船舶舵系主要由舵叶、舵杆、舵承、舵机及相关的传动装置等组成。其工作原理是通过舵机提供动力,经传动装置带动舵杆转动,进而使舵叶在水中转动一定角度,改变水流对舵叶的作用力方向,从而实现船舶的转向或保持航向。
腐蚀修复:对于舵叶表面的轻微腐蚀,可以采用打磨除锈后重新涂装防腐漆的方法。如果腐蚀较严重,出现坑洼或穿孔,需要进行补焊修复。补焊时要注意选用合适的焊接材料和工艺,避免产生焊接变形和应力集中。例如,对于钢结构舵叶,可选用与母材相匹配的焊条,采用多层多道焊的方式,并控制好焊接参数。
损坏修复:当舵叶出现变形或破损时,首先要对损坏情况进行评估。对于小的变形,可以通过机械矫正的方法进行修复;对于较大的变形或破损部分,可能需要切割更换新的钢板。在修复或更换后,要确保舵叶的形状和尺寸符合设计要求,并且要进行平衡测试,以保证舵叶的重心在合理范围内。
磨损修复:对于舵杆表面的轻度磨损,可以采用镀铬、堆焊等方法进行修复,恢复舵杆的尺寸和表面光洁度。镀铬工艺能够提高舵杆表面的硬度和耐磨性;堆焊则需要选择合适的焊接材料,如耐磨合金材料,然后进行精细的加工,确保舵杆的尺寸精度。
变形矫正与裂纹处理:如果舵杆出现弯曲变形,需要根据变形程度采用不同的矫正方法。对于较小的变形,可以使用压力机进行冷矫正;对于较大的变形,可能需要采用热矫正的方法,即在适当的温度范围内对舵杆进行加热,然后施加外力进行矫正。对于舵杆上发现的裂纹,要先确定裂纹的长度、深度和走向。对于浅裂纹,可以采用打磨消除或钻孔止裂的方法;对于深裂纹,可能需要采用焊接修复或更换舵杆的措施。
磨损修复与间隙调整:当舵承磨损导致间隙增大时,可以采用更换衬套或者对舵承进行镗孔镶套的方法进行修复。在更换衬套时,要确保新衬套的尺寸精度和表面质量符合要求,并且与舵杆的配合间隙要调整在合适的范围内。一般来说,舵杆与舵承的径向间隙应根据船舶的类型、舵系的尺寸等因素确定,例如,对于中小型船舶,径向间隙可控制在 0.1 - 0.3mm 之间。
润滑系统修复:如果舵承的润滑系统出现故障,首先要检查润滑油路是否畅通,清洗或更换堵塞的油管、滤清器等部件。对于润滑油泄漏的问题,要检查密封件是否损坏,及时更换损坏的密封件,如油封、O 型圈等,并且要保证密封安装正确,防止再次泄漏。
动力系统维修:对于液压舵机,要检查油泵的工作情况,包括油泵的压力、流量、泄漏等。如果油泵出现故障,需要对其进行拆解维修,更换磨损的柱塞、叶片、密封件等部件。对于电动舵机,要检查电机的绕组、轴承、电刷等部件,对损坏的部件进行修复或更换。同时,要检查液压油或润滑油的油质和油量,确保其符合要求,及时补充或更换油液。
控制系统维修:对舵机的电气控制系统进行检查,包括控制器、传感器、继电器、接触器等部件。使用万用表、示波器等仪器设备,检查电气线路是否存在断路、短路、接触不良等故障。对于损坏的电气元件,要及时更换,并进行线路的重新连接和调试,确保舵机能够按照指令准确地控制舵叶的转动。
校准:在调试舵角指示器时,首先要确保其准确性。将舵叶置于零位,调整舵角指示器的指针或数字显示为零。然后通过手动或电动方式转动舵叶至最大舵角(左舷和右舷),检查舵角指示器的显示是否与实际舵角一致。如果存在偏差,需要对舵角指示器进行校准,一般可以通过调整其内部的传感器或电位器来实现。
线性度检查:检查舵角指示器的线性度,即舵角指示值与实际舵角之间的比例关系是否在整个舵角范围内保持一致。可以通过在不同舵角位置进行测量和比较来验证,确保舵角指示器的线性度误差在允许范围内,例如,线性度误差一般要求不超过 ±1°。
空载调试:在舵机空载的情况下,启动舵机,缓慢转动舵叶,检查舵机的运转声音、振动情况以及舵叶的转动是否灵活。观察舵机的动作与舵角指示器的显示是否同步,检查舵机的控制性能,如舵机的响应速度、转向精度等是否符合要求。在空载调试过程中,要确保舵机和舵系各部件之间的连接牢固,没有松动、卡滞等现象。
负载调试:在空载调试正常后,进行负载调试。通过加载一定的模拟负载(如在舵叶上施加适当的水阻力),再次检查舵机的动力输出是否足够,舵叶是否能够在规定的时间内达到所需的舵角。同时,要检查舵系在负载作用下的稳定性,如舵杆的受力情况、舵承的磨损情况等,确保舵系在正常航行工况下能够可靠地工作。
码头测试:船舶停靠在码头时,可以进行简单的舵效测试。在船舶静止状态下,缓慢转动舵叶,观察船舶首部的转向情况。虽然码头测试受到水流、船舶系泊等因素的限制,但可以初步判断舵系的工作性能。
海上测试:在船舶出海航行时,进行全面的舵效测试。在不同的航速、载重和海况下,操作舵机使舵叶转动,观察船舶的转向速度、转向半径、航向稳定性等指标。根据测试结果,对舵系的性能进行评估和调整,确保舵系能够满足船舶操纵的要求。例如,在满载高速航行时,船舶应能够在规定的舵角范围内实现快速、稳定的转向。