浅析建造船舶液压舵机检验要点及注意问题

浅析建造船舶液压舵机检验要点及注意问题

摘要：本文通过以50kN.m摆缸式液压舵机为例，根据贵港航区液压舵机安装工艺，浅析了建造船舶液压舵机的检验要点及注意问题。

关键词：建造船舶液压舵机检验要点注意问题

《钢质内河船舶建造规范》（2009）中明文规定：“操舵装置（舵机）：系指在正常航行情况下，为驾驶船舶而使舵产生动作所必需的设备，包括操舵装置控制系统、舵机装置动力设备及其附属设备和转舵机构。”舵机是利用装在船尾的舵来操纵船舶航向的转舵变向法，克服水压力对舵轴所产生的转舵力矩。为了克服转舵力矩，船舶就必须安装舵机。舵机是船舶最重要的机械设备之一，它在保证船舶的安全航行，使船舶具有良好的操纵性方面，起着重要的作用。

目前贵港航区的建造船舶，基本都是安装摆缸式液压舵机。本文以在广西贵港市江南船业有限责任公司建造的工号为“JNC2012-11”船舶的50kN.m摆缸式液压舵机作为浅析对象。该舵机的特点是：运转平稳、快速、结构紧凑、操作轻便、灵敏度高、效率高，能缓冲风浪对舵叶的冲击，运转噪音低、振动小，而且可实现无级变速，功率的范围广。

1.液压舵机检验要点及注意问题

液压舵机检验项目繁多、时间跨度长，分为在船台上、下水前及下水后的检验。根据贵港航区液压舵机安装工艺的先后顺序，浅析了验船师在检验过程中的检验要点及注意问题。

1 . 1在船台对舵杆、舵叶的检验

（1）舵杆检验。主要检验舵杆材料、直径（上、下舵承处舵杆直径）、水平法兰（厚度、直径φ）、绞配螺栓直径φ、螺栓中心至法兰边缘的距离等技术参数是否与设计图纸相符。

（2）舵叶检验。①检验舵叶材料、面积及焊接情况、舵叶板厚度、水平加强筋间距、厚度、宽度等技术参数。②舵叶的密性试验。将水罐至顶板以上2.5m（舵叶可横放），检验是否有渗漏现象。也可以用压缩空气充入舵叶内部，在外表面涂以肥皂水进行试验，气压不小于0.02MPa，但也不大于0.03MPa，若无肥皂泡产生，即无泄漏。

1 . 2在尾舵舱，对舵系的安装进行检验，一般结合船体检验进行

①舵系中心线的检验。舵系拉线定位，在船体建造进度、周围环境等条件都适宜的情况下，舵系拉钢丝线与轴系拉钢丝线应同时进行。舵系定位检验时应注意实际舵系中心线与设计舵系中心线的偏离情况及舵系与轴系中心线的偏离情况。舵系中心线与轴系中心线相交度不大于3mm，两线垂直

度不大于1mm/m。

②上舵承本体安装与基座铰孔检验。检验舵系中心线的偏离及舵柄套合情况，测量上、下基准面（尾舱平台、舵叶下缘（舵底托））距离基线的高度，测量上、下中心线与中剖面的距离。

③参照舵系布置图，检验尾舵舱的相关零部件。特别要注意检验吊环螺钉、推舵油缸（油缸内径、柱塞直径）、舵炳（舵炳半径）、拉杆、托滚轮、舵角电气限位装置、舵角限位器、舵角发讯器等设备是否与舵机证书、随机说明书一致，安装是否符合相关要求。在以前检验中发现有个别厂生产的舵机的推舵油缸的柱塞直径实际值比要求值小。如果柱塞直径偏小的话，会导致舵机输出力矩不足，在急流航段或者紧急情况下避碰的时候操舵力矩不足，从而易导致事故的发生。

④舵杆轴承座或舵杆穿过船体处应有复板加强（上舵承座舵承复板、尾舱平台的加强板和复板、舵筒穿过尾舱平台及船尾底部外板的加强肘板、船尾底部外板复板）。

⑤检验上、下舵轴承的间隙，装配间隙一般在0.50mm 以内。

⑥确认舵叶转动灵活、检验零位并确认零位已正确勘划，在舵柄上应打出零位刻度孔或划出零度刻度线。

⑦检验舵叶的最大转动角度并做好记录，一般应达到

35°以上（机械限位角度一般应大于电气限位1°-1.5°）。

⑧值得注意的是：该舵机每个推舵油缸分别有两套相互独立的高压软管连接，当其中的一套管路发生故障，可关闭该套管路，然后开启另一套管路来保障舵机正常运行。

1 . 3在机舱对舵机相关设备进行检验

目前，贵港航区的船舶都没有独立设置舵机舱室，舵机相关设备基本安装在机舱左侧。它们是舵机的核心部分，也是比较容易出现故障的部位，应加强检验。

①检验舵机基座螺栓、止推块是否符合图纸要求。舵机机座使用的材料，不应为灰铸铁。

②检验中值得注意的是：该舵机有两套动力设备，分别为电动机带动轴向柱塞泵、左主机带动轴向柱塞泵。每套动力设备的管系和附件相互独立设置，仅在推舵油缸入口隔离处汇合。当其管系或1套动力设备发生单项故障时，此缺陷能被隔离，且能迅速转换至另1台使用。

③液压管路检验。除仪表管使用紫铜管外，其余管路均采用无缝钢管，检验高压、低压管路的管径；所有管子内壁应光滑清洁、无锈蚀、氧化皮杂物，应酸洗干净，并用压缩空气吹净；管路应进行二次安装，第一次安装好后，拆下管子先用稀硫酸溶液浸洗干净，并用10%苏打水中和剂热水冲洗、吹干、串油，无任何异物后，才能进行安装。液压管路安装检验值得注意的是：管路的走向要与液压管系原理图一

致。

④各油泵、阀件注意检验进、出口方向，各法兰、接头连接密封处的装配密封是否良好。

⑤检验管路每隔2m左右是否按照标准设置管卡固定管子来防止振动。

⑥储备油箱检验。设置带有液位计的固定储备油箱，其容量至少足以使1个动力执行系统（包括工作油箱）进行再充液。

⑦液压油的检验。使用舵机专用液压油，防止油液不合要求产生故障。

⑧驾驶室与机舱之间，应设有通信设备。

⑨除能在驾驶室遥控操舵外，还应能在舵机处所设操纵手柄或按钮进行操纵。对于电控型舵机，驾驶室和舵机处所的操纵应互相联锁，且以舵机处所就地操纵优先。⑩液压舵机控制电路的检验。该舵机的电动机为连续工作制，并且有软的机械特性，以适应舵机堵转和风浪对舵叶的冲击等；舵机是由主配电箱设单独馈电线路供电，要注意检验电动机、舵机启动控制箱是否接有地线；舵机应设短路和欠压保护装置，但不允许设过载保护装置。舵机出现故障（如失电、电机断相、电机过载及低液位、动力失效等）时，应同时在驾驶室和机舱发出声光报警。

1 . 4驾驶室操舵台的检验

该船舵机的主操舵方式为机械液压（手轮转向器），辅助操舵方式为电控液压（电磁换向阀）。特别要注意检验手轮转向器的4个接油路口（P入油路口、T回油路口、A到左舵油路口、B到右舵油路口）与各油路的连接是否正确；压力表是否安装在入油路口处。

①转动手轮，当舵角指示器显示为0°时，油路P与T 连通，A、B不通。油泵的排油经手轮转向器、回油滤油器直接返回油箱，而推舵油缸的油路就会锁闭而稳舵。

②当向左转动手轮时，油路P与A、T与B分别连通，油泵所输送的压力油就经操纵器的油口P、A进入转舵机构的左推舵油缸，而右推舵油缸的低压油则经操纵阀的油口B、T流回油箱，从而使舵向左偏转。

③当向右转动手轮时，油路P与B、T与A分别连通，油泵所输送的压力油就经操纵器的油口P、B进入转舵机构的右推舵油缸，而左推舵油缸的低压油则经操纵阀的油口A、T流回油箱，从而使舵向右偏转。

2.舵机的试验

试验前，检验操舵装置控制系统、舵机装置动力设备及其附属设备和转舵机构的完整性。 2 . 1溢流阀、安全阀的检验

①检验溢流阀。操纵手轮换向器至满舵位置后松开安全阀，然后慢慢锁紧安全阀，使系统压力不断升高，当系统压

力达到工作压力时，溢流阀开始卸油，系统压力不再升高，这说明溢流阀开启压力正常。

②检验安全阀。操纵手轮换向器至满舵位置后松开溢流阀，然后慢慢锁紧溢流阀，使系统压力不断升高，观察安全阀的开启情况，起跳压力、重复试验三次结果均应合格。值得注意的是：安全阀的整定压力（开启压力）应不低于最大工作压力的1.25倍，但应不超过设计压力；安全阀的最小排量应不低于通过安全阀排放的泵的容量的110%，在此情况下，其压力的升高应不超过整定压力的10%。

2 . 2密性试验

本舵机系统的工作压力9Mpa，设计压力应不小于11.25Mpa，各阀件调定压力应符合随机说明书的要求，管路系统试验压力（装船前1.5倍设计压力，装船后1.25倍设计压力但不大于P+7Mpa），当试验过程中无漏油现象，试验合格。分别向左、右舷侧打满舵，各保持5min，检验其密性情况。舵叶的转动是依靠推舵油缸内油液传递的动力来实现的，所以舵机的液压系统要保证不漏油，才能达到传递液压力的目的。液压系统的密封性能对舵机的正常工作有着非常重要的作用，要注意检验管路连接处的焊缝或接头、观察舵机推舵油缸柱塞与推舵油缸滑动处、推舵油缸的其他接缝处是否有液压油渗出的现象，以便正确判断液压系统的密封性能。

试验方法：启动油泵，锁紧滥流阀，操纵手轮转向器，使舵柄处于某一舷侧的极限位置，继续操纵手轮转向器，调整安全阀的开启压力（装船前1.5倍设计压力，装船后1.25倍设计压力但不大于P+7Mpa），保持5min，检验受压管路及阀件有无漏油情况，然后将舵转向另一舷极限位置，重复上述试验。2 . 3舵角指示器校对

以舵机上的机械舵角指示器的示角为基准，校对电动舵角指示器，误差不大于±1°，并且在正舵（中间0°）位置无误差。检验自中间位置向两舷转舵，舵角每增加5°校对一次。

2 . 4声光报警

检验当舵机失电、电机断相、电机过载及低液位、动力失效等的声光报警（应同时在驾驶室和机舱发出）、消音装置的有效性，反复试验2-3次。

试验方法：⑴失电：断开电源开关。⑵电机断相：用模拟的办法进行，采用三相供电时应设置能指示任一相断开的报警装置。⑶电机过载：通过控制箱内的有关触点用模拟办法进行。⑷低液位：①低油位；②浮子开关拆下（或短接触点）。

2 . 5检验舵角电气限位装置和舵角限位器

检验舵角电气限位装置的动作正确性应能使舵叶转至左、右舷各35°处停止，最大限位角为36.5°。舵角限位器

起到了对液压推舵油缸的保护作用，当舵角转动到最大角度时，推舵油缸的活塞继续压缩液油，而舵叶已不再继续偏转，致使推舵油缸内的压力不断增加，容易导致推舵油缸破裂。而舵角限位器的存在就使得当舵角转动到最大角度时触动

舵机限位开关，限位开关断开液压油泵的动力起到了保护推舵油缸的作用。

2 . 6操舵试验

分别利用两台液压油泵作连续操舵试验，每套液压泵组均应工作不少于30分钟，手操和电操应分别进行操舵。机舱的操舵装置也要进行试验。连续操舵试验时应在0°―左（右）35°―0°―右（左）35°―0°交替进行，并应不少于10个循环。试验时，需初步测定自一舷35°至另一舷30°所需时间，其所需时间不得大于20s。试验过程中还要检验电气部分、液压系统的工作情况，并且测量油压、油温；要求管系、油泵、油箱等工作温度应不超过60℃。油缸及管系均应无异常响声及振动；滞舵时间不大于1S。2 . 7稳舵试验操纵手轮换向器至满舵位置，使液压系统处于工作压力状态，观察跑舵速度，跑舵速度一般要求不超过0.5°每分钟。

2 . 8电气试验

检验操舵装置电气部分的工作情况，测量记录电动机的起动电流和工作电流、转速、电压、温升；测量电动机控制

系统及馈电线的热态绝缘电阻值，其值应不小于1MΩ。

3.小结

建造船舶液压舵机检验项目环环相扣、缺一不可，这就要求验船师在检验过程中把握检验要点及注意问题，做到胸有成竹，能够全面的完成各检验项目，保证液压舵机的检验质量，保障船舶航行的安全。

参考文献：

[1]内河船舶法定检验技术规则.人民交通出版社.2011.

[2]钢质内河船舶建造规范.人民交通出版社.2009.

[3]陆俊岫.船舶建造质量检验.哈尔滨工程大学出版社.

[4]费千.船舶辅机.大连海事大学出版社.