舵機是船舶保持航向、改變航向、旋回的重要操縱設備,其基本原理是利用原動機帶動油泵運轉(zhuǎn),當有操舵信號時,油泵開始排吸油,產(chǎn)生的高壓油通過管路系統(tǒng)進入轉(zhuǎn)舵油缸,推動油缸中的柱塞或葉片運動,從而帶動舵桿、舵葉轉(zhuǎn)動;當舵轉(zhuǎn)至要求的角度后,通過反饋系統(tǒng)使油泵停止排吸油,舵就停在所需的舵角上。 目前在內(nèi)河船舶中,電動液壓舵機被廣泛使用,其核心部件是由油泵和三位四通電磁閥組成,通過遙控系統(tǒng)既可在駕駛室也可在舵機艙分別控制,它具有運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、快速、結構緊湊、操作輕便、動作靈敏、準確等優(yōu)點,但同時也具有突發(fā)故障頻率高等缺點,在實際營運中,因液壓舵機突發(fā)故障而導致船舶失控的事故很多,故本文對電動液壓舵機的常見故障和原因進行分析,探討了排除故障的相應方法,以供船舶管理人員和檢驗人員參考。 常見故障及排除方法 舵 機 失 靈 舵機失靈即舵機不能動作,故障的原因: 一是主泵不能供油,此時可更換備用泵進行驗證,如備用泵工作正常,則說明主泵故障,應拆下檢修; 二是主油路旁通或嚴重泄漏,主要原因在于備用泵鎖閉不嚴或閥件故障,造成供油不暢,導致舵機不能正常運轉(zhuǎn); 三是主油路完全閉塞,如管路中截止閥未打開、吸油管濾器堵死等,可打開相應截止閥、拆洗濾器; 四是油箱油位太低,泵吸口進氣,應修復低液位報警器、加油、排氣; 五是換向閥與操舵手輪脫開; 六是電磁閥供電線路故障,如橋式整流或降壓變壓器燒毀; 七是裝有失電保護裝置的舵機,當發(fā)生失電故障時造成電機停轉(zhuǎn); 八是由于舵角指示器機械故障或線路故障,操舵時無舵角顯示,造成舵機失靈的假象。 航行中舵機失靈時應采取的應急措施 1.一般應急措施 ① 航行中發(fā)現(xiàn)舵機失靈,駕駛臺應先轉(zhuǎn)換為輔助操舵系統(tǒng),并通知船長和機艙值班人員。 ② 機艙值班人員立即起動輔助或應急操舵裝置,同時通知輪機長。 ③ 輪機長迅速到舵機房,組織機艙人員進行相應的操作和搶修。 ④ 船長到駕駛臺,按照舵機的損壞情況指揮船舶的應急操縱。 2.當舵機因控制系統(tǒng)故障而失靈時采取的應急措施 舵機的控制系統(tǒng)故障,是指駕駛臺不能有效地通過主、輔操舵裝置操縱舵機的緊急狀態(tài),此時應采取如下應急措施: ① 在舵機應急操縱過程中,值班輪機員不能遠離操縱臺,按車令操縱主機,執(zhí)行船長和輪機長的命令。 ② 船長應安排一名駕駛員和水手到舵機房,負責接聽駕駛臺的舵令,配合輪機員操縱舵機。 ③ 輪機員應指導值班水手的操舵,盡快使其能獨立操作應急操舵裝置。 ④ 機艙人員應加強輪機值班,盡全力搶修駕駛室主、輔操舵裝置,使其盡快恢復功能。 ⑤ 向公司匯報駕駛室主、輔操舵裝置失靈的經(jīng)過,并請求駛向最近海岸有能力修復主、輔操舵裝置的有關港口進行修復。 ⑥ 輪機長作詳細的事故報告:發(fā)生故障的時間、海況、地點、原因、搶修經(jīng)過和采取的措施及可能需要的支援。 3.當舵機因電源故障而失靈時采取的應急措施 船長應上駕駛臺親自指揮,并召集甲板部人員采取應急措施。 ① 若船舶在海上航行,則: A. 值班駕駛員應按《國際信號規(guī)則》和《國際海上避碰規(guī)則》規(guī)定顯示號燈、號型。 B. 加強繚望,并用VHF發(fā)布通告。 C. 可利用主機操縱船舶,安全離開航線,若水深合適,應隨時準備拋錨。 D. 應換用任何備用轉(zhuǎn)舵裝置。 ② 若船舶正在進出港或狹水道航行,則應: A. 立即備錨、盡快選擇合適地點拋錨。 B. 按《國際信號規(guī)則》和《國際海上避碰規(guī)則》顯示號燈、號型。 C. 加強繚望并用VHF發(fā)布通告,提醒來往船只注意安全。 D. 必要時要求港方派拖船協(xié)助拖航。 如果輪機部自行搶修困難或無效時,輪機長應立即報告船長,說明舵機失靈的原因,已經(jīng)進行的搶修措施,需提供的支援和準備進一步采取的措施。 只 能 單 向 轉(zhuǎn) 舵 遙控系統(tǒng)不能完成舵的正反向運轉(zhuǎn)。 故障的原因: 一是主操舵開關單邊接觸不良,此時應立即使用應急操舵開關,待停航后,再對操舵開關進行檢修; 二是電磁閥線圈故障引起電磁閥只能單邊工作,或是舵機專用閥卡死,引起舵機單向轉(zhuǎn)舵,此時必須停航檢修,查找原因,及時修復; 三是更換備用泵測試后,若發(fā)現(xiàn)舵機運行正常,則要檢查主油泵是否只能單向排油;四是主油路單方向不通或旁通泄漏嚴重,此時可觀察單側安全閥壓力表,是否有壓力過低的情況,以及主油路鎖閉閥回油時開啟的情況,如不能開啟,則有旁通泄漏,需拆下檢修。 轉(zhuǎn) 舵 慢 舵在設計航速下自一舷的35°轉(zhuǎn)至另一舷的30°所需時間超過設計值(一般為20秒),其原因可能有: 一是油路不通暢,如溢流閥閥芯被臟物卡死、油箱內(nèi)過濾器被臟物堵塞、單向截流閥開度不足、溢流閥調(diào)壓不足等,排除方法相應為:拆開清洗閥芯并重新調(diào)整壓力、清洗過濾器或油太臟需更換、調(diào)大截流口、調(diào)高壓力到規(guī)定值; 二是存在泄漏、閥件關閉不嚴等情況,如油缸、管接頭或閥件內(nèi)外嚴重泄漏、推舵裝置嚴重內(nèi)泄等,排除方法是消除泄漏、更換密封圈等; 三是系統(tǒng)內(nèi)空氣較多,放氣即可; 四是油泵流量過小,存在內(nèi)泄漏、局部損壞、變量執(zhí)行機構行程太短、轉(zhuǎn)速太低等問題,都會導致油泵流量太小不能順利完成轉(zhuǎn)舵的故障,此時重點檢查油泵和皮帶; 五是遙控系統(tǒng)動作過慢。此時應重點檢查伺服電機系統(tǒng),有無電路故障、激磁電流不足、反饋信號太強等故障。此外,伺服油缸系統(tǒng)的輔泵流量不足、調(diào)速閥流量太小、伺服油缸嚴重泄漏等,也會造成轉(zhuǎn)舵緩慢,不能在規(guī)定時間內(nèi)完成轉(zhuǎn)舵過程。 沖 舵 沖舵即舵轉(zhuǎn)動時越過指令舵角卻不停止轉(zhuǎn)動的故障。原因 一是變量泵機構不能及時回中,或因變量機構卡死、油孔堵塞等原因不能回中; 二是遙控伺服油缸的換向閥或閥控型主油路換向閥因閥芯在一端卡住不能回中; 三是遙控伺服油路閉鎖不嚴、油路存在泄漏或旁通管路; 四是控制系統(tǒng)反饋線路出現(xiàn)故障,不能將工作情況正常反饋到指示面板。 排除方法是:對第一、二條,用小螺絲刀在換向閥一頭的小孔往里推就可將閥芯回中,根本的解決辦法是更換液壓油,清洗閥件和管路,若還出現(xiàn)閥芯卡死的故障,再將閥芯作研磨和拋光處理。 異 常 噪 音 和 振 動 先更換備用泵測試,若噪音和振動消除,則是主油泵可能存在問題; 二是管路內(nèi)有空氣或者是液壓油中有水; 三是因吸油管的濾器堵塞或吸入管漏氣、油溫低、粘度太大等原因產(chǎn)生的液體噪音;四是因?qū)χ胁涣肌⑤S承損壞等原因產(chǎn)生的油泵機組噪音; 五是管路或其他零件固定不到位; 六是主油路鎖閉閥在舵承受負扭矩且轉(zhuǎn)動快時敲擊而產(chǎn)生的噪音; 七是舵承磨損嚴重超過合理值,或者潤滑系統(tǒng)出現(xiàn)故障而產(chǎn)生的機器噪音; 八是液體流動方向的迅速改變或急劇停止運動造成的液壓沖擊,使液壓系統(tǒng)產(chǎn)生溫升,連接件松動,甚至破壞管路、液壓元件和儀表,主要由壓力閥調(diào)整不當或發(fā)生故障、油液黏度太低、系統(tǒng)中進入大量空氣等原因。 舵 穩(wěn) 不 住 舵穩(wěn)不住是指舵按指令轉(zhuǎn)動到預定角度后,在未進行操舵的情況下,舵自行發(fā)生了轉(zhuǎn)動。原因: 一是管路中有空氣,放氣即可; 二是安全閥卡死,可拆開安全閥清洗排除臟物,重新調(diào)壓后鎖緊; 三是雙向液壓鎖泄漏,可清洗閥件,修整閥口或更換雙向液壓鎖;四是油缸活塞密封圈磨損漏油,更換油缸密封圈即可; 四是舵機專用閥卡死,可清洗閥件,如發(fā)現(xiàn)是閥芯彈簧斷裂,則更換彈簧。 停 泊 時 舵 轉(zhuǎn) 動 一是緩沖閥失靈或閥芯被臟物堵塞而卡死,可拆洗后并重新調(diào)整壓力; 二是油缸活塞密封圈磨損漏油,更換油缸密封圈即可; 三是舵機專用閥卡死,也有可能引起自行轉(zhuǎn)舵,清洗閥件即可。 因 液 壓 油 產(chǎn) 生 的 故 障 據(jù)統(tǒng)計,液壓系統(tǒng)75%以上的故障是由于油液污染造成的,常見的因液壓油引起的故障有:安全閥卡死、油缸活塞密封圈磨損老化、緩沖閥失靈或卡死、油箱內(nèi)過濾器堵塞等。液壓油品質(zhì)是否良好是液壓舵機正常運轉(zhuǎn)的保證,國際海上人命安全公約(SOLAS)有此類條款規(guī)定:液壓操縱的操舵設備應設有能針對該液壓系統(tǒng)的形式和設計保持液體清潔的裝置。國內(nèi)的船檢規(guī)范也有類似的條款規(guī)定。 要保證舵機有效運轉(zhuǎn),防止造成系統(tǒng)工作不穩(wěn)定并使快速性降低,提高液壓元件壽命,在選擇液壓油的時候,要做到:1.粘度適宜,具有良好的粘溫性能;2.化學穩(wěn)定性好,即不易因氧化、受熱、水解而變質(zhì);3.閃點高,凝固點低,能滿足防火和在低溫環(huán)境工作的要求;4.不易與水進行乳化和形成空氣泡沫。液壓油中含有氣泡會使工作不穩(wěn)定,油液發(fā)熱,產(chǎn)生噪音,增大功耗,嚴重甚至損壞油泵;5.雜質(zhì)少,含水量不超過0.1%。在日常維護工作中,要做到保持油液的清潔度、保持油溫恒定、防止空氣混入等防護措施。 液壓油的品質(zhì)鑒定可采用比較簡單直觀的濾紙滴油法,即用直徑為2mm左右的金屬絲將油樣沾起并滴在濾紙上,待濾紙吸干油滴后,看其所形成的滴痕。由于油液在濾紙上將從中心向周圍滲透、擴散,并將固體粒子積留在中心部位,故中心部位顏色較深,而擴散部分則顏色較淺。顯然,若油液未變質(zhì),整個滴痕的顏色就應比較均勻,否則就會產(chǎn)生顏色明顯有別的環(huán)形斑痕,而且斑痕越明顯,變質(zhì)的程度就越嚴重。如果滴痕呈現(xiàn)棕色或灰色,則表明油中已生成膠質(zhì)、瀝青或炭渣。 液壓舵機在內(nèi)河船舶中已經(jīng)廣泛使用,舵機作為船舶的重要輔機,其可靠性與船舶安全密切相關。本文通過對液壓舵機常見故障的論述和分析,提出了相應的解決方法,然而,同一故障產(chǎn)生的原因又是多種多樣的,一定要具體問題具體分析。因此,在分析處理故障時需做好以下幾項工作: 1、首先向操作、使用者仔細詢問設備的運行情況,全面了解故障發(fā)生前后所出現(xiàn)的各種異?,F(xiàn)象。 2、熟悉設備的工作原理、性能和結構,查找設備的原始記錄并做一些必要的測量和實驗,以便對故障的原因做出正確的分析和判斷。 3、故障處理后還要做必要的數(shù)據(jù)測量和試驗,并記錄存檔,為日后處理故障積累經(jīng)驗。 |
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