SR型舵機卡舵故障分析與對策

肖海瑞

摘 要：該文通過介紹SR型舵機工作原理，對舵機出現的卡舵故障進行分析，找出故障原因，提出應對措施。

關鍵詞：SR型舵機 卡舵 分析 對策

中圖分類號：V267 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）01（c）-0096-01

目前，絕大部分船舶都以舵作為保持或改變航向的設備。操舵裝置包括使舵動作的動力設備、轉舵機構和向舵桿施加轉矩的部件（如舵柄及舵扇）。嚴格地講舵機是指使舵動作的動力設備（例如電動液壓舵機是指電動機及其所驅動的液壓泵和輔助設備），通常習慣籠統地將整個操舵裝置簡稱為舵機。舵機作為船舶控制航向的設備，對保證船舶的海上航行安全起著至關重要的作用。輪機人員要做好設備的維護保養，加強值班巡視，對故障做到及時發現、及時解決，保證舵機設備的穩定可靠運行。

1 基本組成及工作原理

1.1 基本組成

某船舵機由轉舵機構、遙控系統和液壓系統等部分組成。轉舵機構采用的是轉葉式轉舵機構。采用的自動操舵系統。設定航向后，當船因風、水流或螺旋槳的不對稱作用等偏航，能根據羅經測知船實際航向與設定航向的偏差，自動向舵機發出相應的操縱信號使之轉舵，讓船回到設定航向。該船舵機液壓系統采用定量油泵作為主油泵，使用電器遙控系統操縱電磁換向閥，進而控制油液流向和轉舵方向。

1.2 工作原理

目前稍大一些的船舶，幾乎全部采用電動液壓舵機，液壓舵機是利用液體的不可壓縮性及流量、流向的可控性來達到操舵目的的。它分為閥控型和泵控型兩大類，該船的舵機為閥控型液壓舵機。

閥控型舵機的液壓泵采用單向定量泵，舵機工作時泵按既定方向連續運轉，吸、排方向和排量不變，向轉舵油缸供油的方向由三位四通換向閥控制【1】。駕駛臺給出的指令舵角信號和舵柄（和舵柱）相連接的舵角反饋發訊器發出的實際舵角信號相比較，當兩者偏離時，舵角信號經放大后，根據偏差方向不同，使換向閥相應一側的電磁線圈通電，于是閥芯從中位向一端偏離，向某側轉舵油缸供油，另側油缸的油路則由換向閥通回泵的吸口（閉式系統），油缸中的柱塞移動，推動舵柄和舵葉轉動。

當舵轉至反饋發訊器送回電氣控制系統的實際舵角信號與指令舵角信號相符時，換向閥電磁線圈斷電，閥芯回到中位，泵的排油經換向閥卸荷，通轉舵油缸的油路被封閉，舵葉停在與指令舵角相符的舵角。當指令舵角偏離實際舵角的方向相反時，換向閥的另一側線圈通電，閥芯偏離的方向及轉舵方向也就相反。

2 故障現象與原因分析

2.1 故障現象描述

某次航行中，左舵機右泵連續出現卡舵現象，使右泵無法正常使用，給海上航行安全帶來嚴重影響，故障現象如下：

（1）左舵機右泵單泵運行時出現卡舵現象，而當左泵單泵運行時卡舵現象消失，并且當雙泵運行時設備同樣運行正常。（2）遙控左舵機右泵單泵運行時存在卡舵現象，機旁操舵同樣存在卡舵現象。（3）遙控左舵機右泵單泵運行，當向右打舵時，設備運行正常，而當向左打舵時，卡舵現象出現；在機旁操舵時，工況相同。

2.2 原因分析

2.2.1 主泵不供油 如果主泵出現故障，例如損壞或者轉動受阻，不能正常供油，會發生卡舵現象。人員首先將故障原因定位在左舵機右機組，對左舵機右泵進行詳細地檢查，檢查發現右泵可以正常啟動，并且啟動后油壓正常。

2.2.2 主油路中混有氣體 主油路中混有較多氣體，即使在機旁操舵也會存在卡舵現象。系統內空氣來源可能有：充液或檢修后放氣不徹底，或工作油箱液位過低或補油壓力太低，以及泵吸入氣體，或從系統漏泄處或油缸密封處吸入空氣。經對系統放氣處理之后，并檢查工作油箱油位正常，但設備在運行一段時間之后，左舵機右泵卡舵現象再次出現。

2.2.3 主油路堵塞 主油路堵塞，例如主油路回油濾網臟堵，導致操舵時油壓變化不正常，也會發生舵機卡舵現象。人員對右泵主油路回油濾網進行了檢查更換，發現在操舵時，油壓變化正常，故障仍存在。

2.2.4 遙控系統失靈 舵機的遙控系統失靈，也會發生卡舵現象。對遙控系統的絕緣、相關觸頭及換向器進行了詳細地檢測，使用專業工具檢測了相關設備的電流、電壓，結果顯示舵機遙控系統正常可靠。

2.2.5 組合閥損壞 組合閥包括先導閥與三位四通閥，如果在液壓油中混有雜質，油液長期進出，會對組合閥的閥芯及密封墊圈造成磨損，進而閥芯動作不到位，或者先導閥控制油路油壓建立不起來，這些都會導致卡舵現象的發生。我們對三位四通閥進行了拆檢，發現三位四通閥閥芯控制油路處有細微的鐵絲存在，對其進行清除，并對換向閥進行了清潔擦拭，故障短暫消失。

當舵機運行一段時間后，卡舵現象再次出現。針對遙控操舵工況與機旁操舵工況相同的情形，對控制向右打舵的先導閥進行了拆檢，由于先導閥無法通過肉眼觀察判斷其是否損壞，為了使故障盡快得到解決，我們對這個先導閥進行了換新，換好后再次對舵機進行了調試，設備運行正常。截止當前，舵機一直工況良好，左舵機右泵卡舵故障得到排除。

2.3 故障定位

經對換下來的先導閥拆檢，對可能引起故障的原因分析如下：（1）先導閥墊圈損壞 導致密封不嚴，電磁閥接收到信號動作時，控制油路油壓建立不起來，三位四通換向閥不動作或者動作不到位，出現卡舵現象。（2）液壓油中存在雜質 長期使用這種液壓油導致先導閥的閥芯與閥體磨損嚴重，電磁閥接收到指令動作時，容易出現先導閥閥芯動作不到位的現象，導致控制油路泄漏，油壓建立不起來，進而導致三位四通換向閥動作不到位，出現卡舵現象。

3 舵機管理的注意事項

針對以上的原因分析，為有效避免舵機出現類似故障，確保海上期間舵機設備穩定可靠運行，在以后的舵機管理中應注意以下事項。

3.1 加強值班巡視

值班巡視中，重點關注以下事項，出現異常及時處理。工作油箱中的油位應保持在油位計顯示范圍的2/3左右，最合適的油溫是30～50 ℃。在主油路中，主泵排出側油壓應不高于說明書標定的最大工作油壓，而主泵吸入側的油壓，則應不低于由補油條件（閉式系統）或吸油條件（開式系統）所確定的正常數值。泵和電動機等不應有過熱現象，軸承部位的溫度一般比油溫高10～20 ℃為正常。使用中應檢查各放氣閥、旁通閥和截止閥以及各固定、連接螺帽，防止因振動而離開正確位置或松動。

3.2 定期維護保養

SR型舵機使用說明書上明確標明了設備維護保養的項目及時間間隔，應嚴格按照要求進行維護保養。運行中注意濾器前后壓差，及時更換濾芯。油缸柱塞等滑動表面應保持清潔，定期澆涂適量工作油。另外，必要時測量轉舵機構各摩損部位的間隙、校準、調試安全閥或其他液壓控制閥。電氣方面應定期測量絕緣，檢查和清潔觸頭、換向器，檢查防止各接頭松動。

4 結語

舵機作為船舶控制航向的設備，對保證船舶的海上航行安全起著至關重要的作用，本文通過排除解決困擾該船的舵機卡舵問題，找到問題的癥結所在，其面對故障的處理流程、排除方法對今后類似故障的應對有很好的借鑒意義。

參考文獻

[1] 費千.船舶輔機[M].大連海事大學出版社，1998.endprint