操舵裝置歸零不到位原因分析及改進措施

龐美蘭， 白亞東， 吳興偉

（山西汾西重工裝備制造公司，山西 太原 030027）

1 操舵裝置組成及原理

某產品操舵裝置與殼體裝配（如圖1），操舵裝置主要由舵機組件、舵拉桿、舵叉及舵板四大部分組成。工作原理是控制中心給舵機組件發出指令，舵機動作推動舵拉桿，進而使得舵叉帶動舵板進行打舵運動。當控制中心給舵機“＋”指令時，打正舵；給“－”指令時，打負舵；給“0”指令時，舵板歸零［1］。

圖1 操舵裝置結構簡圖

2 原因分析

針對操舵試驗中發生的多次干涉現象，對造成這一結果的各種原因進行匯總歸類，繪制因果分析圖（如圖2）。

從因果分析圖可以看出，造成舵拉桿與殼體干涉的原因主要有以下幾個方面：舵拉桿彎形角度太大；舵拉桿兩端不平行；殼體上支柱孔座塌陷；殼體上舵機安裝面加工不到位。

圖2 造成舵檢桿與殼體干涉的因果分析圖

3 確定主要原因

針對上述原因進行分析，現場跟蹤記錄，逐一進行排除。

1）舵拉桿彎形角度太大。

從下頁圖3可以看出，舵拉桿與殼體支柱之間的空間有限。如果舵拉桿的彎形角度太大，舵拉桿與殼體發生干涉的幾率就會增大。

2）舵拉桿兩端不平行。

從下頁圖4可以看出，如果舵拉桿兩端不平行，那么舵桿兩端的高度差就無法保證，從而造成舵拉桿兩端高度差h變為h＇，使得舵拉桿在實際裝配過程中軸向出現距離差Δx，縱向出現距離差Δh，進而影響操舵裝置舵拉桿運動行程，導致舵板歸零不到位。

針對此問題，將裝調達不到要求的舵拉桿一一裝配并認真分析，從殼體小端仔細觀察，發現舵拉桿在打舵過程中，拉桿接頭不在同一平面上運動，而是出現了幾毫米不等的高度差，此高度差的存在使舵拉桿在推動舵板轉動的過程中出現角度的偏差，致使操舵裝置在歸零裝調上無法達到要求［2］。

圖3 舵拉桿裝配示意圖

圖4 舵拉桿彎形示意圖

3）殼體上支柱孔座塌陷、舵機安裝面加工不到位。

如果支柱孔座塌陷，支柱安裝面（如圖5）就會相應的下陷，從而使支柱在殼體上的安裝整體下移，占據了舵拉桿與殼體之間原本微小的距離，使舵拉桿與殼體出現干涉。然而，經過調查發現支柱安裝面是以殼體縱垂面中心軸線為基準，沿支柱孔座法線方向尺寸加工的，所以孔座塌陷并不能引起支柱安裝面的改變。

圖6 舵機安裝座加工示意圖（mm）

舵機安裝面加工不到位（如圖6），舵機的安裝位置就會受到影響。舵機安裝面高于或低于基準面，都會破壞舵拉桿在殼體空間位置的高度差，從而使舵拉桿的水平運動轉變為折線運動，影響操舵裝置的裝調［3］。

舵機安裝位置是否正確主要取決于（如圖6）185±0.4（舵機安裝面與尾段縱垂面A的距離）和237±0.5（舵機安裝孔距殼體端面的距離）。對10個產品舵機安裝面尺寸進行檢測，得到的數據分別為（185.15、184.90、185.0、184.84、185.26、184.93、184.86、184.92、185.20、185.35mm）和 （237.10、236.90、236.80、237.20、237.15、236.85、236.74、236.95、236.80、237.0mm）。從舵機安裝面檢測數據可以看出，機加是完全可以保證舵機安裝面的位置。

通過以上四點分析，得出引起操舵裝置歸零不到位的原因主要是舵拉桿的彎形角度以及兩端的平行度不達標。

4 制定對策

針對舵拉桿彎形角度及不平行度引起的舵拉桿與殼體干涉，導致操舵裝置歸零不到位的現象，從工藝方法上采取措施，設計生產彎形工裝，來解決此問題。

5 對策實施

針對舵拉桿在殼體裝配后所占空間位置的情況，根據舵拉桿形狀設計彎形校形工裝。在厚25mm的板材上刻出形如舵拉桿的半圓槽R5.05，從而對舵拉桿進行校形（如圖7）。

圖7 舵桿校形工裝

運用該工裝對舵拉桿進行校形后（如下頁圖8），再對舵拉桿進行測量，舵拉桿彎形角度通過量角器測量達到了技術要求。而此時舵拉桿兩端平行度（通過測量高度差142mm±0.5mm）仍然存在較大的差別。

從折線圖可以看出，超差的數據有10個，占整個數據的50%。

圖8 舵拉桿校形折線圖

經過認真分析發現，由于工裝槽淺，舵拉桿彎形角度處沒有限位，致使熱彎校形過程中舵拉桿很容易滑出工裝，使校形達不到預期效果，所以對工裝進行了改進，將半圓槽R5.05改為方槽10 mm×10mm，增加角度塊來對舵拉桿重新校形。改進后的舵拉桿校形工裝（如圖9）。

圖9 改進后的舵拉桿校形工裝

在改進后的工裝上對舵拉桿進行重新校形，校形檢測數據（如圖10）。

圖10 改進后的舵拉桿校形折線圖（mm）

從折線圖可以看出，舵拉桿校形效果明顯，符合要求。

6 結語

通過對操舵裝置歸零過程中發生的舵拉桿與殼體發生的干涉現象進行分析，找出造成操舵歸零不到位的原因是舵拉桿在熱彎過程中，彎形角度及兩端平行度不達標。采用舵拉桿校形工裝及效果驗證對工裝進行改進，最終解決了舵拉桿彎形問題，達到了操舵裝置歸零的要求，對同類產品操舵裝置的裝調有一定的借鑒意義。

［1］ 佘湖清.水雷總體技術［M］.北京：國防工業出版社，2009.

［2］ 石秀華.水中兵器概論（魚雷部分）［M］.西安：西北工業大學出版社，1995.