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摘 要：在港口码头、海上桥梁及防坡堤建设过程中，需要大量自航船舶拖轮，其舵系是航行的关键设备。本文分析了拖轮舵系的常见故障及其产生的原因，提出了故障修理的技术要求，并针对我公司拖轮舵系故障维修实例进行了分析。
关键词：拖轮舵系 故障分析 故障修理 实例解析
中图分类号：U6 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）12（c）-0102-01
1 舵系常见故障与分析
（1）舵沉重，转舵不灵敏，转满舵需较长时间。在舵机功能正常情况下，发生该故障的可能原因有：舵叶进水使转舵负荷增加；舵杆弯曲或扭曲变形，使各舵承负荷不均，摩擦力增加；舵承损坏；舵系安装不正使某些配合件单面卡紧等原因造成。
（2）转舵时声音异常，有严重的撞击现象。主要是舵承与舵杆、舵轴、舵销等的配合间隙过大、转舵时舵叶忽左忽右产生撞击，或上舵承滚珠碎裂、护圈松动，转舵沉重并产生撞击。
（3）转舵不准确，舵角不正，正舵时舵角不在零位。舵角指示器正常时，主要是以下原因造成：舵杆扭曲变形，舵叶方向随之变化；安装舵时舵角没对准零位。当舵角指示器发生故障指示错误时，转舵也就不准。
（4）操舵轻松，但航向失去控制。可能是舵杆折断或舵桿与舵叶连接法兰螺栓脱落使舵叶落水丢失等原因引起。
（5）舵系振动。主要是由于舵系安装不正，舵承间隙过大，舵系安装部位的船体强度、刚度不足，上舵承底座强度不够等造成。
2 舵系修理技术要求
船舶进坞后，在舵系拆卸前应进行全面勘验，以确定修理内容和范围，并作为修后验收的依据。首先进行外观检查，观察各部位是否有变形，转动舵叶看是否灵活，检查密封装置是否损坏；然后用塞尺测量检查各配合件的间隙，如舵杆与舵承的配合间隙，舵销与舵销承间隙等等；最后结合图纸和规范的要求数据，判断出具体的损坏位置，再进行修理。
2.1 舵杆和舵销修理
舵杆过度磨损可采用堆焊金属，光车后继续使用。锈蚀面积超过总面积的25%应进行光车、补焊或堆焊不锈钢，光车后轴径减小值不得超过公称直径的10%，个别残留斑痕深度不超过0.5 mm；舵杆裂纹可进行焊补修理；舵杆上不允许有横向裂纹。舵杆弯曲变形时，直线度不大于2 mm/m允许冷校直；大于2 mm/m进行热校直，加热温度不超过650 ℃。
舵销磨损严重，与舵承间隙量过大时，可以对舵销进行堆焊光车，调整舵销和舵承的间隙量，达到最佳配合。
2.2 舵承修理
上舵承的检修：上舵承大多为滚动轴承，当轴承发生锈蚀、剥蚀、护圈破裂、滚珠（滚柱）严重磨损或破碎、转动不灵活时，均应予以换新。白合金或铁梨木滑动轴承磨损严重时，分别采用重浇白合金或更换铁梨木进行修理。
2.3 密封装置修理
对密封橡胶和密封填料进行检查，发现有漏渗水现象的应马上更换或者增加填料压紧，防止其腐蚀设备和影响航行安全。
3 实例分析与修理方案
实例1：泥驳155、156舵杆因搁浅上移卡死的事故。
故障分析：泥驳155、156舵为悬挂舵，舵叶底部比导流圈还低200 mm，该船在曹妃甸港运泥至预定位置进行抛泥作业时，因当地航道较窄，航道外水深浅，特别是遇到低潮时，船舶搁浅坐底，且当地涌浪较大，搁浅后被涌浪来回推击，发生舵叶被推击向上，造成舵杆上移，甲板盖被顶开，上舵承护圈和滚珠脱落，舵杆卡死，造成舵系完全失效，无法工作。因上舵承变形移位，中间舵承不受力，只起导向固定作用，只能是上舵承被顶起后，护圈脱落，舵杆偏移中心线，再加上自重因素，造成舵杆径向偏移，与轴承护圈卡在一起。
修理方案：因船舶施工环境恶劣无大型修理设备，只能利用液压千斤顶，倒链滑车等简单设备，修理方案如下。
（1）先将液压千斤顶放置舵柄位置，上顶舵柄以便将舵杆顶起，使舵杆与上舵承脱开，便于调整上舵承。
（2）用倒链，钢丝绳将舵杆固定住，防止将止跳环拆下后，舵杆下移。
（3）脱落的滚珠抹上黄油后装复原位，将护圈水平放平并来回四面轻轻敲击，以便滚珠能慢慢镶入护圈，并将护圈下端部分镶入轴承座中。
（4）装复止跳环，撤去倒链。由于舵杆和舵承位置仍然不正，相互间有力存在，所以此时舵还是卡在原位。
（5）在舵杆上方焊接一工字钢横梁，液压顶1放置在工字钢横梁和舵杆之间，用液压顶2放置在舵杆和侧板之间，其放置位置由舵承和舵承座间隙量决定。右侧隙量小，左侧间隙量大，液压顶2放置右侧往左顶，使左右两侧间隙平均，舵杆位于正中。
（6）用液压顶1往下顶住舵杆，移动液压顶2的位置来回调整舵承和舵承座的间隙量，工人用木质或其他非硬质工具敲击护圈四周，使舵承和舵杆能在上下左右的力的综合作用下，往下移动。最终舵承镶入舵承座，舵杆回复了原来高度。
（7）启动副发电机、液压泵，驾驶室操舵，来回转舵几次。测试结果：转舵灵敏，不卡滞，无异响，此时舵系已回复功能，可以正常使用。
实例2：交工53舵系（导流管式舵）使用中有异响和振动，并导致整个船舶尾部的振动。
故障分析：交工53在其操船航行时，尾部振动偏摆，明显可以听到舵的敲击异响，且舵效差。我们认为是舵系的舵杆和轴承，舵销和衬套的间隙量过大，导致舵杆，舵销来回偏摆敲击，发出异响。
修理方案：经拆检和测量，确定修理方案如下。
（1）舵销与舵销铜套磨损严重，间隙量远远超标。因坞期限制，决定对舵销补焊光车，铜套上车床内孔光车配合舵销间隙（舵销与铜套要求的安装间隙在0.80～1.00 mm，极限间隙6.00 mm）。
（2）中间轴承铜套磨损不多，光车即可。
（3）舵杆与上舵承（滚珠轴承）间隙量过大，拆检后发现，舵承磨损不大，舵杆工作轴颈由于长时间腐蚀，锈蚀严重，需将舵杆经行补焊，上车床找正光车至标准尺寸（轴承内孔与舵杆轴颈配合值在0.45～0.70mm）。
虽然拖轮舵系的故障较为复杂，但只要我们了解舵系的结构，了解其结构间正确的配合量，再结合修船现场的实际，充分利用现场的工具，运用我们的智慧，总会找到解决问题的方法。而且通过理论和实际的结合，通过舵系问题的解决，我们可以找到船舶维修管理的相通之处，那就是：完善理论、结合实际、勇于创新、精益求精。
参考文献
[1] 魏海军，金国平.轮机维护与修理[M].大连海事大学出版社出版，2008（4）.
[2] 王福根.船舶轴舵装置[M].哈尔滨工程大学出版社，2003（3）.
[3] 张剑.船舶维修技术实用手册[M].吉林科学技术出版，2005（7）.
关键词：拖轮舵系 故障分析 故障修理 实例解析
中图分类号：U6 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）12（c）-0102-01
1 舵系常见故障与分析
（1）舵沉重，转舵不灵敏，转满舵需较长时间。在舵机功能正常情况下，发生该故障的可能原因有：舵叶进水使转舵负荷增加；舵杆弯曲或扭曲变形，使各舵承负荷不均，摩擦力增加；舵承损坏；舵系安装不正使某些配合件单面卡紧等原因造成。
（2）转舵时声音异常，有严重的撞击现象。主要是舵承与舵杆、舵轴、舵销等的配合间隙过大、转舵时舵叶忽左忽右产生撞击，或上舵承滚珠碎裂、护圈松动，转舵沉重并产生撞击。
（3）转舵不准确，舵角不正，正舵时舵角不在零位。舵角指示器正常时，主要是以下原因造成：舵杆扭曲变形，舵叶方向随之变化；安装舵时舵角没对准零位。当舵角指示器发生故障指示错误时，转舵也就不准。
（4）操舵轻松，但航向失去控制。可能是舵杆折断或舵桿与舵叶连接法兰螺栓脱落使舵叶落水丢失等原因引起。
（5）舵系振动。主要是由于舵系安装不正，舵承间隙过大，舵系安装部位的船体强度、刚度不足，上舵承底座强度不够等造成。
2 舵系修理技术要求
船舶进坞后，在舵系拆卸前应进行全面勘验，以确定修理内容和范围，并作为修后验收的依据。首先进行外观检查，观察各部位是否有变形，转动舵叶看是否灵活，检查密封装置是否损坏；然后用塞尺测量检查各配合件的间隙，如舵杆与舵承的配合间隙，舵销与舵销承间隙等等；最后结合图纸和规范的要求数据，判断出具体的损坏位置，再进行修理。
2.1 舵杆和舵销修理
舵杆过度磨损可采用堆焊金属，光车后继续使用。锈蚀面积超过总面积的25%应进行光车、补焊或堆焊不锈钢，光车后轴径减小值不得超过公称直径的10%，个别残留斑痕深度不超过0.5 mm；舵杆裂纹可进行焊补修理；舵杆上不允许有横向裂纹。舵杆弯曲变形时，直线度不大于2 mm/m允许冷校直；大于2 mm/m进行热校直，加热温度不超过650 ℃。
舵销磨损严重，与舵承间隙量过大时，可以对舵销进行堆焊光车，调整舵销和舵承的间隙量，达到最佳配合。
2.2 舵承修理
上舵承的检修：上舵承大多为滚动轴承，当轴承发生锈蚀、剥蚀、护圈破裂、滚珠（滚柱）严重磨损或破碎、转动不灵活时，均应予以换新。白合金或铁梨木滑动轴承磨损严重时，分别采用重浇白合金或更换铁梨木进行修理。
2.3 密封装置修理
对密封橡胶和密封填料进行检查，发现有漏渗水现象的应马上更换或者增加填料压紧，防止其腐蚀设备和影响航行安全。
3 实例分析与修理方案
实例1：泥驳155、156舵杆因搁浅上移卡死的事故。
故障分析：泥驳155、156舵为悬挂舵，舵叶底部比导流圈还低200 mm，该船在曹妃甸港运泥至预定位置进行抛泥作业时，因当地航道较窄，航道外水深浅，特别是遇到低潮时，船舶搁浅坐底，且当地涌浪较大，搁浅后被涌浪来回推击，发生舵叶被推击向上，造成舵杆上移，甲板盖被顶开，上舵承护圈和滚珠脱落，舵杆卡死，造成舵系完全失效，无法工作。因上舵承变形移位，中间舵承不受力，只起导向固定作用，只能是上舵承被顶起后，护圈脱落，舵杆偏移中心线，再加上自重因素，造成舵杆径向偏移，与轴承护圈卡在一起。
修理方案：因船舶施工环境恶劣无大型修理设备，只能利用液压千斤顶，倒链滑车等简单设备，修理方案如下。
（1）先将液压千斤顶放置舵柄位置，上顶舵柄以便将舵杆顶起，使舵杆与上舵承脱开，便于调整上舵承。
（2）用倒链，钢丝绳将舵杆固定住，防止将止跳环拆下后，舵杆下移。
（3）脱落的滚珠抹上黄油后装复原位，将护圈水平放平并来回四面轻轻敲击，以便滚珠能慢慢镶入护圈，并将护圈下端部分镶入轴承座中。
（4）装复止跳环，撤去倒链。由于舵杆和舵承位置仍然不正，相互间有力存在，所以此时舵还是卡在原位。
（5）在舵杆上方焊接一工字钢横梁，液压顶1放置在工字钢横梁和舵杆之间，用液压顶2放置在舵杆和侧板之间，其放置位置由舵承和舵承座间隙量决定。右侧隙量小，左侧间隙量大，液压顶2放置右侧往左顶，使左右两侧间隙平均，舵杆位于正中。
（6）用液压顶1往下顶住舵杆，移动液压顶2的位置来回调整舵承和舵承座的间隙量，工人用木质或其他非硬质工具敲击护圈四周，使舵承和舵杆能在上下左右的力的综合作用下，往下移动。最终舵承镶入舵承座，舵杆回复了原来高度。
（7）启动副发电机、液压泵，驾驶室操舵，来回转舵几次。测试结果：转舵灵敏，不卡滞，无异响，此时舵系已回复功能，可以正常使用。
实例2：交工53舵系（导流管式舵）使用中有异响和振动，并导致整个船舶尾部的振动。
故障分析：交工53在其操船航行时，尾部振动偏摆，明显可以听到舵的敲击异响，且舵效差。我们认为是舵系的舵杆和轴承，舵销和衬套的间隙量过大，导致舵杆，舵销来回偏摆敲击，发出异响。
修理方案：经拆检和测量，确定修理方案如下。
（1）舵销与舵销铜套磨损严重，间隙量远远超标。因坞期限制，决定对舵销补焊光车，铜套上车床内孔光车配合舵销间隙（舵销与铜套要求的安装间隙在0.80～1.00 mm，极限间隙6.00 mm）。
（2）中间轴承铜套磨损不多，光车即可。
（3）舵杆与上舵承（滚珠轴承）间隙量过大，拆检后发现，舵承磨损不大，舵杆工作轴颈由于长时间腐蚀，锈蚀严重，需将舵杆经行补焊，上车床找正光车至标准尺寸（轴承内孔与舵杆轴颈配合值在0.45～0.70mm）。
虽然拖轮舵系的故障较为复杂，但只要我们了解舵系的结构，了解其结构间正确的配合量，再结合修船现场的实际，充分利用现场的工具，运用我们的智慧，总会找到解决问题的方法。而且通过理论和实际的结合，通过舵系问题的解决，我们可以找到船舶维修管理的相通之处，那就是：完善理论、结合实际、勇于创新、精益求精。
参考文献
[1] 魏海军，金国平.轮机维护与修理[M].大连海事大学出版社出版，2008（4）.
[2] 王福根.船舶轴舵装置[M].哈尔滨工程大学出版社，2003（3）.
[3] 张剑.船舶维修技术实用手册[M].吉林科学技术出版，2005（7）.