船用舵机液压系统分析及典型故障处理

２０１５年１１月

第４３卷第２２期

机床与液压

ＭＡＣＨＩＮＥＴＯＯＬ＆ＨＹＤＲＡＵＬＩＣＳ

Ｎoｖ.２０１５

Ｖoｌ.４３Ｎo.２２

ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ.ｉｓｓｎ.１００１-３８８１.２０１５.２２.０６１

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二故障诊断与维修工作三Ｅ-ｍａｉｌ：

ｗａｎｇｘｉａoｌｉｎ４２３＠１６３.ｃoｍ三

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三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理对故障产生的机制进行了分析三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三

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，主要由舵叶二舵杆二舵

机等部分组成，其作用是改变或维持船舶航向［１］三船舶航向的改变是依靠舵机带动舵叶来实现的，舵机在整个舵系统中处于重要地位三舵机的性能决定着船舶的回转时间和半径，影响着船舶的机动性三在船舶航行过程中舵机发生故障时，轻则导致偏离航向，重则影响应急规避造成事故，对船舶安全的影响是巨大的三

船舶舵机按照驱动动力的不同可分为３类，即蒸

汽舵机二电动舵机和液压舵机［２］三液压舵机具有质量轻二尺寸小二灵敏度高，工作平稳安全可靠等优点，能缓冲风浪对舵叶的冲击，运转噪声低二振动小，而且可实现无极变速，在现代大中型船舶上得到了广泛应用［３］三

１ 测量船舵机液压系统分析

某远洋船舶采用双舵设计，配备了２台Ｒoｌｌｓ-

Ｒoｙｃｅ公司生产的ＳＲ７４３Ｘ２型转叶式舵机三转舵执行

机构为球形，内部腔室结构为三腔型，主要由转舵油缸二定叶二球形转子二转叶二密封装置等部件组成三其中，定叶固定在缸体内部，转叶固定在转子上，在液压油的压力作用下，３个转叶在环形转舵油缸内可带动舵杆以恒扭矩转舵三该舵机为阀控型液压舵机，其液压系统如图１所示三

系统设有１号和２号两个相同的泵单元，两个单向定量泵３作主泵，经过操纵阀７和分配阀９，分别与３个转舵油缸Ｃ１Ｃ２二Ｃ３Ｃ４二Ｃ５Ｃ６组成２个可各自独立工作的闭式系统三２个泵单元中各设有分配阀９，该阀的旁通二隔离二工作３种工况可由旋塞手动调整，阀９常处于工作工况，可使２个泵单元并联工作同时向转舵油缸供油三正常航行时单用１台主泵供油

转舵，其流量即能满足在２８ｓ内将舵由任一舷３５?转至另一舷３０?的要求，并能达到额定转舵扭矩三进出港或窄水道航行时，可双泵并联工作，扭矩不变，转舵速度可以提高１倍［４］三

操纵阀７控制油液的流向，同时兼做主油路锁闭

阀；电气遥控的电磁换向阀８作为操纵阀７的先导阀，控制油由主油路提供三先导式溢流阀５做主泵安全阀兼卸荷阀，整定压力为１２.５ＭＰａ；溢流阀１０作防浪阀，整定压力为１５.６ＭＰａ三单向阀４位于泵的出口处起保护作用，防止系统中的液压冲击影响泵的工作，或当泵检修时防止油液倒灌三液控单向阀６位于回油路，起保压作用［５］三

在１号泵单元中，当操纵阀７两端的先导阀８电

磁线圈均断电时，两个先导阀均处于下工作位，阀７因两端控制油经先导阀８通油箱而回中，从而闭锁转舵油缸油路，主泵排油经操纵阀７泄回油箱，能保证主泵卸荷三若电气遥控系统使操纵阀某一端的先导阀通电，该导阀将处于上工作位，控制油从泵出口主油路经该导阀８进入操纵阀顶端，推动操纵阀阀芯离开中位，主泵排油经操纵阀和分配阀进入环形油缸三左转舵时，先导阀８.１电磁线圈通电，控制油进入操纵阀右端，向左推动操纵阀阀芯，使得操纵阀处于右工作位，此时Ｃ１二Ｃ３二Ｃ５为进油腔，Ｃ２二Ｃ４二Ｃ６为回油腔，液压油推动导叶进而带动舵杆顺时针转动，从而实现左转舵；右转舵时，先导阀８.２电磁线圈通电，操纵阀处于左工作位，此时Ｃ２二Ｃ４二Ｃ６为进油腔，Ｃ１二Ｃ３二Ｃ５为回油腔，液压油推动导叶进而带动舵杆逆时针转动，从而实现右转舵三当电力遥控系统失灵时，可在舵机舱直接顶动先导阀８的阀芯操舵三