船舶工程技術畢業(yè)論文免費
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船舶工程技術在造船行業(yè)及航運事業(yè)中是極其重要的技術之一,為船舶建造及航運發(fā)展保駕護航。下文是學習啦小編為大家搜集整理的關于船舶工程技術畢業(yè)論文免費的內容，歡迎大家閱讀參考!
船舶工程技術畢業(yè)論文免費篇1
淺談變頻技術在船舶中的應用
摘要：本文以“某輪”輪可逆轉變頻控制的液壓舵機系統(tǒng)為例，簡單介紹了變頻液壓舵機的組成構造工作原理，并分析了在船舶舵機系統(tǒng)中應用變頻調節(jié)技術的特點。
關鍵詞：變頻技術;液壓;舵機
引言：
傳統(tǒng)船舶舵機操作系統(tǒng)一般采用液壓動力傳動技術，液壓動力傳動具有傳動平穩(wěn)、調速方便功率體積比大等優(yōu)良特性，但其主要調速方式采用節(jié)流操控運行速度，所以動力傳動的能量利用功率低，整機系統(tǒng)的效率不高。為了保證船舶航行安全，舵機系統(tǒng)在整個航程中應該始終處于運行狀態(tài)，以滿足船舶操縱的要求。但在實際運行過程中，船舶在大部分航行中都處于空載運行的狀態(tài)，雖然此時液壓系統(tǒng)卸荷，功率較低，但電機、泵等卻仍處于高速運行狀態(tài)，且設備運轉效率低，縮短了設備正常使用壽命。根據(jù)舵機工作的特殊性，采用變頻調速技術，將舵機液壓系統(tǒng)中的供油泵改變?yōu)橛勺冾l電機驅動的定量油泵，以達到簡化系統(tǒng)結構、提高舵機系統(tǒng)的工作效率、延長設備使用壽命、改善工作環(huán)境和降低運行成本的目的。
1.變頻技術原理及國內外應用現(xiàn)狀
變頻技術即改變供電頻率的技術，在傳統(tǒng)的電器設備中所用到交流電頻率是不變的，其轉速一經(jīng)啟動就不能改變，通過變頻技術可以實現(xiàn)設備以不同的轉速運轉來適應不同的生產(chǎn)需要。變頻技術的發(fā)展歷經(jīng)了各種電器器件的更新?lián)Q代，從SCR(晶閘管)、GTO(門極可關斷晶閘管)到今天的IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)、HVIGBT(耐高壓絕緣柵雙極型晶閘管)，器件的不斷更新促使電力變換技術的持續(xù)發(fā)展。而在變頻技術控制方面，上世紀70年代脈寬調制變壓變頻調速研究首先進入人們的視野，80年代中期鞍形波脈寬調制變壓變頻調速模式作為脈寬調制變壓變頻調速的優(yōu)化模式被提出，80年代后期又出現(xiàn)了矢量控制變頻調速和直接轉矩控制變頻技術。調速系統(tǒng)的集成度越來越高，以單片機為基礎又研究出了數(shù)字信號處理器、精簡指令集計算機和高級專用集成電路等。
高壓變頻器早起由于受電子電器設備耐壓性弱的影響，一般采用高-低-高模式，即高壓經(jīng)過變壓器降壓后通過低壓變頻器變頻，最后通過升壓變壓器升壓供給高壓變壓器，這樣一個流程使得變頻器設備體積過大，耗能也增加。1980年日本東芝電氣公司成功研制了1 800 kW 的交-交方式高壓變頻器。1981年德國西門子公司研制出4 000 kW 的交-交方式的高壓變頻器。此后，法國阿爾斯通、美國 AB、日本三菱和日立等公司也相繼推出自己的高壓變頻器設備。20世紀90年代初，我國在自行開發(fā)和研制的高壓變頻器方面取得了很大成績，在鋼鐵行業(yè)和電力行業(yè)得到很好的應用。交- 交變頻調速系統(tǒng)的迅猛發(fā)展，在大型機電設備調速中得到廣泛應用。
1.1 變頻調速工作原理
變頻調速技術是利用電力半導體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率,來改變電機的轉速,從而調整電機的輸出功率。
根據(jù)電機學原理,交流異步電動機的轉速n與電源頻率f之間函數(shù)關系為:
n=60f(1-s)/p 公式(1)
其中,f為電源頻率;s為轉差率;p為磁極對數(shù)。從公式(1)可知,當p和s為定值時,f與n成正比例關系。即:可以通過連續(xù)地改變供電電源的頻率來調節(jié)電動機的轉速。
由電機原理可知,電機軸功率與其轉速的三次方成正比,即p1/p2=(n1/n2)3,由公式(1)可推算出:
p1/p2=(f1/f2)3公式(2)
由此可分析出變頻時電機能量消耗情況。舉例說明:設額定頻率為50Hz,當電源頻率為30Hz時,由公式(1)、(2)可推知電機軸功率為額定功率的21.6%,即電機實際消耗電量為額定值的21.6%。
2.變頻液壓舵機的組成和工作原理
2.1系統(tǒng)結構原理
船舶變頻液壓舵機的系統(tǒng)主要由計算機，傳感器，數(shù)據(jù)采集啦，轉缸式轉舵機構，異步電視，變頻器等組成。該實例液壓系統(tǒng)采用雙向定量泵供油，定量泵于液壓缸形成閉式回路，利用舵角傳感器測量轉舵角以形成反饋。根據(jù)舵角指令與反饋信號，有變頻器控制泵組的啟停和加速，從而實現(xiàn)控制舵角的目的。同時通過改變電機的轉向以改變系統(tǒng)中液壓油的流向達到控制舵的運動方向。
2.2基本控制原理
在舵柱上安裝齒輪通過鏈條將舵角位移傳送到反饋傳感器測量轉舵角度，將測量數(shù)據(jù)實時反饋給控制器，經(jīng)過計算處理后發(fā)送出控制信號對變頻器進行控制，進而調節(jié)電機轉速。最終通過電機轉速達到控制液壓系統(tǒng)來實現(xiàn)對舵角的控制。達到要求的舵角后隔離電磁閥關閉，電機迅速降到零赫茲停止運轉。
3.輪液壓舵機應用變頻器的特點
主要用于海上失事船只的人命救生和以海上人命救生為目的的船舶救助及消防滅火。該輪采用了丹弗斯VLT5000變頻器的可逆轉變頻控制的液壓舵機系統(tǒng)，該輪配備了兩臺轉缸式液壓舵機，四臺液壓泵組。采用轉轉缸式舵機縮小了設備布置空間，雙機座配置增加了轉舵效果與舵機設備的可靠性。該舵機馬達與油泵安裝在舵機本體上，機構緊湊是的轉舵動作更加迅捷，直接，反應滯后時間縮短。由于沒有往復運動的部件使運動沖擊更小，噪音更低。由于丹弗斯VLT5000變頻器的功能相當強大，通過變頻器的內部調節(jié)可以很方便的獲得需要的功率，達到轉舵迅速的要求，因此，外部控制原件更加簡潔，直觀。
這種型號的變頻液壓舵機有如下特點：
?、?降低液壓馬達電動機的啟動電流。電動機通過工頻直接啟動時，電動機的啟動將會產(chǎn)生一個劇烈的沖擊電流，該電流是電機額定電流的7到8倍，將會使電機繞組的電應力大大增加，并產(chǎn)生大量熱量，從而降低電機的壽命。而變頻技術在液壓舵機中的應用，則可以大大降低啟動電流，提高繞組承受力，電機的維護成本將進一步降低，電機的壽命則相應增加;
?、?有效降低船舶電網(wǎng)的電壓波動。電動機通過工頻直接啟動的瞬間，船舶電網(wǎng)電流劇增。將會產(chǎn)生較大幅度的電壓降。電壓降將會導致供電網(wǎng)絡中的電壓敏感身邊故障跳閘或工作異常。而采用變頻調速后舵機液壓油泵電機能在零頻零壓時逐步啟動，在最大程度上消除船舶電網(wǎng)的電壓降低;
?、?實現(xiàn)對液壓油泵的排量做平滑的無極調節(jié)?？赡孓D變頻電機配合液壓馬達的使用，使液壓換向變得更加簡單，可靠、平緩，轉舵機構噪音更低、沖擊更小、能耗更少，確保了液壓系統(tǒng)的高效運行;
?、?延長了設備的使用壽命，減少設備事故維修工作量，系統(tǒng)維護成本低。變頻器為舵機液壓油泵提供了軟啟、軟停和保護功能。在沒有舵令或舵葉沒有因外力作用偏離設定舵角的情況下，液壓油泵電機被軟停，減少了設備運行時間，從而使油泵機械磨損大大減少。另外，變頻器對過壓，欠壓、過載、短路及電動機失速都能提供可靠地保護，對延長電動機的壽命，減少設備磨損等都具有很好的效果;
?、?節(jié)能效率顯著。傳統(tǒng)液壓舵機的油泵在航行時一直處于高速運轉狀態(tài)，設備運轉率低，設備故障率高。應用變頻調速技術后，液壓油泵可實現(xiàn)在沒有舵令時處于軟停機狀態(tài)，大大減少了運行成本。
4.結束語
在舵機系統(tǒng)中應用變頻技術，能夠平穩(wěn)調節(jié)油泵電機轉速，進而靈活改變供油速度，實現(xiàn)轉舵的靈敏，迅速。此外，應用變頻調速能夠明顯改善電機和油泵運行工況，減少維護量，更為重要的是它的節(jié)能效果能夠獲得可觀的經(jīng)濟效益，隨著全球工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，能源短缺的矛盾也日漸顯現(xiàn)。因此，變頻液壓舵機及技術具有廣闊的應用前景，變頻技術的推廣應用對船舶設備技術含量及企業(yè)的經(jīng)濟效益具有重大現(xiàn)實的意義。
參考文獻：
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船舶工程技術畢業(yè)論文免費篇2
淺談船舶建造數(shù)字化技術
摘 要：本文對船舶建造數(shù)字化技術進行了深入地分析，介紹了船舶建造過程中數(shù)字化技術的應用，著重對數(shù)字化技術的發(fā)展趨勢進行了深入地論述和詳細地說明。
關鍵詞：船舶建造;數(shù)字化;信息技術
1.什么是船舶建造數(shù)字化
船舶建造數(shù)字化是以數(shù)據(jù)處理、圖形圖像、虛擬現(xiàn)實、數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡通信、數(shù)字控制等數(shù)字化技術為基礎，將數(shù)字化技術全面應用于船舶的產(chǎn)品開發(fā)、設計、制造、管理、經(jīng)營和決策的全過程，使船舶產(chǎn)品的設計和生產(chǎn)向著自動化、精細化、柔性化、智能化的方向發(fā)展。通過數(shù)字化技術與現(xiàn)代管理思想和先進工程方法的融合，形成船舶制造業(yè)信息化的完整體系，實現(xiàn)對造船業(yè)的信息化改造，使得造船企業(yè)全面提升產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)能力，降低生產(chǎn)成本，縮短設計、生產(chǎn)周期，提高產(chǎn)品質量。
2.船舶建造數(shù)字化技術的內涵
船舶建造數(shù)字化技術主要體現(xiàn)在如下3個方面：
2.1 CAX(計算機輔助技術)
CAX(計算機輔助技術)是CAD(計算機輔助設計)、CAE(計算機輔助工程)、CAM(計算機輔助制造)和CAPP(計算機輔助工藝計劃)的統(tǒng)稱。
(1)CAD(計算機輔助設計)指在計算機及可視化設備為基礎的專業(yè)化計算機系統(tǒng)的支持下，幫助設計人員進行設計工作。可以在CAD系統(tǒng)的輔助下完成從合同設計開始的一系列設計工作，建立產(chǎn)品數(shù)字模型，進行工程計算和分析，生成和繪制工程圖，生成物料清單等。
(2)CAE(計算機輔助工程)是用計算機輔助求解復雜工程和產(chǎn)品結構強度、剛度、屈曲穩(wěn)定性、動力響應、熱傳導、三維多體接觸、彈塑性等力學性能的分析計算以及結構性能的優(yōu)化設計等問題的一種近似數(shù)值分析方法。
(3)CAM(計算機輔助制造)是將計算機應用于生產(chǎn)制造的過程或系統(tǒng)，其核心是計算機數(shù)值控制(簡稱數(shù)控NC)。有狹義和廣義兩個概念。CAM的狹義概念指的是數(shù)控，包括數(shù)控機床、數(shù)控加工中心、數(shù)控生產(chǎn)流水線、數(shù)控火焰或等離子切割、激光束加工、自動繪圖儀、焊機、機器人等;廣義概念還包括制造活動中與物流有關的所有過程(加工、裝配、檢驗、存貯、輸送)的監(jiān)視、控制和管理。
(4)CAPP(計算機輔助工藝計劃)是通過計算機進行產(chǎn)品加工的工藝路線制定、工序設計、加工方法選擇、工時定額計算，包括工裝、夾具設計、刀具和切削用量選擇等，生成必要的工藝卡和工藝文件等。CAPP是連接產(chǎn)品設計CAD信息和加工制造CAM信息之間工藝信息的橋梁，是生成各種加工制造，管理信息的重要環(huán)節(jié)。
2.2 企業(yè)業(yè)務技術過程與信息管理
通常包括PDM/PLM/ERP/MES/CIMS等。即產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理PDM、產(chǎn)品生命周期管理PLM、企業(yè)資源計劃ERP、制造執(zhí)行系統(tǒng)MES、計算機集成制造系統(tǒng)CIMS等。它們通過信息技術與現(xiàn)代管理理念的融合，使人、資源、技術、管理等要素有機地結合起來，從而實現(xiàn)設計及生產(chǎn)過程管理的精細化和企業(yè)資源利用的優(yōu)化。
2.3 數(shù)字化裝備
軟硬件相結合的數(shù)字化裝備，如NC(數(shù)控設備)、FMS(柔性制造系統(tǒng))、Robot(機器人)等通過數(shù)字控制形成的生產(chǎn)自動化裝備。這些設備通過離散的數(shù)字信息控制設備或傳動裝置的運行，實現(xiàn)生產(chǎn)加工的自動化。
3.船舶建造數(shù)字化技術的發(fā)展歷程
3.1 單項技術的企業(yè)部門級應用階段
該階段主要是單項技術，如數(shù)值計算技術、CAD/CAE/CAM技術、數(shù)控技術以及各種部門級的管理信息系統(tǒng)，如財務、人事、OA、物資等管理系統(tǒng)在企業(yè)部門的局部范圍內的應用。部門級數(shù)字化技術的應用作為一種技術手段對提高設計和生產(chǎn)效率、提高產(chǎn)品質量發(fā)揮著重要作用。
3.2 企業(yè)內綜合應用集成階段
這一階段是由企業(yè)內的信息集成、過程集成到應用集成。通過信息集成保證了系統(tǒng)間信息的一致性，通過應用集成使企業(yè)內部的各種信息系統(tǒng)組成了一個有機的整體，大幅提高了數(shù)字化技術應用的整體效益，使得企業(yè)設計、生產(chǎn)、經(jīng)營、管理的各種業(yè)務活動得以協(xié)調運行，大大提高了企業(yè)的生產(chǎn)能力。
3.3 企業(yè)間的應用集成階段
由于互聯(lián)網(wǎng)技術的快速發(fā)展，促使電子商務、供應鏈管理、協(xié)同設計、敏捷制造等一些基于互聯(lián)網(wǎng)技術的新型管理思想和管理方法得以實施，使得船舶這種具有大量配套設施的高度復雜產(chǎn)品的制造能夠實現(xiàn)跨地域的專業(yè)化企業(yè)間的協(xié)同運作，使產(chǎn)品能夠快速地、柔性地應對用戶的需求。
自20世紀60年代末將計算機用于船舶線型放樣開始，我國船舶行業(yè)信息化已歷經(jīng)40多年，國內造船業(yè)經(jīng)過不懈的努力，使得造船數(shù)字化技術已逐步滲透到造船業(yè)價值鏈的每一個環(huán)節(jié)，引進或自主開發(fā)了各種各樣的信息系統(tǒng)，已廣泛應用于船舶設計、建造和管理過程中。國內一些骨干造船企業(yè)和研究院所已開始引進虛擬仿真技術，開展船舶和海洋工程的產(chǎn)品虛擬設計和建造過程模擬等研究。
4.船舶建造數(shù)字化技術體系
制造業(yè)數(shù)字化技術是以現(xiàn)代設計制造的工程方法和先進制造理論為依據(jù)，以數(shù)字化技術為手段，面向產(chǎn)品全生命周期，理論方法與應用技術相結合的一個復雜的技術體系。
4.1 現(xiàn)代制造理論與數(shù)字化技術基礎
主要有計算機集成制造、并行工程、精益生產(chǎn)、敏捷制造、大批量定制等現(xiàn)代制造理論，以及建模技術、仿真技術、優(yōu)化技術、集成技術等數(shù)字化技術緊密結合，形成了其技術理論基礎。
4.2 數(shù)字化基礎環(huán)境
主要包括計算機系統(tǒng)及系統(tǒng)軟件、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)及相關技術、網(wǎng)絡系統(tǒng)及相關技術、信息安全體系、信息標準化體系等。
4.3 數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)設計技術
主要包括產(chǎn)品需求分析、設計開發(fā)、生產(chǎn)制造等各個階段中，為分析和解決產(chǎn)品設計和制造過程中的各種問題而提供的數(shù)字化的技術方法和應用工具，如單項應用技術CAD、CAE、CAM、VR等，過程管理和集成平臺PDM、仿真及優(yōu)化應用等。 4.4 數(shù)字化制造技術
主要有數(shù)字化生產(chǎn)計劃與制造執(zhí)行控制、數(shù)字化工藝過程、數(shù)字化裝備、數(shù)字化制造單元、基于數(shù)字化的生產(chǎn)系統(tǒng)綜合集成等。
4.5 數(shù)字化管理技術
主要包括現(xiàn)代企業(yè)管理模式、集成化管理與決策信息系統(tǒng)、企業(yè)資源計劃與管理系統(tǒng)、企業(yè)生產(chǎn)項目管理系統(tǒng)、企業(yè)間協(xié)作的供應鏈管理與電子商務技術、企業(yè)質量管理的相關技術及企業(yè)管理系統(tǒng)的應用實施過程及方法等。
船舶建造數(shù)字化技術是制造業(yè)數(shù)字化技術針對船舶制造的特點和具體要求的實際應用。船舶建造數(shù)字化技術體系包括現(xiàn)代制造與數(shù)字化技術基礎、船舶產(chǎn)品的數(shù)字化設計技術、數(shù)字化制造技術、數(shù)字化管理技術和一體化集成技術，此外，還有數(shù)字化基礎支撐環(huán)境與相關技術等。
(1)船舶產(chǎn)品數(shù)字化設計技術以三維建模技術、數(shù)值計算技術、CAD、PDM、并行協(xié)同技術等數(shù)字化技術為基礎，按照船舶設計不同階段及不同專業(yè)的規(guī)范和技術要求，形成船舶各設計階段的數(shù)字化技術。
(2)船舶產(chǎn)品數(shù)字化制造技術以MES、CAPP、NC、過程仿真等數(shù)字化技術為基礎，根據(jù)現(xiàn)代造船模式的要求，形成制造執(zhí)行層面的船舶數(shù)字化制造技術。
(3)船舶產(chǎn)品數(shù)字化管理技術則是將制造業(yè)先進的管理理念和方法與數(shù)字化技術相融合，按照船舶生產(chǎn)管理特點，形成船舶制造數(shù)字化管理技術。
(4)一體化集成技術則是進一步在設計、制造、管理等數(shù)字化技術應用的基礎上，實現(xiàn)信息的集成和應用的集成，達到工程的并行和協(xié)同。
上述數(shù)字化技術的研究、開發(fā)和應用需具備相應的基礎環(huán)境，需要解決一些相關的關鍵技術，如信息標準化、編碼體系、產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫、企業(yè)資源數(shù)據(jù)庫、集成平臺、信息安全體系等。
5.船舶建造集成系統(tǒng)
船舶建造集成系統(tǒng)涵蓋船舶建造企業(yè)的設計、制造、管理的主要業(yè)務過程：
(1)設計方面主要包含船、機、電、舾裝、涂裝等專業(yè)門類的設計CAD系統(tǒng)、船舶設計虛擬仿真系統(tǒng)，以及結合生產(chǎn)工藝要求的各個專業(yè)的生產(chǎn)設計系統(tǒng)。設計系統(tǒng)生成的設計數(shù)據(jù)通過PDM(船舶產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng))存放并管理，以PDM作為平臺，為船舶制造系統(tǒng)和管理系統(tǒng)提供有關產(chǎn)品信息的共享。
(2)船舶建造和管理系統(tǒng)通常包含工程計劃管理、物資與物流管理、成本管理、財務管理、質量管理、企業(yè)資源(設備與人力資源)管理，以及MES(制造執(zhí)行系統(tǒng))等。
(3)制造執(zhí)行系統(tǒng)控制車間級的生產(chǎn)制造執(zhí)行過程，如造船精度管理、資源日程計劃、作業(yè)安排與執(zhí)行實績反饋等。制造和管理系統(tǒng)根據(jù)企業(yè)經(jīng)管計劃和產(chǎn)品生產(chǎn)設計的要求制訂工程計劃、采購計劃、生產(chǎn)計劃和其他生產(chǎn)準備工作，通過制造執(zhí)行系統(tǒng)貫徹實施生產(chǎn)作業(yè)過程。
結語
隨著信息技術的飛速發(fā)展，制造業(yè)的新思想、新方法、新技術層出不窮、日新月異，船舶建造業(yè)應該緊跟現(xiàn)代科技潮流，不斷創(chuàng)新，以實現(xiàn)船舶建造技術的跨越式發(fā)展。
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