川崎式液壓舵機常見故障判斷及分析

趙天翔

(中國衛星海上測控部，江蘇江陰 214431)

1 泵控型液壓舵機的工作原理

泵控型舵機采用2臺雙向變量液壓泵 (主泵)，分別與轉舵油缸組成2個可獨立工作的閉式系統。早期主要用徑向柱塞變量泵，現在多用斜盤式或斜軸式軸向柱塞變量泵。工作時主要連續按既定方向運轉，其吸﹑排方向和排量靠改變泵控制桿偏離中位的位移方向和大小，來改變泵的斜盤傾角或缸體擺角予以控制。主泵控制桿偏離中位的位移方向和大小取決于指令舵角和實際舵角之間的舵角偏差。當舵角偏差尚不太大時，控制桿的位移即已達到最大值，主泵即以最大流量去推動轉舵機構轉舵，直至實際舵角接近指令舵角時，主泵的流量才逐漸減小;而當實際舵角等于指令舵角時，泵回到零排量的中位空轉，舵葉即因主油路鎖閉而停在與指令舵角相符的位置。

2 故障判斷

判斷和分析川崎式液壓舵機故障，首先要把資料和圖紙吃透，熟悉工作原理、運行工況、機械性能和主要技術參數。川崎R170A(泵控)型舵機液壓系統原理圖如圖1所示。

利用看、聽、摸、聞的方法對舵機進行故障判斷。

啟動舵機前，檢查舵機表面以及操舵裝置，表面是否有漏油情況，螺母是否出現松動，各部位是否連接緊密，各部件是否完整無彎曲、斷裂、折損等現象。操舵裝置是否完整，有無部件的缺損，儀表有無破壞。確定舵機表面完好后，啟動舵機，首先通過觀察來判斷舵機是否出現故障:觀察撞桿6移動的速度是否有變化，因為舵機撞桿6的速度快慢取決于進出油缸5的油流量，如果撞桿6速度有變化，則證明油流量不穩定，油缸5部位發生故障，具體故障可能為油缸漏泄，油缸混入空氣;觀察液壓系統各測壓點的壓力值是否正常，有無波動現象，壓力大小主要取決于負載;觀察油液是否清潔，是否變質，油位是否夠高，油粘度是否符合要求，油的表面是否有泡沫，油液出現問題會引起舵機很多故障;觀察各管接頭，閥板結合處，油缸端蓋處，液壓泵2軸封處等是否有滲漏，滴漏和油垢;觀察撞桿6有無振動與爬行現象;觀察操舵裝置各儀器表指針是否運轉正常，調零是否對位。

視覺檢查過后再通過聽覺檢查，根據聲音判斷系統的故障部位及具體故障種類:聽舵機運轉噪音是否正常，液壓泵2和系統噪音是否過大，溢流閥16等各部件是否有尖叫聲，調動換向閥12，聽換向閥換向時是否有沖擊聲，撞桿是否有撞缸聲，液壓泵運轉時是否有敲擊聲，聽油路板內部是否有細微而連續的聲音。通過以上聽覺檢查可以判斷舵機故障是否由混入空氣，對中不良或者閥件損壞、彎曲等引起。

圖1 川崎R170A(泵控)型舵機液壓系統原理圖

接下來通過觸覺判斷故障類型:用手摸泵體外殼，油箱外壁和閥體外殼的溫度，若接觸1～2 s感到燙手，說明此處發生故障，應立即檢查原因，可能的原因有內部油液泄漏、內部通道堵塞等;用手觸摸各運動部件和油管，感覺有無振動;用手摸撞桿，感覺是否有爬行現象與抖動;用手檢查一下限位開關、緊固螺釘、插銷的松緊程度，檢查相關閥門如旁通閥等工作狀態是否正確，檢查各連接處松緊度，閥門開關是否正確。

最后利用嗅覺，用鼻子聞油箱中的油液是否有異味。

3 常見故障圖表分析

1)無舵故障。該故障的根本原因是主泵未向轉舵機構供油或轉舵機構不能回油，撞桿無往復運動。繪成魚刺圖，如圖2所示。

圖2 無舵故障魚刺圖

解決無舵故障的方法:檢查各連接件的連接情 況，對出現問題的地方進行重新安裝，關閉應關閉的旁通閥，調整液壓系統，修復或更換損壞的液壓元件，仔細檢查電路，調整彈簧預緊力，對出現問題的彈簧進行及時更換。

2)左、右舵轉向時間不一樣。在日常操作中，有時會出現左右舵轉向時間不一樣的故障，此類故障原因大致有3點，以下是根據系統分析法分析后繪制的故障流程圖，如圖3所示。

圖3 左右舵轉向時間不一樣故障流程圖

3)回轉故障。如果出現回舵困難，甚至出現“憋死”現象、難以回舵，即舵機液壓缸的工作壓力在向正舵回舵時大大超過額定值。故障發生以后要根據故障表面現象，逐步地采取一些措施，一步一步排除疑點。首先拆檢2只電液換向閥，清洗閥芯，清通平衡孔，檢查回中彈簧，并對所有懷疑有問題的回中彈簧換上備用彈簧。如果采取上述措施后結果仍無改觀，則考慮操舵系統的電氣線路有問題。如果檢查電氣線路后也未發現異常，再考慮舵機機組中機械結構件之間的不正常運行，而導致消耗大量的功。如果發現中間立柱根部的加強筋有裂紋，應該先將裂紋進行表面處理，加強焊接，對液壓油缸軸線進行校對、調整，用塞尺測量是否有單偏現象，調整底腳墊片厚薄。查找資料后得知，可能造成回舵困難以及工作液壓缸工作壓力過高的原因有:①液壓缸回油管道不暢通，造成液壓缸回油壓力過高 (電液閥換向不到位，節流現象，油管中有堵塞現象);②液壓缸抽密封壓蓋壓緊力過大，造成柱塞與密封填料間的摩擦過大;③液壓缸密封填料損壞，嵌入間隙中或發生密封被“搓”現象。

觀察回油缸壓力表有無壓力值顯示，如果有，可以排除回油管路不暢造成回油壓力大而產生反作用力的可能性;松緊緊固螺栓以調節壓緊力。

4)異常振動和噪音。異常振動和噪音如圖4所示。

圖4 異常振動和噪音魚刺圖

5)單方向轉舵。單方向轉舵產生原因及排除方法如表1所示。

表1 單方向轉舵產生原因及排除方法

4 總結

舵機在船舶中的作用非同小可，不可避免的會發生各種各樣的故障，一旦舵機發生故障，對于船舶航行造成的損失將不可估計，這就要求在日常操作中要細心管理，對可能產生的故障進行有效的判斷及預防，對發生的故障以最佳的途徑和最快的速度解決，把損失降到最小。

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