中国卫星海上测控部江苏江阴214431
摘要：舵机是控制船舶航向的重要设备，是船舶安全航行的基础，舵机机运行状态的好坏，直接影响着船舶安全的稳定保障。本文结合右舵转舵卡舵突发故障，分析了处理此类故障的排查方法，并提出了对液压设备在日常运行中的几点注意事项
关键词：舵机；卡舵；排除
1、引言
某航次中，岗位人员在值班过程中，驾驶台通知，在使用右舵机进行操舵时，舵机无法操作，换用左舵机时，可灵活操作。岗位人员到达现场后，使用机旁操作右舵，舵机没有出现以上故障，而后驾驶台再次架控操作右舵，也没有出现卡舵现象，故双方协定加强观察，如后续故障复现，在条件允许的情况下，可在轮机岗位人员到达现场后在进行处理，次日中午，故障再次复现，岗位人员到达现场查明原因后进行了修理。此次故障的排查方法及修理过程，为船舶排查此类故障提供一定的借鉴意义。
2、舵机主要结构及工作原理
2.1舵机主要结构组成
我船舵机系统主要由：推舵机构、油泵机组、机械反馈机构、手操变量机构、阀组、隔离旁通阀组、日用油箱、备用油箱、限位阀、液压伺服机构、推舵连杆、舵柄及水下机械部分等。
2.2舵机的主要工作原理
舵机采用浮动杆式追随机构，原理结构如右图所示，图中A、B、C为浮动杠杆上的三点，A点与舵柄连接，B点与两台主油泵的变量头的连接杆连接，连接杆上装有缓冲弹簧，C点与伺服活塞的连杆相连接。当给出舵角指令，操舵仪发出讯号，液压伺服机构的电磁换向阀就动作，伺服活塞就移动至C’,由于A点在舵叶转动前并不移动，所以在此过程中B点移至B’,主泵就有油排出，推舵机构的柱塞就使中舵柄转动，舵叶开始偏转，A点向A’移动。当舵叶转到A’位置时，舵角与所给出的指令舵角相符，B’重又回到中位B点，油泵斜盘归零，油泵停止排油，舵就停止在某一指定舵角上。这时浮动杆的位置如图中A’BC’。实际上，浮动杆的动作并不是分步进行的，而是在C点带动B点偏离中位后，由于油泵排油，推动舵叶，A点就要移动，只是C、B动作领先，舵叶和A点追随其后。
3、故障原因分析
3.1主泵分系统故障
变量控制机构通过控制伺服滑阀的阀体，从而控制伺服活塞，而伺服活塞又和主泵斜盘连接。通过斜盘偏转实现主泵吸、排油。当伺服滑阀密封环严重泄漏时、造成控制伺服活塞的上下油道相通，此时斜盘是无法动作的，故主泵无法实现吸排油。或者，伺服滑阀的外接连动杆与缓冲装置连接头由于磨损过度，致使整个连接面凹形拉，造成了伺服滑阀卡在某一位置，同样造成了斜盘无法动作，主泵无法排油。
3.2控制泵以及控制系统故障
控制回路是由双联叶片泵中小泵提供2Mpa的压力油，通过滤器、单向阀、控制管路向主泵的控制机构提供工作油，推动主泵的伺服活塞动作，以带动斜盘偏转，从而实现主泵的吸排油。此过程中当叶片泵故障，不能提供压力油，或者滤器堵塞、溢流阀故障、管路严重漏油等，造成工作油无法到达主泵，都会造成此类故障。
3.3伺服系统故障
伺服回路是由伺服油箱、伺服泵、节流阀、电磁换向阀、液控阀以及伺服油缸组成。当启动右侧伺服系统时，伺服泵建立油压，一路通过管路到达液控阀下方，使该阀关闭。当电磁阀得电动作时，伺服泵提供的压力油通过电磁阀通道到达液压缸，推动液压缸动作。换向阀是利用阀芯在阀体的相对运动，使液流的通路接通、关闭、或变换流动方向，从而使执行元件启动、停止和变换运动方向。当伺服泵损坏，液控阀无法关闭，换向阀卡死，管路严重泄漏等，都会造成伺服油缸无法动作，从而使浮动杠杆无法推动伺服滑阀动作，造成卡舵。
3.4.控制信号故障
舵机的操作是通过一条电路连接到驾驶台，当驾驶台的操舵仪给出电信号之后，信号到达电磁阀的某一边，电磁阀得电后动作，推动换向阀的阀芯动作，实现油路的改变，使伺服油缸左右移动。当连接至驾驶台的电路故障，或者电磁阀故障，以及电线连接插座与电磁阀阀体故障时，都会造成此类故障。
4、故障排除
到达现场后，我们首先对机组和油箱进行目视检查，没有发现有大的泄漏点，油箱油位也在规定液位之内。我们将舵机转移到机舱控制，我们首先启动右机组，伺服泵压力在0.25Mpa，控制泵压力为2Mpa，补油泵压力为1Mpa，主泵运转声音清脆，而后进行操作试验，伺服泵参数无变化，伺服油缸无动作。初步判断故障为右机伺服系统故障。
我们启用左机组进行操作试验。伺服泵压力在0.25Mpa，控制泵压力为2Mpa，补油泵压力为1Mpa。我们进行满舵操作试验，运行时间为24s，伺服泵压力在0.9Mpa，各泵运转情况正常，舵叶轴承处无异常噪音，舵机无卡顿，而后将舵机转换到驾驶台控制，进行满舵操作试验，同样得到以上数据。这样我们可将机械故障、主油缸故障以及遥控电源故障排除。
而后我们启动左伺服系统和右主泵系统，右控制泵压力为2Mpa，补油泵压力为1Mpa，管路连接处没有泄漏点，伺服滑阀的外接连动杆与缓冲装置连接头没有凹陷，我们进行满舵操作试验，运行时间为24s，伺服泵压力在0.9Mpa，各泵运转情况正常，舵机无卡顿，我们可将右主油缸故障和右控制泵以及控制系统故障排除。
排除主泵及控制系统故障后我们重点对右机组伺服系统进行检查。首先我们将左机组的液控阀更换到右机组，进行操作试验，伺服系统依然没有动作。再将换向阀进行更换，进行操作试验，伺服系统依然没有动作，再次手动操作电磁阀后，发现机组可正常的动作，最后将故障定位置电磁阀电路连接方面存在问题，我们将电源插头进行更换后，进行满舵操作试验，运行时间为24s，伺服泵压力在0.9Mpa，各泵运转情况正常，舵机无卡顿。驾驶台进行操作试验，以上数据依然有效。
5、对设备日常检查的几点注意事项
1、观察仪表参数,
2、平时多留意设备正常运转时的声音。设备的很多故障，特别是液压机组（如油泵）和执行机构的故障，都会通过声音表现出来。发现声音异常时，应立即停机，检查分析故障原因。
3、观察油液状况，如泡沫太多或油液混浊，应视为故障处理，停机检查。如发现油液有分层现象，说明液压系统中混入了其他液体，请马上停机检查。
4、观察设备是否有漏油、渗油现象。设备正常使用时，设备周围及下方应干燥清洁，如发现有积油，应查明原因。
5、检查设备是否过热。液压系统开始运行后，液压油以及很多液压元件温度会显著上升，正常运行时，油箱油温不得超过45℃，如发现其温度过高，应立即停机检查。