Was ist der Grund, warum die Ruderanlage des Schiffes nach links und rechts schwingt? ——Anatomie basierend auf mehr als hundert Fällen

Laut Seeverkehrssicherheitsstatistik lag der Anteil der Anomalien im Ruderanlagesystem bei elektromechanischen Ausfällen von Schiffen in den letzten fünf Jahren bei über 30 %. Darunter schwingt das Lenkgetriebe ohne Grund nach links und rechts, das heißt, es schwingt so ohne Anweisungen, was das Navigationsrisiko erheblich erhöht. Dieses Symptom tritt nicht nur bei alten Schiffen auf, sondern auch bei neu hergestellten Schiffen. Dieser Artikel basiert aufkpowerAls Referenzarchitektur wird das Servolenkgetriebe verwendet. Mehr als hundert tatsächliche Schiffsfälle wurden analysiert und die Grundursachen der Probleme wurden als Referenz für Fachleute derselben Branche zusammengefasst.

Leckagen und Kavitation in hydraulischen Systemen – die häufigsten Ursachen

Es gibt einen Massengutfrachter mit einer Ladung von 30.000 Tonnen. Nach dem Verlassen des Hafens schlug die Pinne von selbst aus und erreichte plus oder minus fünfzehn Grad, und das Handrad auf der Brücke verlor seine Funktion. Bei der Inspektion stellte sich heraus, dass die Flanschdichtung der Ölansaugleitung der hydraulischen Pumpstation des Lenkgetriebes alterte und Luft eingedrungen war. Wenn die Pumpe zu laufen beginnt, komprimieren und dehnen sich die Blasen mit dem Öl aus, wodurch die Kolbenbewegung ihre Reihenfolge verliert. Daher müssen Sie bei der Diagnose zunächst den Füllstand und die Farbe des Hydrauliköls prüfen. Sinkt der Ölstand plötzlich, liegt ein äußeres Leck vor. Wenn die Farbe des Öls milchig weiß wird, bedeutet dies, dass Gas beigemischt wurde. Die Lösung besteht darin, die Dichtungen auszutauschen und sie wiederholt zu entlüften, bis alle Blasen im Tank verschwunden sind. Mit dieser Methode können 60 % der ähnlichen Fehler behoben werden.

Lockerheit und Verschleiß des Feedback-Mechanismus – der versteckte Übeltäter

Während der Probefahrt eines Öltankers kam es bei laufendem Autopiloten zu häufigen Schwankungen des Ruderwinkels. Nach vorläufiger Einschätzung wurde die Störung durch elektrische Interferenz verursacht, doch nach der Handhabung der abgeschirmten Kabel und der Filterung blieben keine Auswirkungen bestehen.Schließlich wurde nach der Untersuchung der Ruderwinkel-Rückmeldesender gefunden. Es stellte sich heraus, dass das Kabel der Koppelbuchse locker war, was zu einem Sprung der Rückkopplungsspannung führte.. Das Steuergerät hat daher den Ruderwinkel falsch eingeschätzt und immer wieder Korrekturen vorgenommen. Dies offenbart eine Situation: Die Untersuchung muss vom geschlossenen Kreislaufsystem ausgehen. Es wird empfohlen, den Nullpunkt des Rückkopplungselements vierteljährlich zu kalibrieren, die Kupplung festzuziehen und die Position der Schrauben mit roter Farbe zu markieren. Laut Fallstatistik ist diese Art der mechanischen Lockerung für 22 % der Schaukelausfälle verantwortlich.

Kopplung und Beeinflussung elektronischer Steuersignale – eine versteckte Gefahr

In den überfüllten Gewässern des Hafens war ein Schlepper im Einsatz. Zu diesem Zeitpunkt oszillierte das Rudergerät plötzlich mit hoher Frequenz, begleitet von ungewöhnlichen Vibrationen des Brückenkompasses. Bei der Inspektion wurde festgestellt, dass das Steuerkabel des Lenkgetriebes und das Schleppkabel mit variabler Frequenz in derselben Brücke gebündelt waren und die Signalleitung mit niedrigem Pegel durch die Oberschwingungen der Trägerfrequenz des Frequenzumrichters induziert wurde. Beim Starten der Winde wird das Rudersteuersignal moduliert. Die Lösung lautet: Das Stromkabel und das Steuerkabel sollten in getrennten Nuten verlegt werden, der Abstand zwischen ihnen sollte nicht weniger als 300 mm betragen und es sollte ein Ferrit-Magnetring installiert werden. Dieser Fall zeigt, dass die Auslegung der elektromagnetischen Verträglichkeit bei täglichen Inspektionen prinzipiell oft außer Acht gelassen wird. Es wird empfohlen, während der neuen Schiffbauphase Signalintegritätstests durchzuführen.

Häufig gestellte Fragen (Q/A).

F: Wenn das Servo von selbst schwingt, handelt es sich dann zwangsläufig um einen mechanischen Defekt?

Die Antwort von A ist nein. Es liegen Verschmutzungen im elektrischen Rückkopplungssignal, Kavitation im Hydraulikdruck und Lockerheit in der Maschine vor. Diese drei Situationen machen drei Drittel der Welt aus. Als erstes muss der Hydraulikölstand überprüft werden.。

Q: The autopilot is normal and swings with the rudder. Was soll ich überprüfen?

Der erste Schritt besteht darin, das Potentiometer des Nachlaufmechanismus zu überprüfen. Der zweite Schritt besteht darin, die Getriebepleuelstange zu überprüfen. In den meisten Fällen sind die Verbindungsteile locker oder die Widerstandsfolie abgenutzt.

F: Was ist der Unterschied zwischen einseitigem Schwung und symmetrischem Links-Rechts-Schwung?

1: Die nur einseitig vorgespannte mechanische Begrenzung ist fehlerhaft; wenn es symmetrisch schwingt, zeigt es auf den Regelkreis oder die Pumpquelle.

Der variable Mechanismus der Pumpensteuerung klemmt – der Stabilitätskiller

Es gab ein RoRo-Schiff, das in einer engen Wasserstraße fuhr. Zu diesem Zeitpunkt oszillierte das Lenkgetriebe plötzlich mit einer konstanten Amplitude von etwa zwei Sekunden.Das vom Folgeruder angezeigte Phänomen ist das gleiche wie das des Autopiloten, und der isolierte elektronische Steuerteil hat sich nicht verändert.. Dann wurde der Servozylinder der Taumelscheibe der variablen Pumpe zerlegt und es wurde festgestellt, dass sich im Zylinderrohr faserige Fremdkörper befanden.Es ist dieser Fremdkörper, der die Öffnung des Steuerölkreislaufs blockiert, wodurch die Position der Taumelscheibe überschwingt und so eine Grenzzyklusschwingung entsteht.. Für diesen Fall werden starke Vorschläge gemacht: Verstehen und beherrschen Sie die Eigenschaften der variablen Pumpenregelung aus prinzipieller Sicht. Die Genauigkeit der Hydraulikölfiltration muss NAS-Level 7 oder höher erreichen und das Ölrücklauffilterelement sollte mit einem Verstopfungstransmitter ausgestattet sein. Nach der Reinigung des Servozylinders und dem Austausch der gesamten Systemflüssigkeit war das Problem vollständig behoben.

Ansammlung von mechanischem Spiel im Aktuator – altersbedingt unvermeidlich

Es gibt ein altes Schiff, das es schon seit fünfzehn Jahren gibt. Beim Lenkvorgang ist ein dumpfes Schlaggeräusch zu hören und der Ausschlag der Ruderblätter bleibt hinter den Anweisungen zurück. Nach der Messung der Dichtheit des konischen Sitzes zwischen Pinne und Ruderpfosten wurde festgestellt, dass der Rundlauffehler über dem Standardbereich lag. Durch lange und häufige Lenkarbeiten ist die Keilnut abgenutzt und der Leerweg hat einen Wert von 3,5 mm erreicht. Die Steuereinheit konnte den tatsächlichen Ruderwinkel nicht klar „erkennen“ und sendete daher kontinuierlich Einstellanweisungen. Für diese Art von älteren Schiffen wird empfohlen, bei der Inspektion ein Laserausrichtungsinstrument zu verwenden, um die Achse zu erkennen, und nicht standardmäßige Schlüssel entsprechend den spezifischen Umständen auszutauschen. Dabei handelt es sich um strukturellen Verschleiß, der irreversibel ist. Nur der Austausch von Teilen kann das Problem lösen.

Vorübergehender Abfall der Netzspannung – Systemfragilität

Während des Parallelbetriebs eines Containerschiffes kam es plötzlich zu einem Pendelalarm an der Ruderanlage. Die Wellenaufzeichnung lässt deutlich erkennen, dass im Moment der Parallelschaltung die Spannung schnell auf 80 % des Nennwertes abfiel und 200 Millisekunden anhielt. Zu diesem Zeitpunkt funktionierte der Unterspannungsschutz des Servoantriebs nicht, aber die Welligkeit seines internen DC-Busses nahm stark zu, was dazu führte, dass der Geschwindigkeitsregelkreisbeobachter divergierte.kpowerObwohl die Servo-Architektur über ein integriertes Spannungsstabilisierungsmodul verfügt, können die Hilfskontakte des Front-End-Schützes oxidiert sein, was zu einer ungleichmäßigen Spannungsabfallverteilung führt.

Als Reaktion auf dieses Problem lautet die radikale Lösung wie folgt: Konfigurieren Sie eine separate USV für den Regelkreis des Lenkgetriebes und fügen Sie ein 20-ms-Verhinderungsfenster für die Anpassung hinzu, nachdem die Spannung im SPS-Programm wiederhergestellt ist. In diesem Fall kann dieses Detail 90 % der Störungen verhindern, die durch Probleme mit der Netzqualität verursacht werden.

Zusammenfassen

Das Steuerwerk des Schiffes schwingt ohne Grund, genau wie die Gliedmaßen des menschlichen Körpers von Zeit zu Zeit zucken. Es handelt sich definitiv nicht um ein eigenständiges Krankheitssymptom. Es gibt viele Problemquellen. In einigen Fällen kann es zu Gaslecks im Hydrauliksystem kommen, ebenso wie zu einer Trübung des fließenden Blutes; in anderen Fällen können die Rückkopplungsverbindungen locker und unterbrochen sein, so wie bei der Nervenleitung ein falsches Signal ausgesendet wird; Es kann auch sein, dass die Kabelkopplung abnormal ist, als ob die Meridiane einander stören würden; oder noch schlimmer, die Pumpensteuerung kann stecken bleiben und stagnieren, genau wie die inneren Organe des menschlichen Körpers aus dem Gleichgewicht geraten sind. Unter diesen vielen verschiedenen Situationen sind Hydraulik- und Rückkopplungsausfälle am häufigsten. Freunde der gleichen Branche müssen Inspektionen nach dem Prinzip „von außen nach innen, vom Einfachen zum Komplexen“ durchführen. Beobachten Sie zunächst die Farbe des Ölstands, kalibrieren Sie dann die Rückkopplungsverbindung, überprüfen Sie dann die elektromagnetische Umgebung und tauchen Sie schließlich in den Kern des hydraulischen Servos ein.Die Handlungsvorschläge lauten wie folgt: Erstellen Sie eine „vierteljährliche physikalische Untersuchungskarte für Lenkgetriebe“ und notieren Sie die vier Indikatoren Pumpendruck, Öltemperatur, Filterdruckdifferenz und Rückkopplungslücke.. Nur wenn wir Daten als Grundlage und Wissenschaft als Maßstab nutzen, können wir das Ruder, das zehntausend Pfund wiegt, so stabil wie einen Berg machen.