船用液压舵机故障模拟实验平台的研制

２０１６年１月

第４４卷第２期

机床与液压

ＭＡＣＨＩＮＥＴＯＯＬ＆ＨＹＤＲＡＵＬＩＣＳ

Ｊａｎ２０１６

Ｖｏｌ４４Ｎｏ２

ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊｉｓｓｎ１００１－３８８１２０１６０２０４０

收稿日期：２０１４－０６－２７

作者简介：李琳（１９７９），男，博士，讲师，研究方向为船舶机械设备状态监测与故障诊断三Ｅ－ｍａｉｌ：ｄａｗｅｉｌｌ１＠ｈｏｔ?

ｍａｉｌｃｏｍ三

船用液压舵机故障模拟实验平台的研制

李琳１，吴进２，明廷涛１

（１海军工程大学，湖北武汉４３００３３；２海军上海地区装备修理监修室，上海２００１３６）

摘要：对船用液压舵机故障模拟平台的建设目的进行详细的阐述，并简要介绍了故障模拟平台的设计要求二基本结构和工作原理三经过长时间实验验证，该平台运行可靠，可满足液压舵机实验研究和教学演示要求三该平台为学校教学二科研提供了一种新的实验手段三

关键词：液压舵机；故障模拟平台

中图分类号：Ｕ６７２一一文献标志码：Ｂ一一文章编号：１００１－３８８１（２０１６）２－１３０－３

ＤｅｓｉｇｎａｎｄＲｅｓｅａｒｃｈｏｆａＦａｕｌｔＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＴｅｓｔＲｉｇｆｏｒＨｙｄｒａｕｌｉｃＡｃｔｕａｔｏｒ

ＬＩＬｉｎ１，ＷＵＪｉｎ２，ＭＩＮＧＴｉｎｇｔａｏ１

（１ＮａｖａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＷｕｈａｎＨｕｂｅｉ４３００３３，Ｃｈｉｎａ；

２ＮａｖａｌＳｕｐｅｒｖｉｓｉｎｇＲｏｏｍｏｆＥｑｕｉｐｍｅｎｔＭａｉｎｔａｉｎｓｉｎｔｈｅＳｈａｎｇｈａｉＡｒｅａ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２００１３６，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｎｇｐｕｒｐｏｓｅｏｆｔｈｅｆａｕｌｔｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｔｅｓｔｒｉｇｆｏｒｈｙｄｒａｕｌｉｃａｃｔｕａｔｏｒｗａｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄａｎｄｉｔｓｄｅｓｉｇｎｒｅｑｕｉｒｅ?

ｍｅｎｔｓ，ｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｏｐｅｒａｔｉｎｇｐｒｉｎｃｉｐｌｅｗｅｒｅｐｒｅｓｅｎｔｅｄｌａｔｅｒ．Ａｆｔｅｒｌｏｎｇ?ｐｌａｙｉｎｇｗｏｒｋｉｎｇｔｅｓｔ，ｔｈｅｔｅｓｔｒｉｇｉｓｐｒｏｖｅｄｒｅｌｉａｂｌｅｗｈｉｃｈｃａｎ

ｍｅｅｔｔｈｅｎｅｅｄｓｏｆｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄｔｅａｃｈｉｎｇｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｔｅｓｔｒｉｇｂｒｉｎｇｓａｎｅｗｍｅｔｈｏｄｆｏｒｔｅａｃｈｉｎｇａｎｄｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃｒｅｓｅａｒｃｈ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｈｙｄｒａｕｌｉｃａｃｔｕａｔｏｒ；Ｆａｕｌｔｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｔｅｓｔｒｉｇ

一一船舶航行时都要按照驾驶人员的意图，通过操纵

船舵来保持或改变舰船在水中的运动方向，因此多种舰船通常都装备有舵设备，以确保保持或改变舰船运动状态的能力三舵机的工作状态直接影响到船舶的航行安全，舵机故障会导致船舶偏离航向，甚至会导致撞船和触角等重大事故三因此研究船舶舵机的状态监测与故障诊断技术具有重要意义

［１－２］

三为了满足实验

研究需要，同时更好地适应高校教学发展的需求，作者设计研制了船舶液压舵故障模拟实验平台三该平台主要用于液压舵机的故障监测与诊断技术研究，同时承担教学演示与实验任务，并可为毕业设计提供全过程操作实验及结构剖析三

１一试验平台研究背景及设计要求１１一研究背景

随着我国船舶工业的迅速发展，船舶自动化程度

逐渐提高，对船舶设备运行状态的实时监测是保证船舶设备自动运行的重要手段三由于船舶舵机对于船舶航行安全的重要性，人们越来越关注舵机的监测与诊断技术［３

－４］

三为了对液压舵机的各种故障机制和现象

进行研究，需要大量实际舵机故障数据用以支持和验证，而实船实验对船舶的危险性和实验成本高，因此

建设一套可模拟液压舵机常见故障的实验平台成为一

种有效手段三

１２一设计要求

此平台设计主要以船舶液压舵为研究对象，在结

构及功能上要兼顾科研与教学双重要求，因此要求平台具有如下特点：

（１）要求与实际船舶所用液压舵机原理相同二结构相近，以保证实验台的实验数据及基于此平台的研究成果具有通用性，可应用于实际船舶；

（２）要求具有自动控制系统，能对液压缸的压

力二流量二温度以及活塞运动距离等参数进行监测，并具有状态控制装置，可根据液压设备故障原理模拟液压舵机各种常见故障；

（３）要求平台要结构简洁，便于操作维护二拆

卸演示等，以满足院校的教学要求三

２一试验平台的功能

针对一般船舶所用液压舵机的结构原理和常见故障模式，所设计的故障模拟平台具有以下功能：

（１）能够模拟液压舵机的泵源故障；（２）能够模拟液压舵机的无舵故障；

（３）能够模拟液压舵机的只能单向转舵