一起舵機故障的原因分析

文/ 寧波海事局 徐紅兒

一起舵機故障的原因分析

文/ 寧波海事局 徐紅兒

從一起舵機故障引發舵機失控的事故出發，研究該系列舵機的工作原理，分析事故發生的根本原因，提出對機務管理的看法，以防止類似事故再次發生。

船舶；舵機；事故；機務

一、故障情況

2009年12月19日11：50左右，希臘籍散貨船“ALTAIR”號從舟山開航駛往南京。在離開舟山出港備車航行期間，機艙兩臺舵機均處于運行狀態，并由駕駛臺進行手動操舵。突然，駕駛臺值班水手發現舵機失控，無論是在隨動操縱位還是在非隨動操縱位均不能產生任何舵效，并且駕駛臺和機艙均無任何舵機故障報警顯示。后經機艙人員檢查發現，1號舵機主油泵與電馬達之間的聯軸節脫離。在切斷1號舵機主油泵電源后，利用2號舵機主油泵運轉后恢復正常操舵。但由于當時船速較快，還是未能阻止擦碰，造成了巨大的經濟損失。

二、事故原因分析

1. 舵機控制系統的原理

為什么舵機的聯軸節脫離就會導致舵機操縱失控呢？要分析判斷設備故障的原因，首先要了解該設備的工作原理，才能做到有的放矢。該船舵機控制系統的原理參見電器控制圖1、圖2、圖3。該船舵機型號為KAWASAKI electric hydraulic steering gear。首先，在駕駛臺或舵機房按下啟動按鈕3C（見圖1），繼電器④有電，保持繼電器（keep relay）4 c c （見圖2）有電，導致03回路（見圖1）中的4C觸頭閉合，接觸器88S有電，伺服馬達M1運轉，后經延時繼電器T1延時，使05回路中的主接觸器8 8 有電，主馬達M2有電，主泵運轉。由于主泵為變量變向油泵，伺服油泵為定量定向油泵，駕駛臺的隨動和非隨動操作直接控制差動變量機構（LVDT），由伺服油泵產生的油壓一路經差動變量機構去控制主油泵的排量和方向，另一路經卸載電磁閥（unloading device）去控制主油路中的閥體總成（OB），使AC與AV相通、BC與BV相通，舵機投入正常運行狀態，如圖3所示。

在此，還需對卸載裝置的功能加以說明：在正常情況下，舵機主油泵運行時卸載裝置（unloading device）同時得電，卸載電磁閥處于“左”工作位，其控制主油泵出口的主油路處于連通狀態。只有當舵柄運行到限位舵角時，限位開關才會輸出斷電信號使卸載裝置失電，卸載電磁閥在自身彈簧作用下處于“右”位，使主油路處于鎖閉狀態，限制舵柄的繼續移動。當然，在主油泵處于停止狀態時，卸載裝置也失電，主油路同樣處于鎖閉狀態。

在應急操舵情況下，只要將卸載裝置上的按鈕（button）推入并鎖住，然后通過扭矩馬達（torque motor）上的控制旋鈕（knob）進行左右擺動，即可達到應急操舵的目的。

2. 事故發生的深層次原因

在了解舵機控制原理后，再來分析事故發生的深層次原因：該船配有兩套相同的動力執行系統，在出港備車航行期間，兩套操舵動力系統均處于運行狀態。由于1號舵機主油泵的馬達聯軸節脫離，雖然在駕駛臺和機艙均指示舵機處于正常運行狀態，但實際上不能產生油壓；而2號舵機主油泵仍處于正常運行狀態，其產生的液壓經開啟的1號主油路出口閥回流到1號舵機主油泵，油泵成為油馬達，循環回流，使舵機操縱失效。后來在機艙切斷1號舵機主油泵的電源后，主泵馬達、伺服油泵馬達和卸載電磁閥均失電，1號舵機主油泵的主油路出口閥體總成（OB）內的二位四通電磁閥a受彈簧作用處于左側位，由于單向止回閥的作用，使得2號舵機主油泵產生的油壓不能回流到1號舵機主油泵內，而只能進入相應油缸內，推動舵柄轉動，船舶在2號舵機動力執行系統工作下正常操舵。

三、對機務管理的看法

該起事故造成了巨大的經濟損失，教訓是深刻的。我們不妨深入地分析一下，聯軸節定位螺絲的松動又是因何引起？聯軸節定位螺絲松動的原因不外乎船體或機體的震動。對于舵機裝置的外觀檢查在公司體系文件的“開航前檢查”章節和舵機維護保養說明書中都有明確要求：對固定部件和活動部件應作詳細檢查。通常船員都習慣于舵機的運轉試驗而忽略對這些部件的檢查，導致事故隱患存在，發展到一定程度就會爆發出難以想象的事故。該種案例真的非常少見。在實踐中，船員應嚴格按照公司體系文件和產品說明書的要求，認真檢查設備和各部件，做到細致到位，不能流于形式，外觀檢查也不應走馬觀花。在本起事故的調查中，我們了解到該船1號舵機主電馬達于2009年6月20日進行過解體，更換了兩個內置軸承。在很大程度上，聯軸節定位螺絲的松動是由于當時沒有安裝到位而導致的。從這一點來看，加強船員的責任心是船上工作的重中之重。

Analysis on one case of steering gear trouble

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