船舶舵机的常见故障及日常安全检查应注意的问题

船舶舵机的常见故障及日常安全检查应注意的问题

发表时间：2018-04-08T16:54:37.083Z 来源：《基层建设》2017年第36期作者：王继勇[导读] 摘要：船舶在海中能够按照驾驶员的指令航行，使船舶改变航向或则维持指定的航向，是依靠安装在船舶尾部的舵机来实现的，由此可见，舵对于船舶的正常航行的重要性是不容置疑的。

烟台航标处山东烟台 264000

摘要：船舶在海中能够按照驾驶员的指令航行，使船舶改变航向或则维持指定的航向，是依靠安装在船舶尾部的舵机来实现的，由此可见，舵对于船舶的正常航行的重要性是不容置疑的。当船舶航行时因舵机发生故障对船舶安全的影响是巨大的，对于舵机日常比较容易出现故障的情况，主要分为两大部分。一是属于硬件类的故障，二是属于软件类的故障。

关键词：概述；故障；注意问题；掌握重点

舵机的硬件类的故障是指与舵机相关的机器、设备发生了功能性的障碍，使得舵机不能正常工作发挥效用。

常见的主要有：

1、通信系统的故障。驾驶员发出的舵令信号不能输出至舵机，舵机接收不到舵令。驾驶台与舵机间无法通话等。

2、电力系统的故障。动力电路、配电板等电力输出故障，使电动机无法正常运转。两路电力线路只有一路可以使用。

3、液压系统的故障。液压系统密封性能出现问题，有油路泄漏或有旁通现象、主油路锁闭不严、油位过低、液压系统内有空气等问题。使液压系统不能正常运行。软件类的故障是指与舵机运行有关的管理制度，船员对舵机的操作存在的问题。通常主要是船员对应急舵的操作不熟悉，在需要的时候无法启动应急舵。

综上所述，加强船舶舵机的日常安全检查和及时的维修保养对舵机的工作可靠性延长舵机的无故障使用时间尤其重要，轮机员必须对舵机的基本知识和日常安全检查的重点有所了解。

一、液压舵机概述

（一）基本概念

从实用意义上讲舵机是使船舶转向的动力机械设备，例如电动液压舵机是指电动机和它所驱动的液压泵所组成，但船上一般笼统地把整个操舵装置称为舵机。

液压舵机基本组成：

（1）操纵系统；

（2）控制元件；

（3）转舵机构；

（4）动力输出源。

（二）液压舵机的类型和工作原理

现今大型船舶基本都采用电动液压舵机，根据液压油流向控制方法不同可分为泵控型和阀控型两种。

1、泵控型

双向变量油泵设置在舵机室，由电动机驱动做单项回转，油泵的流量和吸排方向则通过与浮动杆5的C 相连接的控制杆4控制，依靠油泵控制C偏离中位的方向和距离，来决定油泵的吸排方向和流量。

工作基本原理：图示舵机采用往复式转舵机构，油缸14固定在舵机底座上，和撞杆9（在缸体内做往复运动）等组成。当油泵按图示吸排方向工作时，泵就会通过油管，从右侧油缸吸油排向左侧油缸，撞杆9在液压作用下向右运动（液体的不可压缩性）。撞杆通过中央的滑动接头与舵柄7连接，舵柄7的一端用键固定在舵杆10的上端，这样撞杆9的往复运动就转化为舵叶的偏转运动。改变油泵的吸排方向，撞杆和舵叶的运动方向就会反向。

2、阀控型

用单向定量油泵。其吸排方向不变，油液进出转舵油缸的方向由驾驶台遥控的换向阀来控制。当换向阀处于中位，油泵的排油经换向阀旁通，转舵油缸油路锁闭而稳舵。油泵和系统比较简单，造价相对较低。

阀控型液压舵机的工作原理：

（1）两套定量泵并联，采用M型三位四通换向阀控制转舵方向，兼做主油路的锁闭作用。

（2）在主油路回油阀上设置背压阀，使之形成一定背压，限制负扭距时的转舵速度。

（3）设有补油单向阀防止可能出现的低压。

缺点：

（1）换向阀换向，液压冲击较大，可靠性也相对较差（2）阀控型舵机在停止转舵时，泵以最大流量排油，油液发热较多，经济性差（3）阀控型舵机适用功率范围比泵控型小泵控型和阀控型舵机，尽管工作原理不尽相同，都是由转舵机构、液压系统和操纵系统等组成。

二、液压舵机常见故障

由于舵机是一个很重要的动力机械，因此对于舵机的航行故障，要迅速反应，必要时换成备用泵进行检验测试，认真分析和检查，采用分段逐步排除的方法有助于找出故障点。

（一）舵不能动

1）遥控系统失灵--此时机旁应急操控正常对于这种故障，可能是电源断路、电器元件损坏等等，如果控制系统有伺服油缸，还有可能是控制油源中断，如辅泵损坏等。

2）主泵不供油--可换备用泵实验

3）油路旁通或漏泄严重--可观察泵的吸排压力比较

4）主油路堵塞或舵柱卡死--泵的排出压力很高。

（二）舵叶只能单向转动

1、舵柄单向卡死--油泵压力比较高，有噪音。

2、系统公共部分阀件故障--检查各个油缸安全阀，单向溢流阀，泵体上的安全阀故障（卡死在开的位置）的工作性能。

（三）液压舵机内部泄露

在液压舵机系统中，有哪些部位容易泄露，平时的日常保养应该注意哪些环节、怎样判断，如何处理，是轮机人员的基本技能。下面以实例分析某轮因转叶式舵机部件泄漏导致滞舵现象的发生，为漏泄现象的及早发现和处理提供实例。下图是液压缸的剖面图，由图可见该液压缸本体内：

1、两个定叶对称地固定在液压缸本体上，

2、两个转叶对称地用将军螺帽锁紧在舵柱上，

3、定叶和转叶，将液压缸本体内部分割成四个工作腔室（两个高压两个低压），

4、上部是端盖和膨胀柜.，如下图所示：

某轮是一个有10年船龄的杂货船经常有舵效慢、滞舵、跑舵现象的发生，同时还伴随系统油温偏高的现象，航行在温度较高区域或则天气恶劣时候更较明显，严重时甚至没有舵效。

根据这些现象，不难判断只是因为内部油压泄漏所致。从图例来分析哪些地方容易引起漏泄，可以看出系统容易引起漏泄的地方有两处：

●高压工作腔与膨胀柜之间的漏泄，密封圈老化、磨损等。

●高低压工作腔之间的泄漏，原因是转叶与上部端盖间的间隙变大、或是转叶与液压缸本体间的的径向间隙变大。（摩擦所导致）

判断具体漏泄部位，可采用以下方法：

@ 关闭膨胀柜与泵埔油柜之间的阀。

@ 采用应急操舵。

@ 手动操舵，一直到左右满舵位置的安全阀动作。（动作时间不宜过长，注意油压和泵的声音）。

@ 分别用两台油泵实验，观察膨胀柜的油位是否上升。

完成以上操作后，可能有两种情况：

# 膨胀柜的油位升高

这说明工作腔和膨胀柜之间已串通，部分工作腔的压力油漏泄到膨胀柜，产生舵效慢，这是上部密封圈老化磨损所致。应更换。

# 膨胀柜的油位没有升高

说明转叶与液压缸本体的间隙变大，高低油腔串通，致使舵效慢，这时需要放掉膨胀柜的液压油，打开膨胀柜的盖子，检查以下部位：

（1）端盖上平面与轮毂上平面的距离，分别测量前后左右四个位置，若这些距离变大，说明承磨环磨损

（2）上轴承与上部密封圈压盖之间的径向间隙，分别测量前后左右四个位置，该间隙变大会使转叶与液压缸本体间直接摩擦。导致漏泄。

（四）舵速太慢或则空舵

1、舵速取决于撞杆移动的速度，它和供入转舵油缸的的油量有关。油量大，速度快，反之慢。正常情况下船舶建造的时候对舵机的设计要考虑到转舵速度，所以运行船出现舵速慢一般情况下可以考虑一下几个方面

* 主油泵排量不足，比如漏泄、电压低、泵转速下降、吸入滤器堵塞、吸入截止阀未全开、吸入管路漏气、等等，改变了泵的工作条件。

* 主油管路或液压元件的泄露。旁通阀安全阀等关闭不严、交通阀关闭不及时或换向阀的换向速度跳得过慢等等。

2、空舵的原因很多，包括：

* 由于液压系统中积存空气、泄漏或发送器的交通阀开度过大所致。若操纵系统积存有空气，开始转动舵轮时必须先压缩空气，待系统的压力上升到一定值时，受动器才动作，即受动器的动作滞后发送器一定时间，因而造成舵轮空转一定角度后才来舵。可见，压缩空气的过程就是舵轮空转的过程，积存的空气越多，空舵现象就越严重。

* 因操纵系统和动力系统均采用闭式回路，当存在泄漏时，液压泵（发送器也是手动泵）从执行机构（受动器或转舵机构）的一侧吸油，若有一部分油在泵排出的高压管路上泄漏，则进入执行机构另一侧的油液推动油缸或撞杆移动所扫过的容积，就不足以填补被泵吸出的油液的容积，因而在执行机构的回油侧产生“空穴”。如果补给油箱的油位过低，系统的补油压力过低或补给阀不能开启，以致补充油液不及时’则反向转动舵轮回舵时，液压泵输送的油首先得填充“空穴”，执行机构的油缸或撞杆才能被推动，于是产生了空舵现象。

* 若发送器交通阀的开度过大，其关闭势必延后，开始转动舵轮时，压力油或经另一交通阀旁通，或经交通阀和安全阀泄回油箱，直至交通阀关闭，受动器才动作，于是产生了空舵现象。

* 主油路中旁通阀或安全阀关闭不严，也会产生空舵，管理中不可忽视。

* 系统中的空气可能因未完全驱除而积聚，也可能因发送器、受动器和转舵机构的填料泄漏而渗入。液压缸填料发生泄漏，旋紧压盖往往无济于事，条件许可最好取出换新，或修整切平，使装复后能平服贴紧。

三、舵机故障实例分析

下面以实例来分析舵机所发生的的故障和分析排查所采用的方法，以便为以后的日常检查和保养提供产考：

1.故障现象：

某一外籍轮船已经是有9年船龄的老龄散货船，船长220米，舵机采用斜轴式轴向柱塞双向变量泵，双拨叉式。于某个航次航行于日本到国内，海况比较好，轻风无浪。因接近海岸故小船比较多，值班驾驶员采用手动操舵使用左舷舵机油泵，值班水手发现无舵令时有比较大的左舵爬升现象，并且左舵时停止舵令后发生跑舵，跑舵时打一下右舵即停止跑舵。右舵时停止舵令后不发生跑舵。因渔船较多，值班驾驶员立即启用了右舷舵机油泵停用左舷油泵，这时经过操舵后发现右舷舵机左舵时停止舵令后不发生跑舵，右舵时停止舵令后发生跑舵，跑舵时需要打左舵才能停止跑舵，因两个舵机油泵都有该现象，故值班驾驶员通知了轮机长和当班轮机员备车航行，轮机长经询问当