開題報(bào)告

電氣工程及自動化

船舶電動液壓錨機(jī)控制電路的設(shè)計(jì)

一、主題敘述本課題在國內(nèi)外研究發(fā)展的動態(tài)，說明選題意義

1.1本課題研究目的目前，船舶電力拖動設(shè)備大多仍以繼電器控制為主。由于大部分船舶電氣設(shè)備需要長時間連續(xù)工作或頻繁操作，而且所處的工作環(huán)境惡劣(潮濕、鹽霧、高溫、粉煤塵等），尤其是船舶起貨機(jī)、錨機(jī)等船舶甲板機(jī)械的電力拖動設(shè)備，即使嚴(yán)格按照各項(xiàng)條例對其進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，也總難免出現(xiàn)較高的故障率。能否準(zhǔn)確、及時地判斷和排除起貨機(jī)、錨機(jī)等電氣設(shè)備的故障將直接關(guān)系到整個船舶的安全和正常營運(yùn)。而掌握著一基本技能的基礎(chǔ)和前提除了豐富的工作經(jīng)驗(yàn)外，更需要對船舶電氣設(shè)備以及控制電路的工作原理有透徹的了解。因此，掌握對繼電接觸控制電路的有效的分析方法，是一個輪機(jī)管理所必備的技能。

1.2課題的國內(nèi)外研究狀況

隨著船舶自動化程度的不斷提高，國外工業(yè)化國家在八十年代中期就開始了未來船舶的研究工作。我國古代船舶在船體結(jié)構(gòu)和動力方面，在世界造船、航運(yùn)史上創(chuàng)造了不少輝煌的記錄，但是近百年來，我國船電工業(yè)落后西方較大的距離。80年代開始，我國積極從國外引進(jìn)船用電氣設(shè)備制造的先進(jìn)技術(shù)，加以消化吸收，并積極開展國際交流和學(xué)術(shù)交流活動，按IEC標(biāo)準(zhǔn)修訂我國船電設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)，以適應(yīng)船舶向大型化、自動化方向發(fā)展的需要。

舵機(jī)和錨機(jī)作為艦艇的重要設(shè)備,近年來,舵、錨兩機(jī)在技術(shù)上得到了新的發(fā)展,尤其是在小型艦艇的甲板機(jī)械方面,得到了快速的發(fā)展?！?/p>

七五”、“

八五”這年中,小型錨機(jī)引入了用擺線針輪減速器替代原先的蝸輪減速器,開創(chuàng)了錨機(jī)的新結(jié)構(gòu),引起造船界的很大關(guān)心和興趣。原先電動起錨絞盤采用蝸輪減速器,后來采用由阿基米德蝸桿發(fā)展成球面蝸桿傳動,傳動效率得到較大提高,承載能力也成倍增加。但是球面付蝸輪蝸桿加工比較困難,尤對錨機(jī)言尚屬單件生產(chǎn)范疇。隨著擺線針輪減速器技術(shù)和理論的發(fā)展,硬齒面高負(fù)荷擺線針輪減速器產(chǎn)品的市場商品化,繼而采用擺線針輪減速器的電動起錨絞盤亦就問世。由于擺線針輪減速器傳動效率較球面付蝸桿傳動效率至少高個百分點(diǎn),加之尺寸、體積又有減小,重量也隨之下降。采用擺線針輪減速器的電動起錨絞盤,功耗一般可節(jié)省以上,尺寸也小,重量一般可減輕。另外由于錨絞盤、減速器、立式電機(jī)垂直組裝在一起,使得該型錨機(jī)在艦艇上的安裝非常方便,采用整體式一次吊裝而不需拆裝重新調(diào)試,安裝工時只及原來的幾分之一。與此同時,相配套的錨機(jī)電控部分采用了主令和電控制箱合一的新穎結(jié)構(gòu),用組合開關(guān)和一只接觸器代替原先至少五只接觸器,使尺寸、成本都有明顯下降。經(jīng)臺以上的使用證明,采用組合控制箱、擺線針輪減速器的新型錨機(jī),以其自身的優(yōu)點(diǎn)將在錨機(jī)領(lǐng)域占有重要的一席并不斷發(fā)展,目前已由民用船擴(kuò)大到軍用船舶上使用,規(guī)格已向大型錨機(jī)發(fā)展。

我們在電動起錨絞盤采用新發(fā)展的擺線針輪傳動的基礎(chǔ)上,又發(fā)展了采用少齒差減速裝置和諧波傳動裝置的新結(jié)構(gòu),并均形成產(chǎn)品。這二個裝置,除傳動效率高以外,少齒差減速裝置還可將其放入絞盤頭內(nèi),使錨機(jī)的總高度尺寸有所減小,減速裝置的潤滑條件,尤其是注油條件更有改善,對小型錨機(jī)而言也是一型頗有生命力的新結(jié)構(gòu)采用諧波傳動形式的錨機(jī)更以尺寸小、重量輕為特色,被譽(yù)為超輕系列錨機(jī),特別適用于水翼艇、氣墊船。

目前國外的錨機(jī)傳動中也廣泛使用高效率硬齒面?zhèn)鲃有问?日本在絞盤上采用擺線針輪減速，德國、法國等國家也都開始使用擺線針輪或行星減速等傳動形式。

縱觀國內(nèi)外錨機(jī)的發(fā)展情況,由于高效率傳動機(jī)構(gòu)得到了飛快發(fā)展與廣泛應(yīng)用,電動錨機(jī)發(fā)展更為迅速,結(jié)構(gòu)日趨簡單,維修使用方便,價格便宜。我們已研制成功必的采用擺線針輪減速裝置的錨機(jī)。更大型的同類結(jié)構(gòu)錨機(jī),在理論上已無問題可言,無疑這將作為錨機(jī)的發(fā)展方向之一。同時,液壓傳動的錨機(jī)也將采用擺線針輪減速裝置。由于有大傳動比、高效率、高負(fù)荷傳動機(jī)構(gòu),低速液壓馬達(dá)的優(yōu)越性就黯然失色。因?yàn)椴捎酶咚僖簤厚R達(dá)加擺線針輪減速器的話,在重量、價格、尺寸等各方面都將比采用低速液壓馬達(dá)的結(jié)構(gòu)更有特色和優(yōu)越性,因此也是一個重要的發(fā)展方面。特輕、超輕系列錨機(jī)的發(fā)展為輕型船舶,如水翼艇、氣墊船,采用錨機(jī)鋪平了道路。對航行于內(nèi)河的大量小型船只,其上的錨機(jī)由于更受價格的限制,因此采用錐形轉(zhuǎn)子的起重電機(jī)替代圓盤制動器的船用電機(jī)的錨機(jī)也將會得到試用,因?yàn)槎N電機(jī)價格相差一倍以上。

世上萬物變是絕對的,不變是相對的。遠(yuǎn)洋運(yùn)輸船舶包括機(jī)電設(shè)備,總是要隨社會的發(fā)展而有所變化與提高。

1.3課題意義

錨機(jī)是船舶中不可缺少的部件,錨機(jī)電動機(jī)能否實(shí)現(xiàn)可靠的控制,是保證船舶能否安全航行的重要措施。當(dāng)控制電路發(fā)生故障時,操作人員應(yīng)能在第一時間內(nèi)及時、準(zhǔn)確地判斷出故障所在,并能給予及時維修。

起錨-

系纜裝置是船艇上不可缺少的輔助機(jī)械之一,是保證船艇在海上和基地內(nèi)安全停泊,以及由停泊迅速轉(zhuǎn)入航行的重要輔機(jī)。三速電動錨機(jī)是利用凸輪控制器控制輔電路中接觸器、繼電器電磁線圈電路，同時利用接觸器的常開觸頭的吸合來控制主電路中電動機(jī)的正反、低速、中速和高速運(yùn)轉(zhuǎn)。本課題將從輔電路和主電路兩方面對錨機(jī)控制原理進(jìn)行分析。

二、研究的基本內(nèi)容，預(yù)備解決的主要問題：

(1)查相關(guān)資料，熟悉目前電動液壓錨機(jī)的控制電路的發(fā)展方向。

(2)熟悉錨機(jī)、了解錨機(jī)在船舶中的作用和重要性。

(3)通過已學(xué)的基礎(chǔ)知識的相互結(jié)合，綜合運(yùn)用船舶、機(jī)械、電氣、控制等技術(shù)，對船舶錨機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行研究設(shè)計(jì).(4)本設(shè)計(jì)針對電動液壓錨機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)研究，須在了解國內(nèi)外科技發(fā)展動態(tài)的基礎(chǔ)上，通過實(shí)船錨機(jī)的觀察及性能比較分析，設(shè)計(jì)制定船舶錨機(jī)控制系統(tǒng)的整體方案。

(5)針對設(shè)計(jì)出來的電動液壓錨機(jī)控制電路進(jìn)行分析，了解其工作原理，以及對控制電路里所選的控制器件進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪x型。

這里我們主要是對于電動液壓錨機(jī)的控制電路的設(shè)計(jì)，通過錨機(jī)的工作性質(zhì)和原理的分析，對控制電路控制器件的選擇，設(shè)計(jì)出一個性能優(yōu)越的控制電路系統(tǒng)。

三、研究方法、步驟以及措施：

方法步驟：

(1)了解現(xiàn)行船用電動液壓錨機(jī)控制電路的技術(shù)

(2)分析相關(guān)的船用電動液壓錨機(jī)控制電路

(3)針對材料對電動液壓錨機(jī)的控制電路進(jìn)行設(shè)計(jì)

(4)分析設(shè)計(jì)出來的控制電路的效果

(5)得出結(jié)論

措施：圖書館查找相關(guān)的書籍、期刊、雜志等，通過上網(wǎng)尋找相關(guān)的一些資料，查看當(dāng)代對該技術(shù)的研究成果和最新的動態(tài)。然后通過對這些資料的學(xué)習(xí)和研究進(jìn)一步的熟悉和理解設(shè)計(jì)所需的相關(guān)知識。根據(jù)學(xué)校關(guān)于畢業(yè)設(shè)計(jì)的相關(guān)規(guī)定和學(xué)院的有關(guān)要求，及時與指導(dǎo)教師聯(lián)系、交流與探討。

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