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之前我已对船舶液压舵机的几种液压系统原理进行了分析与解读，包括《一种阀控型舵机液压系统分析》、《一种泵控型舵机液压系统分析》、《对一份阀控型液压舵机系统原理图的解读》、《对R公司一种泵控型液压舵机系统原理图的解读》及《对一份典型液压舵机泵控闭式液压系统的解读》等（可点击阅读），前几天碰巧见到“海机务之家”微信公众号发表的一篇《【讲解】柱塞式液压舵机原理、日常检查及各种报警测试方法简介》的文章（可点击阅读），介绍了南京绿洲机器有限公司生产的型号为RD1000-4型柱塞式泵控型液压舵机的相关情况，南京绿洲机器有限公司是我国船用甲板机械骨干生产企业，主要以生产船用起重机、锚绞机等甲板机械，还包括各种船舶防污染设备、分油机等产品，而液压舵机产品之前据说曾与德国HATLAPA合作做过一些配套生产，但似乎并未正式批量生产作为其主产品，之后该厂自研转叶式液压舵机，开始正式作为一种产品进行研发生产。该文介绍的这种产品我第一次见到，对文章中提供的2张照片及一份拨叉式泵控液压舵机系统原理图有点兴趣，故在此给大家解读一下其设计比较特殊的地方，为这个社会再做一点点小小的服务。 一、先看看文章提供的第一张照片（参见附图1）
从该照片可见： 1、转舵机构为4缸拨叉式，油缸缸体应该是采用球墨铸铁铸造的（伸长率不小于12%），与船舶连接没有采用共用底座过渡，而是缸体直接与船体连接，应该是采用普通螺栓加轴向及侧向止推板固定型式，这样不需要采用绞制孔螺栓而只需使用定位销，比较方便，经济实惠。 2、液压系统的油箱（包括储备油箱）、电动机泵组等全部集成安装在油缸上方，缩小了整套设备的安装体积，油箱底座及电动机底座也能间接起到加固缸体的作用，不利的一面是今后如需要维护缸体（如密封圈、柱塞及销轴等）拆卸时得同时拆卸液压系统的管路等，工作量会增加一些。 3、液压系统2只工作油箱及一只储备油箱都集成安装在一起，油箱内部隔离，液位计采用自闭式，能够满足SOLAS公约要求（对拟用于没有点火源的场合未见公约要求必须使用自闭式液位计的要求），从储备油箱向工作油箱补油使用手摇泵，但未见手摇泵输出至工作油箱的连接管路安装了截止阀，这与制造厂提供的液压原理图（参见附图3）好像不一致，可能是由于该液压舵机需要同时工作运行，故油箱内部两只工作油箱在高液位是相互导通的，从储备油箱补油到任一油箱似乎都可以，一只工作油箱如果满了会溢流到另外一只工作油箱；油箱边未见设置维修保养开口，应该是直接采用打开油箱上盖的方法来保养油箱内部，毕竟现在油箱盖板上方也没有什么其它部件了；油缸压力表设置在缸体边上，因为不是位于最高液位处，故不需要在缸体这设置放气阀。 4、拨叉式舵柄与柱塞/柱塞销采用弧形滑块过渡连接型式，省去了止转杆的设置，当然同时增加了加工难度。 5、由于照片提供的信息有限，暂不能确定油箱右边挂着的那只暗色柱状罐子里包括了哪些部件。 6、油箱上贴有两张白色纸张，一张可见是液压系统原理图，另一张应该是就地“应急”操舵等操作说明，但这两张重要资料好像未见采用什么保护措施以便使其具有“永久性”，有点遗憾。 二、再看看文章提供的第二张照片（参见附图2）
附图2 拨叉式液压舵机局部 1、电动机泵组安装的位置其水平面在油箱侧面，故油泵吸油工况应该是不错的。 2、四只蓝色阀件应该是液控单向阀，起锁舵作用，防止转舵机构跑舵。 3、照片下方带手柄的4只阀件对应附图3应该是C1~C4截止阀，左右两边应该是B1及B2旁通阀（当然也可能是V1及V2截止阀），6只截止阀均带手柄，用于系统在出现单项故障时能够迅速隔离故障，这种设计符合SOLAS公约要求，不错！ 4、设置了2套独立的电动风扇式液压油散热器。 5、舵柄与舵杆采用不带键的锥形摩擦式连接方式，通过液压螺母安装，从图片中看不出是否设置了防止螺母松动的措施。 6、与舵杆连接的有3付连杆，其中2付短连杆装置猜测应该是随动舵反馈装置（双随动配置），长连杆应该是用于舵角发讯器。 7、转舵机构液压缸安全阀（防浪阀）采用插装式。 三、对液压系统原理图的解读（参见附图3）
可以对照我之前写的一篇《对一份典型液压舵机泵控闭式液压系统的解读》文章，相同的部分就不再重复解释了。 1、系统配置 该液压舵机系统由双拨叉式转舵机构+故障隔离模块+双套液压动力装置+储备油箱组成，其中主动力系统为双向变量柱塞泵，控制系统为电控+辅助液压控制系统（辅泵-通常为定量齿轮泵），主辅两台泵由一台电动机驱动（图纸绘制似乎连散热器电机也是主电动机驱动的，但从附图2照片可见散热器是单独电动机驱动的，也即实物与原理图不一致）。故该系统主要用于400kNm以上规格的液压舵机使用（但不包括SOLAS公约对10000总吨及以上油船、化学品船及液化气体船舶的使用）。 2、操舵系统工作原理 1）主动力系统：该舵机液压系统的主动力系统采用闭式循环，主泵（双向变量柱塞泵）由电动机驱动，主泵与液压锁之间有4只安全阀（比常见液压舵机泵控闭式系统多了2只安全阀），设定压力均为250bar（为最大工作压力200bar的1.25倍），其中Mp及Ms压力表附近两只安全阀自带单向阀，以便为主系统补油，这两只带补油单向阀的安全阀为什么不直接采用简单的补油单向阀尚不知；没有接到操舵指令时，变量泵的配流盘位于中间（0度）位置，此时主泵无流量输出。 2）辅助液压控制系统：辅泵（定量齿轮泵）由驱动主泵的电动机同轴驱动，辅泵自带一只安全阀对辅泵进行保护，辅泵输出液压油经过精滤器（自带滤芯阻塞监测及超压保护装置）至辅泵溢流阀（整定压力为20bar），输出液压油分成两路，其一通过两只补油单向阀为主系统补油，另一路至三位四通比例换向阀为操舵控制系统提供动力；另外，系统设置了辅助液压控制系统的整定压力监测，报警整定压力为12bar，相当于20bar向下波动-40%，有点意外，例如根据CCS《钢质海船入级规范》2023版第7篇第2.1.2.3条要求：“自动化系统的液压和气动设备，应能在动力源压力变化额定值的±20%时正常工作，在设计压力值的1.5倍时不损坏。”也即-20%即可（对应整定压力似乎应该为16bar），当然如果系统在12bar时（应经过试验验证）也能够正常工作，那么通常补油压力及控制压力可以从20bar降低至16bar，因为补油压力太高弊大于利，需要额外增加整个液压系统的压力等级，目前国际上大多数这种闭式系统设计均采用控制压力与补油压力分别设置的方法，补油压力在能够保证有效补油的情况下越低越好（大多数都在0.5~2bar），例如本系统，补油压力（系统背压）如果设定为20bar，实际工作压差为180bar，则系统最大工作压力为200bar，而如果补油压力为2bar，则最大工作压力可以从200bar降至182bar。 3）操舵控制系统：该系统主要用于控制主泵输出液压油的流量和方向，从而控制转舵方向。其主要由：（1）带中位H机能的三位四通比例换向阀（带比例换向阀控制缸）；（2）给这个控制缸提供控制油的比例减压阀（MY及MZ，自带安全阀保护），减压阀回油一路经过液压油冷却器返回工作油箱，另一路则经过单向阀与来自工作油箱的油汇合至辅泵吸油口（其中工作油箱出来的两条油路在油箱内它们之间应该设置有隔板，目前图纸中未标识出来）；（3）比例换向阀控制缸的回油分别通过来自由主系统液压控制的两位两通液动换向阀（相当于液压锁）经顺序阀回油箱；（4）主泵控制活塞缸：操舵控制系统得到操舵指令后，首先根据左/右舵指令分别控制对应的比例减压阀，从而通过比例换向阀控制缸（通过图中绿色）来控制比例换向阀的动作，输出的液压油再去控制主泵控制活塞缸，该缸的输出通过（图中绿色）连杆控制主泵的配流盘的偏斜角，从而向指令方向输出一定流量的动力液压油给拨叉式液压缸从而实施转舵指令。由于该部分系统原理图绘制简化，包括缺少必要的节流口、阀件整定的具体参数等，故上述原理描述仅针对实际需要进行解读，否则理论上目前这种绘制原理图似乎是无法正常工作的，例如动力装置启动后主系统中主泵两腔等压（为补油压力20bar），此时得看比例换向阀控制缸回油部分的2只两位两通液动换向阀动作阈值整定是多少，如果都已经动作，那么相当于比例换向阀控制缸两腔导通了，控制缸一直保持中位，即使减压阀动作，理论上该控制缸仍然位于中位，这与实际工作需要不符，应该2只两位两通液动换向阀分别动作才可实现正常的工作，故只能理解为原理图绘制与实际不符（通常也是为了保密需要，可以理解）。 4）就地手动（应急）操舵：从原理图中可见，就地控制可以采取：（1）直接操作舵机舱的简操箱操舵手柄；（2）直接手动控制对应比例减压阀；（3）配置一台带方向控制阀的手动泵（工作压力不小于20bar），采用快速接口与比例换向阀控制缸的两腔相连，从而实施就地（应急）操舵控制。 3、隔离阀设置 对照我之前写的《对一份典型液压舵机泵控闭式液压系统的解读》文章附图，该系统多了C1~C4共4只截止阀，可能是担心4只液控单向阀（液压锁）工作可靠性的问题。 4、锁舵（稳舵）能力 该系统设计每套动力装置配置两只液控单向阀（液压锁）作为“保持舵位不动的制动装置”，由于系统补油压力（相当于背压）设定为20bar，故是否会对液压锁的可靠关闭带来影响（需要经过试验验证），而且在进行稳舵试验时应该保持液压舵机动力装置处于启动状态（也即让系统背压达到20bar），且由于该系统需要同步运行，故也应补充两套机组均启动的情况下的稳舵试验。 今天就暂时写到这里了！ 如果您对我的文章有什么意见和建议，也欢迎提出您的宝贵意见和建议。您可以通过“烛光乐道”微信公众号或我的微信给我留言。（由于微信公众号要求，2018年1月12日之后申请注册的公众号都暂不提供“留言”功能，只能发“信息”，但这信息通常48小时如不回复就无法回复了，故请注意如果您给我发了信息而我没有给你及时回复可能是我在48小时之内没有及时发现您的信息，之后我发现了也无法再回复您了，故必要时希望您再发一次。） （注：如果您发现文章中有内容或引用的图片中存在涉嫌侵犯了您的权利或图片版权的情况，也请及时告知我删除，谢谢了！） 作者： 李宁 （2024-03-25于南京） 以往“烛光乐道”微信公众号已发布的文章如下：（如果感兴趣可点击阅读） 关于电梯类文章： 《对“3·18”电梯轿厢蹲底事故调查报告的一点疑惑及建议》（李宁 2024-03-07） 《对“3·27”广州嘉禾简易升降机事故调查报告的一点疑惑》（李宁 2024-02-19） 《对一家用电梯改乘客电梯过程中致人死亡事故的思考》（李宁 2024-01-27） 《从深圳电梯溜梯伤人事件看电梯制动器的性能验证》（李宁 2024-01-25）（这篇文章阅读量已经超过1.2万+了） 《陆用电梯与船用电梯监检模式异同分析（全）》（李宁 2023-12-10） 《聊聊云南红河弥勒佛城商都电梯坠落事件》（李宁2023-10-21） （。。。。略） 关于集装箱及危险货物包装运输类文章： 《你知道天津港8·12大爆炸事故原因分析的下半场结果吗？》（李宁2024-03-18） 《对柴油罐车装重烃导致爆燃事故调查报告的思考》（李宁 2024-01-05） 《[危险警示] 从金誉石化“6.5”重大爆炸着火事故看罐车装卸的安全性》（李宁 2023-12-29） 《对两起槽罐车货物泄漏及爆燃事故的思考》（李宁2023-11-17）（这篇文章阅读量已经超过1.6万+了） 《罐式集装箱相关公约 规则及标准介绍》（李宁2023-09-30） （。。。。略） 关于船舶类文章： 《对一份典型液压舵机泵控闭式液压系统的解读》（李宁 2024-02-26） 《对R公司一种泵控型液压舵机系统原理图的解读》（李宁 2024-02-06） 《因液压软管爆裂造成人员伤亡事故再分析》(李宁 2023-12-25) 《关于高速透气阀（压力-真空阀）及其阻火要求的解读》（李宁 2023-12-21） 《对SOLAS公约要求的应急操舵位置的解读》（李宁 2023-12-13） 《船舶技术讲坛系列讲座-液压舵机》（李宁 2023-09-24） 《由于操舵装置故障导致船舶碰撞沉没事故的分析》(李宁2023-09-14) （这篇文章阅读量已经超过1.2万+了） （。。。。略） 生活类文章： |
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