船用液压舵机的调试
液压舵机原理简析、调试以及故障分析
液压舵机原理简析、调试以及故障分析作者：韦胜圣袁冬冬张磊来源：《珠江水运》2013年第20期摘要：上海外高桥造船有限公司177000DWT散货船的舵机是船上典型的液压系统应用的例子。
本文对该系统原理图进行了简要的分析，特别是文章中的对舵机常见故障的分析，为我们在调试舵机的过程中，提供了明朗的操作思路。
关键词：液压舵机工作原理控制系统安全阀故障舵设备是应用最为广泛的船舶操纵设备，它由操纵位置，传动机构，舵机，推舵机构和舵叶等部分组成。
上海外高桥造船有限公司系列177000DWT散货轮采用的是日本三菱生产的泵控型电液操舵装置即液压舵机。
液压舵机装置以电动机带动油泵，利用高压油泵产生的推力推动操舵机构。
它具有工作平稳，结构紧凑，重量轻，体积小，控制容易，易于实现自动化，零件寿命长，推舵力矩范围广等多种优点。
下面我来介绍一下此种泵控型液压舵机的组成，工作原理，舵机试验调试以及我们调试过程中常见的故障分析。
1.舵机的基本组成和工作原理如图1所示，该型舵机主要由两台互为备用的斜轴式柱塞变量油泵组，两台伺服油泵组及阀件及四个推舵油缸组成。
工作原理：接通电源，将NO.1机组置主控，NO.2机组置待机。
启动NO.1机组，阀13尚未通电，此时伺服油泵7已经启动，并输出控制油，经阀13右位，作用在阀3的左端（右端控制油经阀13右位，卸油箱），使阀3处于左位，所以锁闭转舵油缸油路，并使主泵的吸排口旁通，从而保证无论泵变量机构处于什么状态均能卸载起动。
起动过程结束后，阀13通电，工作于左位，伺服油泵7输出的控制油，作用在阀3右端（左端控制油经阀3左位，卸油箱），则阀3换至右位，使主油路接通。
主泵停止或力矩马达输入信号为零时，卸荷电磁阀13均失电，阀3右端控制油泄回油箱，使阀3工作于左位，所以主泵卸荷而主油路锁闭。
这样，既能锁闭备用主泵油路，又能在舵转到指令舵角时，转舵油缸锁闭，而工作主泵油路旁通，即使工作主泵零位调节不准也不会引起跑舵。
简述船舶舵设备的日常检修与调整
舵设备由舵、舵机、转舵装置、操舵装置及其附属装置组成。
舵手通过转动操舵手柄，控制机械或液压装置带动舵杆转动，实现对舵叶的正转、反转和停止。
而舵叶相对水流方向产生的水动力力矩，迫使船舶改变或保持航向。
所以，船舶驾驶员须对舵机设备进行经常性的检查和调整，以验证设备性能的可靠性和安全性。
舵的种类按舵叶剖面形状可分为平板舵、复板舵、流线型舵；按舵杆轴线位置可分为平衡舵、不平衡舵、半平衡舵；按支承情况可分为悬挂舵、半悬挂舵、多支承舵；按舵叶侧面形状可分为长方形舵、倒梯形舵、斜梯形舵；还有一些特殊作用的特种舵，例如襟翼舵、平旋推进器、横向喷流舵、反应舵等等。
一、SOLAS公约对船舶操舵装置的要求1、对主操舵装置的要求。
对一般船舶而言，应设置主操舵装置和辅助操舵装置，它们的布置应满足当其中的一个失效时应不致使另一个失灵。
主操舵装置和舵杆应具有足够的强度并能在最大营运航速时进行操舵，舵杆直径大于120mm，其操舵装置应为动力操作，使舵自任一舷的35°转至另一舷的35°，并且于相同条件下自一舷的35°转至另一舷的30°所需的时间不超过28s。
2、对辅助操舵装置的要求。
辅助操舵装置具有足够的强度并足以在可驾驶的航速下操纵船舶，并能在紧急时迅速投入工作。
舵柄处的舵杆直径大于230mm时，该操舵装置应为动力操作。
在最大营运前进航速的一半但不小于7kn时进行操舵，使舵自一舷的15°转至另一舷的15°，且所需时间不超过60s。
3、主、辅操舵装置动力设备布置要求。
主、辅操舵装置的动力设备应布置成当动力源发生故障失效后又恢复输送时，能自动再启动。
能从驾驶室位置使其投入工作。
任一台操舵装置动力设备的动力源发生故障时，应在驾驶室里发出听觉和视觉报警。
4、操舵装置控制系统布置要求。
主操舵装置应在驾驶室和舵机室两处都设有控制器。
当主操舵装置是由两台或几台相同的动力设备组成不设辅助操舵装置时，应设置两个独立的控制系统，且每个系统均应能在驾驶室控制。
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。
浅谈大型船舶舵机系统的调试及故障
浅谈大型船舶舵机系统的调试及故障船舶舵机装置主要用来驱动和控制舵叶的转动，以保证船舶能够在达到要求的情况下准确、安全的将舵叶转到指定的舵角并且能够保持在那指定的舵角，从而保证船舶能够航行在指定的航线上，然而舵机装置若故障则会直接影响到船舶的航行安全。
本文主要介绍了大型船舶舵机在建造过程中的系统调试方法，以及简单的分析调试过程中容易出现的一些问题，希望能够帮助的相关人员。
标签：故障分析;调试;大型船舶一、电动液压舵机电气系统的具体调试步骤电动液压舵主要是由舵机电控箱、舵机液压电机、油温开关、油液位开关、舵机油脂泵控制箱等一些重要的部件组成。
液压电机装置以电动机带动油泵，利用高压油泵产生的推力推动操舵机构。
它具有工作平稳，结构紧凑，重量轻，体积小，控制容易，易于实现自动化，零件寿命长，推舵力矩范围广等多种优点。
在电动液压舵机电气系统的具体调试过程中，首先应该检查的就是两台油泵电机控制箱;其次是要分别检查舵机控制箱的报警点到集控台、驾控台舵机报警板的正确运行、失压、错相、以及油温高、低油位等一些问题的存在;最后要将舵叶放置在机械舵角零位，还要将自动舵反馈装置以及舵角发讯器也全部调整到零位，需要特别注意的是一定要将它们的推动连杆调整到平行四边形的位置上。
舵机功能在实验过程中，单油泵舵机角度左35度—右30度，右35度—左30度，船舶检测规范最大不得超过28秒。
二、大型船舶舵机控制系统的检查和具体调试方法大型船舶舵机控制系统的检查以及具体的调试方法是：需要启动一套舵机动力装置，在驾驶台当中进行操作，并且要从中位开始，分别向两舷转舵，每增加5°的时候需要进行校核一次，直至到最大舵角。
然后在开始换用另一套动力装置和备用的遥控系统作同样的试验。
三、大型船舶舵机的安全阀调试调试之前需要做的准备工作工作油箱的油位因保持在油位计限位范围的2/3左右，如果在油不足时，需要从加油口进行补油。
在补油的时候千万千万要注意相同牌号的舵机油;还一定要注意检查各舵机油缸上的放气考克有没有正常关闭;检查舵机油温是否过高或过低，油压是否在正常的范围内;检查各滑动表面，在油缸、柱塞等滑动表面加以适量的工作油液，根据需要添加适量的润滑油或润滑脂。
XD0906液压舵机管理
2套主操舵装置 备用遥控系统
船舶辅机
Marine Auxiliary Machinery
第九章 舵机
[5]
3)舵角的调整
实际舵角与指令舵角偏差大于± 实际舵角与指令舵角偏差大于±1°，需要调整。 需要调整。 零位调整、放大比例环节调整。 零位调整、放大比例环节调整。 无追随机构的电气遥控系统 有追随机构的电气遥控系统
船舶辅机
Marine Auxiliary Machinery
第九章 舵机
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2)开航前试舵
轮机员：舵机房。 轮机员：舵机房。 驾驶员：驾驶台。 驾驶员：驾驶台。 Port:0,5,15,25,35。 Port:0,5,15,25,35。 Starboard:0,5,15,25,35。 Starboard:0,5,15,25,35。
船舶辅机
Marine Auxiliary Machinery
第九章 舵机
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4
滞舵滞舵-舵的转动明显滞后于操舵动作
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
(1)遥控系统响应迟滞。 (1)遥控系统响应迟滞。 遥控系统响应迟滞
传动间隙大、空气、储存弹簧张力小、液动主换向阀控制腔 的回油节流口部分堵塞或开度过小。
(2)主油路中有气体-机旁操舵滞舵现象不消除。 (2)主油路中有气体-机旁操舵滞舵现象不消除。 主油路中有气体
船舶辅机
Marine Auxiliary Machinery
第九章 舵机
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辅机试验室辅机试验室-开放实验室
The end of chapter 9
第九章 舵机
[2]
一 充油和调试 1 充油
(1)经滤器 经滤器向油缸加油，开油缸顶部放气阀。 开油缸顶部放气阀。 经滤器 开油缸顶部放气阀 (2)经滤器 经滤器向工作油箱加油至高位。 经滤器 (3)用手轮操纵方法，主泵小流量转舵至±30°，放气。 注意：油箱补油、系统放气、主泵不要长时间运转。 注意：油箱补油、系统放气、主泵不要长时间运转。
大型船舶舵机系统的调试及故障分析
大型船舶舵机系统的调试及故障分析罗智敏;梁思渊【摘要】船舶能够在水中按照驾驶者的意图航行,使船舶改变航向或维持指定航向,是依靠改变安装在船舶艉部船舵的位置来实现.因此船舶舵机对于船舶航行安全来说很重要,因此对船舶舵机调试的重要性也是不言而谕.该文通过介绍船厂建造的大型船舶舵机系统的调试方法,以及分析调试中易出现的故障,为调试人员在进行舵机调试工作时提供了参考.【期刊名称】《造船技术》【年(卷),期】2016(000)002【总页数】7页(P83-89)【关键词】大型船舶;舵机;调试;故障分析【作者】罗智敏;梁思渊【作者单位】上海外高桥造船有限公司,上海 200137;上海外高桥造船有限公司,上海 200137【正文语种】中文【中图分类】U664大型船舶通常是指15万吨以上的船舶。
在舵机调试过程中，要注意舵角指示器的指示误差，舵角限位开关动作正确性的校核，液压系统溢流阀、安全阀按图纸要求调整并清除转舵系统的振动和噪声，检查断电报警、过载报警的声音信号装置的可靠性等方面。
舵机经过性能调试后，无论是在船舶航行中，还是在锚泊时，都必须特别注意正常的巡查工作。
当舵机出现问题时应立即停泵检查原因，并采取消除措施，否则将直接影响船舶的航行安全。
(1) 清洁整个舵机系统。
包括清洁控制箱(舵机、舵承油脂泵)、电动机接线盒、舵机报警板、反馈装置、电磁阀、限位开关、执行电动机、自动操舵仪、自动舵控制箱、液压单元和系统管路等。
(2) 熟悉图纸及舵机系统的工作原理。
认真仔细检查系统设备安装及接线的完整性及正确性。
(3) 检查舵机控制箱与报警分站(SAU1)接口及其报警点的设制。
(4) 检查自动舵操舵仪与计程仪、VDR、SAU1之间的接口。
(5) 检查绝缘电阻。
主回路和控制线路的绝缘电阻值必须符合技术规范要求，自动舵控制回路测量时应该用万用表10 K档检查绝缘，严禁使用500 V高阻计测量，以免高压损坏半导体、集成电路元器件。
电动液压舵机的操作与管理解读
四、电动液压舵机运行管理
1．油位 工作油箱中油位应经常保持在油位计显示范围的2/3左右。如油位增高，可能是油中进入过多 空气或冷却器漏水；如油位降低过快，则表明有漏油处，应查明修复，然后经过滤器向油箱 补油。 2．油温 工作时最合适的油温是30~ 50℃。油温高于50℃时应使用油冷却器。油箱油温（泵进口处） 通常应不高出室温30℃以上，且一般应不超过60℃。当油温超过70℃时，油液的氧化变质速 度就将显著加快，一般应停止工作，查明原因，加以解决。油温低于10℃时不宜启动，室温 太低时应启用舵机室加温器。如油温低于10℃但尚不低于-10℃，而又急需启动，可让油泵在 油路旁通的情况下，空载运转一段时间或实行小舵角操舵，直至油温升至10℃以上再正常使 用。 3．油压 在主油路中，主泵排出油压应不高于说明书标定的最大工作油压，而主泵吸入侧的油压， 则应不低于吸油条件（开式系统）所确定的正常数值。辅油路中各处油压应符合设计要求。 4．滤器 运行中应经常注意滤器前后压差，及时清洗或更换滤芯（依其种类确定）。 初次使用的舵机更应注意清洗滤器。若在清洗滤器时发现金属屑，必须严密注意其属性 及增长情况，如金属屑数量继续增加，则表明系统内部有部件损坏。
电动液压舵机的操作与管理
一、电动液压舵机启动
1．启动前的准备 (1)检查油箱油位，保持在2/3左右； (2)检查各联轴节的连接紧固件是否松动，向各摩擦部位注油； (3)检查各阀件及管接头是否有漏泄； (4)操舵仪上的机组选择开关、操舵方式、选择开关以及转换箱上 的选择开关放“1”位，转换箱上的操纵部位转换开关置于“舵机 舱”。 (5)检查各阀门是否在所要求的位置上。 2．启动 (1)推上电闸、合上电源开关； (2)将转换箱上的机组选择开关扳至待用泵； (3)在启动箱上按启动。
实验四 液压舵机的操作实验 - 武汉理工大学---网络学堂
起动，监听泵的声响，如果有不正常的声响，应立即停机检查。 4.在操作台上将泵选择旋钮置NO.1泵，选择简操（非随动操作）， 对舵机小舵角操舵，看是否平稳，如果有强烈振动或噪声，则系 统中有空气，应排气。正常后进行操舵试验，检查机械舵角指示 器与操作台上舵角指示器的误差，应在半度以内。 5.将操作台上置随动操作，进行操舵试验，检查各舵角间的误差， 应小于半度。 6.一切正常后，即可正常使用。 7.停泊时，应尽量避免油泵偏心量为零时长时间运转，即使在不 可避免的情况下，也应限制在24小时内，因为这样对缸体和配流 盘之间的润滑没有好处。 （三）停车 1.将舵操到零舵角。 2.按下控制箱上的停止按钮，泵即停止。 四. 航机操舵实验与调整 1.起动舵机，手动操舵，从中位开始分别向两舷操舵，每增加5度 舵角校核操舵角、实际舵角、指示舵角的相互误差，直至最大舵 角。应该在半度以内。 2.分别用简操和随动操作的方式操作舵机使之左舵和右舵5度、
FORWARD
NO.3 CYL .
NO.4 CYL .
NO.1 CYL .
NO.2 CYL .
泵控型液压舵机原理图
三．起动与停用 (一)操舵前的准备工作； 1.工作油箱的油位应保持在油位计限定范围的2／3左右，如不足时， 从加油口通过滤网补油。补油时油的牌号应相同。 2. 检查各舵机油缸上的放气考克是否关闭。 3.检查舵机油温，油温应不低于100C，否则不立起动。室温太低时， 应启用航机室加热器。如油温低于100C但尚不低于-100C，而又急于 起动，可使油泵在油路旁通的情况下，运转一段时间，或用变量泵 以小流量、小舵角操舵，直至油温上升到100C以上为止。 5检查各滑动表面，在油缸柱塞等滑动表面浇以适量的工作油液，对 其余各摩擦部位和所装设油杯之处，应根据需要添加适量的润滑油 或润滑脂。 6检查动力电源是否正常。 (二)起动 1.合上电源开关，将NO.1机组置于主控，NO.2机组置于待机状态 （或NO.1机组置于待机，NO.2机组置于主控）。 2.应尽可能使泵在零位时起动泵，以免泵的起动电流过大。 3.按控制箱上（NO.1）起动按钮，伺服油泵先起动，几秒钟后主泵