船用舵机液压系统分析及典型故障处理

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1、２０１５年１１月机床与液压Ｎｏｖ?２０１５第４３卷第２２期ＭＡＣＨＩＮＥＴＯＯＬ＆ＨＹＤＲＡＵＬＩＣＳＶｏｌ?４３Ｎｏ?２２ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ?ｉｓｓｎ?１００１－３８８１?２０１５?２２?０６１船用舵机液压系统分析及典型故障处理王孝霖，许历，韩星星，苏先明，解强（中国卫星海上测控部，江苏江阴２１４４３１）摘要：介绍某远洋船舶舵机液压系统的组成和各液压元件的功能，分析该转叶式舵机液压系统的操舵原理。以舵机液压系统的一起典型故障为例，详细介绍了故障处理的方法和过程，并结合先导电磁阀的结构原

2、理对故障产生的机制进行了分析。针对液压油污染易引起舵机故障的问题，提出了相应的预防措施。关键词：舵机；液压系统；故障机制；先导电磁阀；液压油中图分类号：Ｕ６６４?４＋１；ＴＨ１３７文献标志码：Ｂ文章编号：１００１－３８８１（２０１５）２２－１８７－３船舵安装在船舶的尾部，主要由舵叶、舵杆、舵转舵，其流量即能满足在２８ｓ内将舵由任一舷３５°转［１］机等部分组成，其作用是改变或维持船舶航向。船至另一舷３０°的要求，并能达到额定转舵扭矩。进出舶航向的改变是依靠舵机带动舵叶来实现的，舵机在港或窄水道航行

3、时，可双泵并联工作，扭矩不变，转［４］整个舵系统中处于重要地位。舵机的性能决定着船舶舵速度可以提高１倍。的回转时间和半径，影响着船舶的机动性。在船舶航操纵阀７控制油液的流向，同时兼做主油路锁闭行过程中舵机发生故障时，轻则导致偏离航向，重则阀；电气遥控的电磁换向阀８作为操纵阀７的先导影响应急规避造成事故，对船舶安全的影响是巨阀，控制油由主油路提供。先导式溢流阀５做主泵安大的。全阀兼卸荷阀，整定压力为１２?５ＭＰａ；溢流阀１０作船舶舵机按照驱动动力的不同可分为３类，即蒸防浪阀，整定压力为１５?６ＭＰ

4、ａ。单向阀４位于泵的［２］汽舵机、电动舵机和液压舵机。液压舵机具有质量出口处起保护作用，防止系统中的液压冲击影响泵的轻、尺寸小、灵敏度高，工作平稳安全可靠等优点，工作，或当泵检修时防止油液倒灌。液控单向阀６位［５］能缓冲风浪对舵叶的冲击，运转噪声低、振动小，而于回油路，起保压作用。且可实现无极变速，在现代大中型船舶上得到了广泛在１号泵单元中，当操纵阀７两端的先导阀８电［３］应用。磁线圈均断电时，两个先导阀均处于下工作位，阀７１测量船舵机液压系统分析因两端控制油经先导阀８通油箱而回中，从而闭锁转某

5、远洋船舶采用双舵设计，配备了２台Ｒｏｌｌｓ⁃舵油缸油路，主泵排油经操纵阀７泄回油箱，能保证Ｒｏｙｃｅ公司生产的ＳＲ７４３Ｘ２型转叶式舵机。转舵执行主泵卸荷。若电气遥控系统使操纵阀某一端的先导阀机构为球形，内部腔室结构为三腔型，主要由转舵油通电，该导阀将处于上工作位，控制油从泵出口主油缸、定叶、球形转子、转叶、密封装置等部件组成。路经该导阀８进入操纵阀顶端，推动操纵阀阀芯离开其中，定叶固定在缸体内部，转叶固定在转子上，在中位，主泵排油经操纵阀和分配阀进入环形油缸。左液压油的压力作用下，３个转叶在环

6、形转舵油缸内可转舵时，先导阀８?１电磁线圈通电，控制油进入操纵带动舵杆以恒扭矩转舵。该舵机为阀控型液压舵机，阀右端，向左推动操纵阀阀芯，使得操纵阀处于右工其液压系统如图１所示。作位，此时Ｃ１、Ｃ３、Ｃ５为进油腔，Ｃ２、Ｃ４、Ｃ６为系统设有１号和２号两个相同的泵单元，两个单回油腔，液压油推动导叶进而带动舵杆顺时针转动，向定量泵３作主泵，经过操纵阀７和分配阀９，分别从而实现左转舵；右转舵时，先导阀８?２电磁线圈通与３个转舵油缸Ｃ１Ｃ２、Ｃ３Ｃ４、Ｃ５Ｃ６组成２个可各自电，操纵阀处于左工作位，此时Ｃ２

7、、Ｃ４、Ｃ６为进油独立工作的闭式系统。２个泵单元中各设有分配阀９，腔，Ｃ１、Ｃ３、Ｃ５为回油腔，液压油推动导叶进而带该阀的旁通、隔离、工作３种工况可由旋塞手动调动舵杆逆时针转动，从而实现右转舵。当电力遥控系整，阀９常处于工作工况，可使２个泵单元并联工作统失灵时，可在舵机舱直接顶动先导阀８的阀芯同时向转舵油缸供油。正常航行时单用１台主泵供油操舵。收稿日期：２０１４－０９－２４作者简介：王孝霖（１９８９—），男，硕士，助理工程师，主要从事船舶动力装置状态监测、故障诊断与维修工作。Ｅ－ｍａｉｌ：ｗａｎ

8、ｇｘｉａｏｌｉｎ４２３＠１６３?ｃｏｍ。·１８８·机床与液压第４３卷图１转叶式舵机液压系统图２故障现象（２）主油路单方向不通或旁通。可能是主油路船舶在某次窄水道航行期间，为了保证船舶的机某侧安全阀开启压力过低，或主油路操纵阀单向不能动性，采用了双舵双泵的工况，即左、右舵机同时工开启。作且各自均为双泵供油。期间，发现左、右舵机工作针对左舵机１号泵单元，机旁直接顶动左端先导不同步，向右打舵时左舵比右舵的转舵速度慢，而向阀的阀芯操舵，发现舵机可正常向右转舵，疑为电气左打舵时双舵正常。该故障给操舵带来极