CN103625629A - 船舶全回转电力舵桨推进系统的安装及调试方法 - Google Patents
船舶全回转电力舵桨推进系统的安装及调试方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及船业领域，具体的说涉及船业制造领域，更为具体地说是涉及一种船舶全回转电力舵桨推进系统的安装及调试方法。通过基座预制、退火、合拢、拂配；舵桨及主机之间的吊装、定位、固定完成推进系统安装，并通过一系列的调试过程，包括注油、接线、初次启动、操作运行、电控调试，实现推进系统的调试过程，最终顺利完成船舶全回转电力舵桨推进系统的安装及调试。
Description
技术领域
本发明涉及船业领域，具体的说涉及船业制造领域，更为具体地说是涉及一种船舶全回转电力舵桨推进系统的安装及调试方法。
背景技术
船舶舵桨推进系统是船舶的动力推动系统。船舶全回转电力舵桨推进系统通过操纵转舵机构使螺旋桨绕着垂直立柱做360°任意方向回转，使船舶在任意方向都能获得最大推力。从而在主机转向不变的情况下，实现 船舶的前进、倒退、回转及横移等动作，集推进和操舵功能于一体，可做船舶的主、辅推进和动力定位。
舵桨推进系统主要是由主机、鼓形齿联轴器、舵桨本体和电控系统等几个部分组成的。
使用时，主机通过鼓形齿联轴器带动输入轴旋转，经中间立轴传递到下齿轮箱锥齿轮轴，并由一对螺旋伞齿轮传递，最终驱动桨叶旋转，产生推力。
发明内容
本发明的发明目的在于公开一种船舶全回转电力舵桨推进系统的安装及调试方法，具体的技术方案如下：
船舶全回转电力舵桨推进系统的安装，包括以下步骤：
预制用于船舶全回转电力舵桨推进系统安装的基座，预装时需要保证基座法兰面的水平控制在2mm以内，直径误差控制在5mm以内；
将加热片均匀覆盖于法兰面，分别将加热器的温度传感探头布置在法兰面的四个等距离的探点上，用保温绝缘岩棉包裹法兰面和基座筒体；
记录四个探点的起始温度状态，将所有加热片温度升高至200℃，之后按照50℃/半小时的升温频率，将温度升高至500℃；待温度至500℃后，用点温计测量加热片、法兰面上下表面、温度传感探头、加热器的温度变化情况并记录，监控温度变化，防止法兰局部温度超过430℃；
当法兰面温度达到400℃±30℃时，保温6小时，保温过程中需要确保点温计各个测量点温度均在400℃±30℃；
自然降温至300℃，然后控制温度下降速度为50℃/半小时的降温速度，直至3小时后降温程序关闭，测量各个点温计测量点，确保测量点温度低于100℃时，拆除保温绝缘岩棉；将经过退火处理的预制基座放置于临时支撑加强内，铣出密封沟槽；再次检测基座法兰面，确保法兰面的粗糙度低于1.6μm，平面度低于0.15mm；
得到船舶全回转电力舵桨推进系统安装的基座；
将基座焊接于船上，在基座烧焊完成后，再次检测法兰平整度；
将基座法兰面及密封沟槽清洗、去油、除锈，将经过黄油润滑处理的O型圈装在法兰密封沟槽内，然后在基座法兰面涂覆平面密封胶，10分钟内立即安排吊装舵桨装置；
调整舵桨井箱，使井箱法兰与基座法兰面的孔位一一对应，并保证前后位置正确，安装螺栓，均匀地沿对角成对拧紧螺栓，保证舵桨推进系统完全压紧，即完成船舶全回转电力舵桨推进系统的安装。
一种船舶全回转电力舵桨推进系统的调试方法，包括以下步骤:
首先按照前述安装方法中的方法完成船舶全回转电力舵桨推进系统的安装；
用加油滤器向舵桨内部加入液压油，润滑船艉密封装置，确保整个舵桨系统完成加油排气程序；此处所谓的加油排气程序是指对整个舵桨系统进行加油工序，并在加油工序中由于油液的加入实现空气排空效果；
根据电路图检查控制面板、中央控制箱等电控系统是否安装到位且正确连线，检查每个电源正极与底座之间的电阻是否有接地故障，确保正确值不小于1兆欧，从充放电板提供控制电源交流电压24V，然后检查驾驶室面板、左翼控制台、主甲板控制台以及就地通讯是否正常，确保通讯线的屏蔽效果；
系统通讯正常后，模拟所有系统报警点，并在各个控制台依次校对舵角、转速。此处我们所说的系统报警点是指系统常规报警位和故障报警点，具体来说包括，a. 舵桨润滑系统：润滑油位低、润滑油位高报警等；
b. AC220V电源故障、DC24V电源故障、随动速度控制故障、随动操舵故障报警。
进一步地，我们在前述公开的调试方法的基础上，进一步公开所述校对舵角、转速的具体方式为：
S1 舵角指示以及反馈：舵角反馈器内安装有反馈用的电位计，电位计360度旋转无死区，舵角指示不经过PLC内部处理，通过外部模块处理后直接输出4~20mA或0~10V信号送至舵角指示表；
S2 转速指示：减速比算进转换模块内，输出0~10V或4~20mA的信号至速度指示表，不经过PLC直接送至指示表，反应螺旋桨的速度。
进一步地，我们还公开了所述就地通讯为MODBUS通讯。
同时，我们还公开了在前述调试方法的基础上，包括最基础的调试方法，以及进一步限定校对舵角、转速的具体方式的调试方法和限定了具体通讯方式的调试方法的基础上，进一步公开的优选地开机使用前调试部分，包括以下步骤，
1）检查舵桨推进系统有无漏油，油箱油位高度是否满足液位限制要求；这里液位限制是指船业调试中常规的液位高位和液位低位的限制，当油箱油位高于液位高位或者低于液位低位时，会产生报警动作；
2）打开控制面板所有所需电源开关；
3）检查控制面板显示灯、报警灯及应急灯；
4）检查并调整转舵控制手柄及舵角指示器；
5）检查并调整所有报警系统；这里的报警系统和前述的报警系统是同样的概念，具体指a. 舵桨润滑系统：润滑油位低、润滑油位高报警等；
b. AC220V电源故障、DC24V电源故障、随动速度控制故障、随动操舵故障报警；
6）打开主配电板预充磁变压器开关，1分种后，开关自动/手动脱开，打开电源主开关，在就地重载询问后，主配电板电站管理系统自行计算后给出运行信号，操纵人员采用PID变频调速控制舵桨推进系统；
7）分别记录螺旋桨转速、主电机功率、润滑油温度、转舵电机功率、转舵速度；并持续检查舵桨推进系统是否运转正常、无泄漏、无噪声、无异常发热、无异常振动；
8）检查全回转电力舵桨推进系统与克令吊的主开关互锁功能。
在5）和6）之间，还可以加入一个船体固定的步骤，具体为船修人员检查并加固缆绳，确保安全。
进一步地，我们还公开约束了所述PID变频调速控制舵桨推进系统的具体过程为，在各个控制台通过操作手柄，使转舵指令电位计的信号和反应水下舵角实际位置的电位计信号正好相等，当操作人员将操作手柄转过某一位置，原有的平衡被破坏，控制机构根据指令信号与反馈信号的大小关系，判别并打开相应的顺时针或逆时针转舵电机转动信号，信号传至转舵电机变频器，变频器发出相应指令控制转舵电机实现电机的顺时针和逆时针旋转和转速的变化，相应的舵桨回转速度也变化，当水下舵桨转至和指令信号相应的位置，反馈信号和指令信号达到新的平衡，舵桨停止转动，舵桨转动的角度和手柄转过的位置相对应。
当指令信号大于反馈信号时，打开逆时针转舵点击转动信号，信号传至转舵电机变频器，变频器发出相应指令控制转舵电机实现电机的逆时针旋转和转速的变化，相应的舵桨回转速度也产生变化，当水下舵桨转至和指令信号相应的位置，反馈信号和指令信号达到新的平衡，舵桨停止转动，舵桨转动的角度和手柄转过的位置相对应。
当指令信号小于反馈信号时，打开顺时针转舵点击转动信号，信号传至转舵电机变频器，变频器发出相应指令控制转舵电机实现电机的顺时针旋转和转速的变化，相应的舵桨回转速度也产生变化，当水下舵桨转至和指令信号相应的位置，反馈信号和指令信号达到新的平衡，舵桨停止转动，舵桨转动的角度和手柄转过的位置相对应。
采用本发明所公开的技术方案后，可以实现船舶全回转电力舵桨系统推进系统的安全、有效安装及调试，为后续的使用提供方便。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步解释说明本发明的技术方案。
实施例
首先，对船舶全回转电力舵桨推进系统进行安装，包括以下步骤：
预制用于船舶全回转电力舵桨推进系统安装的基座，预装时需要保证基座法兰面的水平控制在2mm以内，直径误差控制在5mm以内；
将加热片均匀覆盖于法兰面，分别将加热器的温度传感探头分别布置在法兰面的四个等距离的探点上，用保温绝缘岩棉包裹法兰面和基座筒体；
记录四个探点的起始温度状态，将所有加热片温度升高至200℃，之后按照50℃/半小时的升温频率，将温度升高至500℃；待温度至500℃后，用点温计测量加热片、法兰面上下表面、温度传感探头、加热器的温度变化情况并记录，监控温度变化，防止法兰局部温度超过430℃；
当法兰面温度达到400℃±30℃时，保温6小时，保温过程中需要确保点温计各个测量点温度均在400℃±30℃；
自然降温至300℃，然后控制温度下降速度为50℃/半小时的降温速度，直至3小时后降温程序关闭，测量各个点温计测量点，确保测量点温度低于100℃时，拆除保温绝缘岩棉；将经过退火处理的预制基座放置于临时支撑加强内，铣出密封沟槽；这里的临时支撑加强主要是保护推进系统中预制基座的筒体。
再次检测基座法兰面，确保法兰面的粗糙度低于1.6μm，平面度低于0.15mm；为了后续的安装工艺，此时还必须对其进行钻孔加工工艺，此时同样要保证所钻孔径出的粗糙度低于3.2μm。孔径大小以及适配位置根据生产需要确定。
得到船舶全回转电力舵桨推进系统安装的基座；
将基座焊接于船上，在基座烧焊完成后，再次检测法兰平整度；
在焊接过程中药及时监控安装尺寸以及粗糙度、平整度，变形度等问题，避免因为失控造成的焊后返工。
在烧焊完，安装前，我们需要再次上船进行平整度测量，要求平整度不超过0.15mm或者几个点间隙最大差值不超过0.1mm，监测点的选取参考图1，其中共选取了48个点进行监测。
将基座法兰面及密封沟槽清洗、去油、除锈，将经过黄油润滑处理的O型圈装在法兰密封沟槽内，然后在基座法兰面涂覆平面密封胶，10分钟内立即安排吊装舵桨装置；这里平面密封胶我们可以选用Loctite5900。
调整舵桨井箱，使井箱法兰与基座法兰面的孔位一一对应，并保证前后、左右位置正确，安装螺栓，均匀地沿对角成对拧紧螺栓，保证舵桨推进系统完全压紧，即完成船舶全回转电力舵桨推进系统的安装。
在完成前述的安装工艺后，我们进一步需要完成船舶全回转电力舵桨推进系统的调试方法，包括以下步骤:
用加油滤器向舵桨内部加入液压油，润滑船艉密封装置，确保整个舵桨系统完成加油排气程序；
根据电路图检查控制面板、中央控制箱等电控系统是否安装到位且正确连线，检查每个电源正极与底座之间的电阻是否有接地故障，确保正确值不小于1兆欧，从充放电板提供控制电源交流电压24V，然后检查驾驶室面板、左翼控制台、主甲板控制台以及MODBUS就地通讯是否正常，确保通讯线的屏蔽效果；
系统通讯正常后，模拟所有系统报警点，并在各个控制台依次校对舵角、转速。
所述校对舵角、转速的具体方式为：
S1 舵角指示以及反馈：舵角反馈器内安装有反馈用的电位计，电位计360度旋转无死区，舵角指示不经过PLC内部处理，通过外部模块处理后直接输出4~20mA或0~10V信号送至舵角指示表；
S2 转速指示：减速比算进转换模块内，输出0~10V或4~20mA的信号至速度指示表，不经过PLC直接送至指示表，反应螺旋桨的速度。
通讯。
之后，开始启动，并在开启后完成以下调试部分：
1）检查舵桨推进系统有无漏油，油箱油位高度是否满足液位限制要求；保证油箱油位高度在最高、最低油位限制之间；
2）打开控制面板所有所需电源开关；
3）检查控制面板显示灯、报警灯及应急灯；
4）检查并调整转舵控制手柄及舵角指示器；
5）检查并调整a. 舵桨润滑系统：润滑油位低、润滑油位高等报警系统；以及AC220V电源故障、DC24V电源故障、随动速度控制故障、随动操舵故障报警；报警系统；
6）打开主配电板预充磁变压器开关，1分种后，开关自动/手动脱开，打开电源主开关，在就地重载询问后，主配电板电站管理系统自行计算后给出运行信号，操纵人员采用PID变频调速控制舵桨推进系统；
其中所述PID变频调速控制舵桨推进系统的具体过程为，在各个控制台通过操作手柄，使转舵指令电位计的信号和反应水下舵角实际位置的电位计信号正好相等，当操作人员将操作手柄转过某一位置，原有的平衡被破坏，控制机构根据指令信号与反馈信号的大小关系，判别并打开相应的顺时针或逆时针转舵电机转动信号，信号传至转舵电机变频器，变频器发出相应指令控制转舵电机实现电机的顺时针和逆时针旋转和转速的变化，相应的舵桨回转速度也变化，当水下舵桨转至和指令信号相应的位置，反馈信号和指令信号达到新的平衡，舵桨停止转动，舵桨转动的角度和手柄转过的位置相对应。
7）分别记录螺旋桨转速、主电机功率、润滑油温度、转舵电机功率、转舵速度；并持续检查舵桨推进系统是否运转正常、无泄漏、无噪声、无异常发热、无异常振动；
8）检查全回转电力舵桨推进系统与克令吊的主开关互锁功能。
Claims (6)
1.船舶全回转电力舵桨推进系统的安装，其特征是包括以下步骤：
预制用于船舶全回转电力舵桨推进系统安装的基座，预装时需要保证基座法兰面的水平控制在2mm以内，直径误差控制在5mm以内；
将加热片均匀覆盖于法兰面，分别将加热器的温度传感探头布置在法兰面的四个等距离的探点上，用保温绝缘岩棉包裹法兰面和基座筒体；
记录四个探点的起始温度状态，将所有加热片温度升高至200℃，之后按照50℃/半小时的升温频率，将温度升高至500℃；待温度至500℃后，用点温计测量加热片、法兰面上下表面、温度传感探头、加热器的温度变化情况并记录，监控温度变化，防止法兰局部温度超过430℃；
当法兰面温度达到400℃±30℃时，保温6小时，保温过程中需要确保点温计各个测量点温度均在400℃±30℃；
自然降温至300℃，然后控制温度下降速度为50℃/半小时的降温速度，直至3小时后降温程序关闭，测量各个点温计测量点，确保测量点温度低于100℃时，拆除保温绝缘岩棉；将经过退火处理的预制基座放置于临时支撑加强内，铣出密封沟槽；再次检测基座法兰面，确保法兰面的粗糙度低于1.6μm，平面度低于0.15mm；
得到船舶全回转电力舵桨推进系统安装的基座；
将基座焊接于船上，在基座烧焊完成后，再次检测法兰平整度；
将基座法兰面及密封沟槽清洗、去油、除锈，将经过黄油润滑处理的O型圈装在法兰密封沟槽内，然后在基座法兰面涂覆平面密封胶，10分钟内立即安排吊装舵桨装置；
调整舵桨井箱，使井箱法兰与基座法兰面的孔位一一对应，并保证前后位置正确，安装螺栓，均匀地沿对角成对拧紧螺栓，保证舵桨推进系统完全压紧，即完成船舶全回转电力舵桨推进系统的安装。
2.一种船舶全回转电力舵桨推进系统的调试方法，其特征是包括以下步骤:
首先按照权利要求1中的方法完成船舶全回转电力舵桨推进系统的安装；
用加油滤器向舵桨内部加入液压油，润滑船艉密封装置，确保整个舵桨系统完成加油排气程序；
根据电路图检查控制面板、中央控制箱等电控系统是否安装到位且正确连线，检查每个电源正极与底座之间的电阻是否有接地故障，确保正确值不小于1兆欧，从充放电板提供控制电源交流电压24V，然后检查驾驶室面板、左翼控制台、主甲板控制台以及就地通讯是否正常，确保通讯线的屏蔽效果；
系统通讯正常后，模拟所有系统报警点，并在各个控制台依次校对舵角、转速。
3.根据权利要求2所述的船舶全回转电力舵桨推进系统的调试方法，其特征是所述校对舵角、转速的具体方式为：
S1 舵角指示以及反馈：舵角反馈器内安装有反馈用的电位计，电位计360度旋转无死区，舵角指示不经过PLC内部处理，通过外部模块处理后直接输出4~20mA或0~10V信号送至舵角指示表；
S2 转速指示：减速比算进转换模块内，输出0~10V或4~20mA的信号至速度指示表，不经过PLC直接送至指示表，反应螺旋桨的速度。
4.根据权利要求2所述的船舶全回转电力舵桨推进系统的调试方法，其特征是所述就地通讯为MODBUS通讯。
5.根据权利要求2所述的船舶全回转电力舵桨推进系统的调试方法，其特征是还包括有以下步骤，
1）检查舵桨推进系统有无漏油，油箱油位高度是否满足液位限制要求；
2）打开控制面板所有所需电源开关；
3）检查控制面板显示灯、报警灯及应急灯；
4）检查并调整转舵控制手柄及舵角指示器；
5）检查并调整所有报警系统；
6）打开主配电板预充磁变压器开关，1分种后，开关自动/手动脱开，打开电源主开关，在就地重载询问后，主配电板电站管理系统自行计算后给出运行信号，操纵人员采用PID变频调速控制舵桨推进系统；
7）分别记录螺旋桨转速、主电机功率、润滑油温度、转舵电机功率、转舵速度；并持续检查舵桨推进系统是否运转正常、无泄漏、无噪声、无异常发热、无异常振动；
8）检查全回转电力舵桨推进系统与克令吊的主开关互锁功能。
6.根据权利要求5所述的船舶全回转电力舵桨推进系统的调试方法，其特征是：所述PID变频调速控制舵桨推进系统的具体过程为，在各个控制台通过操作手柄，使转舵指令电位计的信号和反应水下舵角实际位置的电位计信号正好相等，当操作人员将操作手柄转过某一位置，原有的平衡被破坏，控制机构根据指令信号与反馈信号的大小关系，判别并打开相应的顺时针或逆时针转舵电机转动信号，信号传至转舵电机变频器，变频器发出相应指令控制转舵电机实现电机的顺时针和逆时针旋转和转速的变化，相应的舵桨回转速度也变化，当水下舵桨转至和指令信号相应的位置，反馈信号和指令信号达到新的平衡，舵桨停止转动，舵桨转动的角度和手柄转过的位置相对应。
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