作，查明原因，加以解决。
4）振动与噪声。舵机应运行平稳、安静。如有异常应及时查明原因，设法处理。
5）电气设备。定期检查电气设备的绝缘，检查和清洁触头，检查和防止各接头松动，及时更换损坏的按钮、开关等元件，保持电气设备、仪表、指示灯和照明完好。
总结
船舶舵机是船舶正常安全航行的重要设备。本文对M/T“GAGARMAYANG”转叶式舵机的转舵机构、液压系统原理和随动控制系统有一详细的介绍，并归纳了舵机使用过程中出现的故障及相应的解决办法。希望本文能为轮机员以后工作提供参考。
致谢语
今天我能顺利的完成毕业设计首先应感谢的莫过于我的专业课的各位老师。老师那严谨的作风、渊博的知识、缜密的思维、宽广的胸怀，深深震撼着我。他们所教于我的做事的信念，做人的道理，当是今后人生中的一大财富。
感谢M/T“GAGARMAYANG”轮机长刘、三管轮姚弈成在本文的定题和写作过程中提供的指导和帮助。
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[7] 郑凤阁,张凯.轮机自动化[M].大连：大连海事大学出版社，1999,170～176.
[8] 周明顺.船舶操作[M]. 大连：大连海事大学出版社，2006，2.107～110.
[9] 满一新.船机维修技术[M]. 大连：大连海事大学出版社，1999. 56～57.
[10] 张桂臣,何文雪.船舶舵机控制系统故障分析机器改造[J]. 船舶工程，2005，5.
1. 基于C8051F单片机直流电动机反馈控制系统的设计与研究
2. 基于单片机的嵌入式Web服务器的研究
3. MOTOROLA单片机MC68HC（8）05PV8/A内嵌EEPROM的工艺和制程方法及对良率的影响研究
4. 基于模糊控制的电阻钎焊单片机温度控制系统的研制
5. 基于MCS-51系列单片机的通用控制模块的研究
6. 基于单片机实现的供暖系统最佳启停自校正（STR）调节器
7. 单片机控制的二级倒立摆系统的研究
8. 基于增强型51系列单片机的TCP/IP协议栈的实现
9. 基于单片机的蓄电池自动监测系统
10. 基于32位嵌入式单片机系统的图像采集与处理技术的研究
11. 基于单片机的作物营养诊断专家系统的研究
12. 基于单片机的交流伺服电机运动控制系统研究与开发
13. 基于单片机的泵管内壁硬度测试仪的研制
14. 基于单片机的自动找平控制系统研究
15. 基于C8051F040单片机的嵌入式系统开发
16. 基于单片机的液压动力系统状态监测仪开发
17. 模糊Smith智能控制方法的研究及其单片机实现
18. 一种基于单片机的轴快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制
19. 基于双单片机冲床数控系统的研究
20. 基于CYGNAL单片机的在线间歇式浊度仪的研制
21. 基于单片机的喷油泵试验台控制器的研制
22. 基于单片机的软起动器的研究和设计
23. 基于单片机控制的高速快走丝电火花线切割机床短循环走丝方式研究
24. 基于单片机的机电产品控制系统开发
25. 基于PIC单片机的智能手机充电器
26. 基于单片机的实时内核设计及其应用研究
27. 基于单片机的远程抄表系统的设计与研究
28. 基于单片机的烟气二氧化硫浓度检测仪的研制
29. 基于微型光谱仪的单片机系统
30. 单片机系统软件构件开发的技术研究
31. 基于单片机的液体点滴速度自动检测仪的研制
32. 基于单片机系统的多功能温度测量仪的研制
33. 基于PIC单片机的电能采集终端的设计和应用
34. 基于单片机的光纤光栅解调仪的研制
35. 气压式线性摩擦焊机单片机控制系统的研制
36. 基于单片机的数字磁通门传感器
37. 基于单片机的旋转变压器-数字转换器的研究
38. 基于单片机的光纤Bragg光栅解调系统的研究
39. 单片机控制的便携式多功能乳腺治疗仪的研制
40. 基于C8051F020单片机的多生理信号检测仪
41. 基于单片机的电机运动控制系统设计
42. Pico专用单片机核的可测性设计研究
43. 基于MCS-51单片机的热量计
44. 基于双单片机的智能遥测微型气象站
45. MCS-51单片机构建机器人的实践研究
46. 基于单片机的轮轨力检测
47. 基于单片机的GPS定位仪的研究与实现
48. 基于单片机的电液伺服控制系统
49. 用于单片机系统的MMC卡文件系统研制
50. 基于单片机的时控和计数系统性能优化的研究
51. 基于单片机和CPLD的粗光栅位移测量系统研究
52. 单片机控制的后备式方波UPS
53. 提升高职学生单片机应用能力的探究
54. 基于单片机控制的自动低频减载装置研究
55. 基于单片机控制的水下焊接电源的研究
56. 基于单片机的多通道数据采集系统
57. 基于uPSD3234单片机的氚表面污染测量仪的研制
58. 基于单片机的红外测油仪的研究
59. 96系列单片机仿真器研究与设计
60. 基于单片机的单晶金刚石刀具刃磨设备的数控改造
61. 基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现
62. 基于MSP430单片机的电梯门机控制器的研制
63. 基于单片机的气体测漏仪的研究
64. 基于三菱M16C/6N系列单片机的CAN/USB协议转换器
65. 基于单片机和DSP的变压器油色谱在线监测技术研究
66. 基于单片机的膛壁温度报警系统设计
67. 基于AVR单片机的低压无功补偿控制器的设计
68. 基于单片机船舶电力推进电机监测系统
69. 基于单片机网络的振动信号的采集系统
70. 基于单片机的大容量数据存储技术的应用研究
71. 基于单片机的叠图机研究与教学方法实践
72. 基于单片机嵌入式Web服务器技术的研究及实现
73. 基于AT89S52单片机的通用数据采集系统
74. 基于单片机的多道脉冲幅度分析仪研究
75. 机器人旋转电弧传感角焊缝跟踪单片机控制系统
76. 基于单片机的控制系统在PLC虚拟教学实验中的应用研究
77. 基于单片机系统的网络通信研究与应用
78. 基于PIC16F877单片机的莫尔斯码自动译码系统设计与研究
79. 基于单片机的模糊控制器在工业电阻炉上的应用研究
80. 基于双单片机冲床数控系统的研究与开发
81. 基于Cygnal单片机的μC/OS-Ⅱ的研究
82. 基于单片机的一体化智能差示扫描量热仪系统研究
83. 基于TCP/IP协议的单片机与Internet互联的研究与实现
84. 变频调速液压电梯单片机控制器的研究
85. 基于单片机γ-免疫计数器自动换样功能的研究与实现
86. 基于单片机的倒立摆控制系统设计与实现
87. 单片机嵌入式以太网防盗报警系统
88. 基于51单片机的嵌入式Internet系统的设计与实现
89. 单片机监测系统在挤压机上的应用
90. MSP430单片机在智能水表系统上的研究与应用
91. 基于单片机的嵌入式系统中TCP/IP协议栈的实现与应用
92. 单片机在高楼恒压供水系统中的应用
93. 基于ATmega16单片机的流量控制器的开发
94. 基于MSP430单片机的远程抄表系统及智能网络水表的设计
95. 基于MSP430单片机具有数据存储与回放功能的嵌入式电子血压计的设计
96. 基于单片机的氨分解率检测系统的研究与开发
97. 锅炉的单片机控制系统
98. 基于单片机控制的电磁振动式播种控制系统的设计
99. 基于单片机技术的WDR-01型聚氨酯导热系数测试仪的研制
100. 一种RISC结构8位单片机的设计与实现
101. 基于单片机的公寓用电智能管理系统设计
102. 基于单片机的温度测控系统在温室大棚中的设计与实现
103. 基于MSP430单片机的数字化超声电源的研制
104. 基于ADμC841单片机的防爆软起动综合控制器的研究
105. 基于单片机控制的井下低爆综合保护系统的设计
106. 基于单片机的空调器故障诊断系统的设计研究
107. 单片机实现的寻呼机编码器
108. 单片机实现的鲁棒MRACS及其在液压系统中的应用研究
109. 自适应控制的单片机实现方法及基上隅角瓦斯积聚处理中的应用研究
110. 基于单片机的锅炉智能控制器的设计与研究
111. 超精密机床床身隔振的单片机主动控制
112. PIC单片机在空调中的应用
113. 单片机控制力矩加载控制系统的研究
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