转叶式液压马达拆装和修理

专业技术论文

转叶式液压舵机马达拆装和修理

职业（工种）： xxxxx

作 者： xxxx

日 期：xxxxx

目录

前言 (1)

现状分析 (1)

修理措施 (2)

示意图及主要修理部分： (2)

简介：液压舵机马达工作原理及系统图 (3)

1. 拆卸上端盖 (4)

1.1 外密封铁套压环的取出： (4)

1.2 拆除紧固上端盖所有螺栓： (4)

1.3 上端盖的吊运要求： (4)

2. 拆卸舵杆液压胀母。 (5)

2.1 结构及尺寸： (5)

2.2 技术要求： (5)

2.3 制作专用工具和拆卸方案： (5)

3. 舵机马达转子的取出及马达腔体内密封件的检查： (7)

3.1 技术要求： (7)

3.2 拆卸转子前的准备。 (7)

3.3 拆卸转子与舵杆托离。 (8)

3.4 转子和密封原件的修理及技术要求： (8)

4. 下端盖推力盘和铜套的修理技术要求： (10)

4.1 推力盘的作用及其功效。 (10)

4.2 推力盘尺寸的测量、技术参数及拆卸。 (10)

4.3 下铜套的检查测量。 (10)

4.4 拆卸铜套的简单方法。 (11)

4.5 下端盖的检查及维修 (11)

4.6 新铜套的制作与安装 (11)

5 回装及调试 (12)

5.1 下端盖与壳体（缸筒）的安装。 (12)

5.2 下端盖和壳体成一体安装。 (12)

5.3 转子的装入和密封条的安装 (12)

5.4 上端盖的回装 (13)

5.5 上、下密封偶件的压入 (13)

5.6附件的安装： (14)

5.7 坞里调整、试车和试验。 (14)

6 结论 (14)

7 参考文献 (16)

[摘要]:转叶式液压舵机至今已有近60年的历史，大型船舶几乎全部采用液压舵机，电动舵机紧紧用于一些小型船舶上，液压舵机是利用液体的不可压缩性及流量的可控性达到操舵的目的，转叶式液压舵机是一种新型的液压舵机。它与其他类型的舵机相比，具有体积小、重量轻、结构简单、制造容易、维护方便等一系列有点。

舵机的基本结构原理：舵机装置的液压部分主要由动力泵组、舵马达、储备油箱及相关管路组成。舵通过马达转子传递扭矩给舵杆，其液压舵动力来自于动力泵组，而它是由电机驱动的。

关键词：液压舵机

前言

现状分析

经xxxx轮船东机务的诉说：此转叶式液压舵机在运行过程中，有时会产生噪音，卡舵，爬行现象，严重地影响了正常时舵运过程。另外这种转叶式液压舵机马达在正常情况下，具有扭矩大，转动平稳，打舵很快等很多优点。

必要性

在正常操舵过程中，如果发生卡舵、爬行等现象，会使此船不能航运或停泊，有大风、大浪时还会使此船造成严重的危

险性，会出现很大的事故，更会造成很大的经济损失。

修理措施

通过查阅有关技术资料，分析液压马达系统图纸，断定故障的根源点主要是液压舵机马达上、下铜套和转子接合处磨损间隙过大或超差，转子转叶端部分壳体内腔壁磨损严重（径向方向）。上、下两端盖工作面与转子的转叶上、下两端工作面磨损严重。另外推力盘磨损下沉（轴向方向）等因素都会产生故障。经这些观点断定，修理方案定为：将转叶或液压舵机马达总程全部解体检修。

示意图及主要修理部分：

图一 转叶式舵机示意图

主要修理的部分有：上大端盖、舵杆的液压螺母、转叶及壳体内部的密封装置、下大端盖的铜套及推力盘

简介：液压舵机马达工作原理及系统图

图二液压舵机马达工作原理图

工作原理：

①电原动机（电机）带动液压泵

②在电液压泵产生的液压流动的压力流经过液控阀来改变方向、流量的大小、压力的变化使马达腔室内的液体空程不断变化而达到左右旋转。

③马达的左右旋转又带动了舵杆使之舵叶左右旋转的工作原理。

1. 拆卸上端盖

1.1 外密封铁套压环的取出：

1.1.1 拆除把紧铁套压环的内六角螺栓（M20X170），在用4根M16X300螺栓将铁套均匀顶起。

1.1.2 用4根M6X200高强螺栓拧入压密封条的铜压套上，在用活动扳手卡住螺栓将铜压套拉起。

1.1.3 用专用取密封条工具，将密封条取出。

1.2 拆除紧固上端盖所有螺栓：

1.2.1 用液压扭力扳手拆除与壳体连接的内六角螺栓（M36X190），拆卸力矩280KPM。

1.2.2 拆卸上端盖贯穿螺栓的液压螺母，用专用液压工具压至750kg。（共12个螺母）做好标记。

1.2.3 做好上端盖标记（用钢印字头），记住方向。

1.3 上端盖的吊运要求：

1.3.1 将4条定位贯穿紧配螺栓用紫铜棒衬垫向下敲至合理位置。

1.3.2 由于上端盖比较重（约10吨），而且距上方吊点非常近，所以吊运时须使用4个5T葫芦将上端盖缓慢的吊起，吊至安全处用垫木垫好放至地板上。

1.3.3 经检查上端盖的工作面拉伤很严重，必须通过机械加工的方法加以修复。

2. 拆卸舵杆液压胀母。

2.1 结构及尺寸：

φ785Xφ485—500

重量：0.65T

2.2 技术要求：

2.2.1 首先将舵杆及胀母上表面的定位保险片拆除，将其做好标记。用画针做好平面直线标记。

2.2.2 测量出舵杆上平面与胀母上平面原始的高度差，测量结果为5.8mm，做好记录。

2.3 制作专用工具和拆卸方案：

2.3.1 由于此轮已经长达20年没有修理过舵机，原始的专用工具已经丢失。所以根据此液压舵机，需要自己设计制造专用工具。根据计算，需要使用30mm后的钢板制作扳手。如下图所示。

焊接

图三专业工具

2.3.2 将其制作扳手套入胀母有四孔的下方（孔径为φ50，深60）。使用直径为φ50（略小于孔径）的圆钢插入到孔内，将铁套插入圆钢棒内，铁套与胀母壁留出1mm左右间隙，将铁套下平面电焊在扳手的上平面上。然后抽出圆钢棒，将4个铁套均匀的焊接到扳手上，确保焊接牢固。待充分冷却后，将扳手重新安装在胀母上。

2.3.3 拆卸注意事项：

首先在拆卸胀母前，由于整个舵系重量约有100T，在拆卸过程中，为了防止舵系机构坠落引起事故，必须提前与水线下工人人员进行沟通，将舵系在坞底用千斤顶定好。

2.3.4 在拆卸螺母时，时刻用高频保持联系。

由于年久失修，胀母被挤的也别紧，拆卸非常困难，使用5T的葫芦拉住扳手的顶部孔，用力拉紧。同时，使用1T撞捶对准扳手的顶端逆时针撞击扳手，将胀母拧松。拧松过程中胀母的下平面与圈顶的上平面之间的高度保持为20mm。

3. 舵机马达转子的取出及马达腔体内密封件的检查：

3.1 技术要求：

3.1.1 记录拆卸前转子的专业相对于壳体的位置

3.1.2 记录转子与舵杆连接时的相对位置

3.1.3 用钢板尺、画针在转子的转叶上平面与壳体上平面做直线标记，并在直线上打上点记，同时转子与舵杆用500的直角尺纵向和横向用画针做垂直线标记。

3.2 拆卸转子前的准备。

3.2.1 准备好2台液压油泵。

3.2.2 一台中压型油泵，用来给圈顶供油。一台高压型油泵，用来给转子与舵杆之间注油。

3.2.3 将2台液压油泵注入适量的液压油，启动检查压力性能是否正常，压力表是否完好。

3.2.4将长杆磁力表表座固定在舵杆的上平面，将表头的顶针直接顶在转子的上平面上，测量高度差（平面度）。

3.3 拆卸转子与舵杆托离。

3.3.1 此步骤为本次修理过程中的重要环节，勿必要小心仔细。

3.3.2 与水线下员工做好沟通，做好水线下工程的准备工作。确认准备工作完成后，开始启动中压液压油泵，将压力打到600kg，将圈顶与转子、胀母牢牢的压紧。然后水线下工作人员将舵杆降低10mm并固定好。

3.3.3 启动高压油泵，缓慢的给转子胀股注压直至打到1200Kg,等待4-5分钟，这时将中压油泵的压力缓慢降低，同时观察高雅油泵的压力是否降低，磁力百分表的指针是否在零位置，如果压力降低，表针有变化，这时发现转子与舵杆已经脱离开了，将磁力表拆除。继续缓慢地降低中压油泵的压力，一直到两台油泵的压力降到零为止。此时，舵系完全由船底的油顶顶住，转子与舵杆完全的分离开，胀股工作至此顺利结束。

3.3.4 用50mm的专用铁棒将胀母拧下来，同时用葫芦吊运至舵机间安全处，取出圈顶，装好吊运转子的吊装工具，因转子重达6.5T，吊运时须2个5T葫芦联合吊运，找正上方的吊点，挂好葫芦，将转子缓慢地吊出，放置安全处。

3.4 转子和密封原件的修理及技术要求：

3.4.1 用外径千分尺测量转子的上轴柱的尺寸。

纵横

φ1063.97 φ1063.98

φ1063.98 φ1063.99

标准尺寸为φ1064.00。

用外径千分尺测量转子下轴柱的尺寸。

纵横

φ1059.38 φ1059.36

φ1059.39 φ1059.34

标准尺寸为φ1060.00

根据测量结果和技术要求，转子的下轴柱磨损已经超出使用的允许范围，必须修理恢复至原始设计尺寸。

3.4.2 转子的转叶尺寸测量。用内径百分表测量数据为φ719.98和φ719.99，其标准尺寸为φ720.00，其数值符合技术要求，不需要进行修理，打磨抛光处理即可。

3.4.3 密封条（钢质）严重磨损，补偿弹簧张力不足，需要全部换新。

弹簧坑

3.4.4 转子抽出后，发现壳体内腔工作面有大量拉痕和机械运动时的烧伤，大大地影响了转子在运动是的密封，密封条完全失去了作用，高压腔和低压腔互相串联，造成转舵动作很缓慢，达不

到正常使用，所以和服务工程师商量后断定，此壳体须要换新。

4. 下端盖推力盘和铜套的修理技术要求：

4.1 推力盘的作用及其功效。

4.1.1 推力盘承受着轴向的巨大压力，整个舵系的重量全部压在推力盘的上表面，而且转子在运动时，还承受着巨大的扭力作用，所以推力盘的性能好坏也直接影响舵系的使用寿命。

4.1.2 推力盘的材质需具有抗磨、耐高温、耐腐蚀、硬度高的特点，通常选用的材料为铸钢活铸铜。

4.2 推力盘尺寸的测量、技术参数及拆卸。

4.2.1 外径：φ1059.50 内径：φ500 厚度：20mm

4.2.2 推力盘主要是考虑到它的厚度是否磨损，经测量推力盘的上表面磨损至18.68mm，说明推力盘磨损较严重，整个舵系下沉量为1.32mm。推理盘的磨损量已经超出了允许的使用范围，需换新推力盘。

4.2.3 拆除推力盘，须用手电钻在其表面钻4个孔，深15并且攻M10螺纹，然后拧入螺丝将推力盘拉出。

4.3 下铜套的检查测量。

4.3.1 用内径百分表测量铜套内径的尺寸为：

纵横

φ1060.84 φ1060.90

φ1060.71 φ1060.86

根据以上测量数据，铜套已经超出允许使用过的范围，必须进行换新。

4.3.2 由此可见，下铜套与转子下端轴柱见的间隙过大，使舵系轴线偏斜，运动时受阻。

4.4 拆卸铜套的简单方法。

4.4.1 因铜套以壳体之间是过盈配合，接触比较牢固，所以在铜套的上端钻4个孔，攻丝，装上吊耳。

4.4.2 用铁丝固定在吊环上，这时用气焊均匀的将铜套加热，达到一定温度后，用冷却水快速地将铜套急速地冷却，这时4人同时将铁丝拉起上提，铜套就会很容易的取出。

4.5 下端盖的检查及维修

目视观察下端盖与转子运动之间的工作面，完全磨损，拉痕很大，而且是不规则的，所以会使舵机马达在工作会产生卡死和爬行现象。因而就要求将大端盖的工作面进行机加工，光车处理。

4.6 新铜套的制作与安装

根据图纸技术要求，测量孔径和轴颈，新制铜套，并安装。安装完成后，铜套与转子的配合间隙为0.20—0.25mm。

5 回装及调试

5.1 下端盖与壳体（缸筒）的安装。

5.1.1 将下端盖的密封槽等清洁干净，“O”型圈涂润滑油，将其安装在下端盖密封槽内。

5.1.2 找到下端盖与壳体连接处的记号，将壳体吊起慢慢放落在下端盖上记号对齐连接螺栓，用250KPM的扭力均匀把紧。

5.1.3 将两块定子放入壳体内，对齐出厂时的标记，用定位螺栓把紧。

5.2 下端盖和壳体成一体安装。

找到主底壳“O”标记，与下端盖的零刻度对齐，慢慢将下端盖和壳体放下，保留有1mm间隙，将螺栓按说明书要求力矩把紧。

5.3 转子的装入和密封条的安装

5.3.1 将推力盘底座清洁干净，然后涂抹少量液压油，将推力盘轻轻低放入并固定。

5.3.2 将腔体内所有的工作面全部清洁干净，涂抹液压油，装好转子下端的密封条，并用铁丝捆好。

5.3.3 将转子吊起后缓慢的下落，当与底部的间隙为1mm左右时抽出铁丝，将转子完全放下。

5.3.4 使用紫铜锤安装转子转叶顶端的密封（敲击时用螺丝刀顶

住弹簧）。

5.3.5 将密封条放入转叶上端的密封槽内。

5.3.6 转子装好后，用塞尺测量转子转叶上下面的间隙，间隙应为0.10—0.15mm。

5.4 上端盖的回装

5.4.1 按标记装配定子的金培螺栓，根据说明说技术要求，螺栓安装后需要高出上平面200mm，清洁壳体密封槽，装好O型圈。

5.4.2 吊起上端盖，按标记摆正方向，慢慢地下落，保持1-2mm 缝隙，将8条M72的对丝拧上，安装24条M36X190内六角螺栓。

5.4.3 螺栓上紧方法：

5.4.3.1 将4条贯穿定位紧配螺栓对角依次收紧，然后用液压扳手上紧，上紧力矩750kg。

5.4.3.2 收紧内六角螺栓，上紧力矩为280kpm

5.4.3.3 收紧对丝，上紧力矩700kg

5.5 上、下密封偶件的压入

5.5.1 将新换的轴封条压入庄子轴与上端盖之间的槽内用铜压环压紧，最后将固定铁套把紧。

5.5.2 装好盘根，收紧盘根压盖。

5.6附件的安装：

5.6.1 进油管路、回油管路、溢流管路等的回装。

5.6.2 补油油柜，舵角指示器及各种控制阀组的回装调整。

5.6.3 电磁阀，远程操控结构及运动机构的回装调整。

5.7 坞里调整、试车和试验。

5.7.1 主油柜加满油，打开进口阀将油注入马达内，与此同时注意放气。

5.7.2 点启液压油泵1-2次，然后正式启动预热10分钟，达到合适温度放方可进行下一步操作。

5.7.3 试车操作

正舵—左满舵：12秒正舵—右满舵：12秒

全满舵（左满舵—右满舵）25秒

以上测试结果完全符合使用标准。

5.7.4 将操作转到远程控制（驾驶台控制）进行以上操作，与手动操作相同，指示器指示准确一直，达到了正常使用的标准。

6 结论

通过对“xxxx”轮液压舵机故障的分析判断、查看系统图、制定修理方案、拆装实施以及调试、试验，使我对转舵式液压舵机的工作原理和性能有了深入的了解，同时在本次修理过程中，熟悉了该种舵机各部件的组成、作用以及各部件的互相连接的关

系，实践与理论知识的充分结合，为今后液压系统修理的诊断、故障的分析与排除积累了很多经验。

随着液压技术的普及和应用，各类机械设备配置的液压系统越来越多，液压设备在工业自动化中越来越起着主导作用，而且日趋复杂。因此对液压维修人员的要求也越来越高。尤其是故障的诊断，更加困难。通过此次修理，本人对液压系统的故障诊断有几点心得，归纳如下：

1、正确理解系统中所有液压元件的功能和作用，对运行中的液压系统进行状态监测,掌握设备运转状态；

2、有一份完整的油路图或系统图。图中要详细注明马达转速，执行部件运动速度，安全阀和减压阀的调定压力值和流量表的流量值；

3、判断液压系统运转有无异常，预测液压系统运行状态；

4、寻找故障所在和原因；

5、制定修理方案，做好数据的测量与记录；

6、操作时要详细注明操作顺序和注意事项。

总之，作为一名液压系统的维护人员，必须充分了解和熟悉液压元件和结构，掌握液压原理，重视分析、比较，这就要求我们必须不断的学习，提高自己的技能，提高维修质量和维修速度，为公司带来较好的经济效益。

7 参考文献

中国液压协会教学液压诊断与排除故障教材