带水封衬套舵叶舵杆的安装工艺

张学聪 林建伟

摘 要：本文以某大马力海洋工程船带水封衬套舵系安装失效的实例，分析了造成舵叶舵杆返松的技术成因及解决办法，对类似工程船舶的带水封衬套舵系的安装与修理，具有很好的技术参考价值。

关键词：舵叶舵杆；水封衬套；安装工艺

中图分类号：U664.31 文獻标识码：A

Abstract： With the failure instance of rudder system installation with water seal liner of a high-powered marine engineering ship， this paper analyzes the technical causes of the rudder slack and puts forward the solutions for it.

Key words： Rudder blade and Rudder Rod； Water Seal Liner； Installation Process

1 船舶舵系结构特点

某大马力海洋工程船为双机、双舵、双桨。其舵系结构特点是：（1）在舵叶的顶部安装了一个水封衬套，水封衬套座安装在船主体上；（2）舵机为圆球型转叶舵机，直身舵杆无键液压，4道膨胀环上紧。该船为悬挂舵带水封衬套的舵叶舵杆示意图如图1。

2 故障修理简况

该船2016年8月间出厂，在返回基地的途中船方反映舵效失灵。接报后，厂部工程技术人员赶赴基地，经实地勘验并转舵试验确认是舵叶舵杆已经返松。

再次进坞后发现：右舵叶已经完全松脱、左舵基本旋紧。经过工程技术人员的分析及以往的经验判断认为，造成右舵叶完全松脱的主要成因可能是右舵杆装高了，所以明确提出将舵机的膨胀环拆卸，将舵杆放下少许，然后才安装舵叶（见图2）；否则极容易造成安装在舵叶上的水封衬套顶住衬套座，无法保证舵杆的安装推进量，从而造成舵杆返松故障现象的发生。

由此，按照新工艺对舵叶、舵杆和舵机重新进行了安装，经测量安装前后的舵杆轴头数，证实了上述的判断和分析。测量和安装数据，见表1和表2。

安装完成后，在坞内进行了转舵试验；出坞后，进行了高速航行转舵试验，左右舵机及舵叶的操作性能恢复正常，符合相关规范标准的要求，交付船公司使用。

3 故障主要技术成因

从上述的测量安装数据以及对比情况可知：（1）造成右舵叶完全松脱的主要技术成因是：右舵杆装高了1.66 mm，致使安装过程中安装在舵叶上的水封衬套顶住了衬套座（连接船主体）；当舵杆上的液压螺母继续施压，舵叶并没有继续上行，反而将舵杆拉下至舵叶的安装锥度贴合面（该型号舵机的特点：当舵杆的轴向拉力超过舵机4道膨胀环对舵杆所产生的预紧力，会将舵杆拉下）；当液压螺母的推进油压卸除后，舵杆立刻向上缩回，从而使舵杆与舵叶的安装锥度位完全分离，右舵完全松脱；（2）左舵杆装低了0.38 mm，即左舵叶的水封衬套没有顶住船体的本体，所以左舵叶基本安装到位。

4 带水封衬套舵叶舵杆的安装工艺

4.1 带水封衬套舵叶舵杆的结构布置

4.1.1结构布置

对各类型的工程船，其舵系的结构布置各不相同。其中，带水封衬套舵叶舵杆的结构布置见图1。

4.1.2主要技术特点

（1）在舵叶的顶部安装了一个舵杆的水封衬套；（2）水封衬套上安装了2道水密骨架轴封；（3）水封衬套座安装在船主体上；（4）水封衬套与衬套座的止跳间隙约为1.00 mm，没有另设止跳块；（5）舵机为圆球型转叶舵机，直身舵杆无键液压，4道膨胀环上紧。

4.2 必备的技术参数

液压无键舵叶舵杆的安装，必须有三个必备的技术参数，否则不允许安装：推进量；推进压力；膨胀压力。

4.3 带水封衬套舵叶舵杆的安装工艺

（1）舵叶拆卸前，测量液压螺母的轴头数（液压螺母端面到舵杆轴头的距离），并做好记录；在液压螺母与舵杆对应的位置做好记号；拆卸保险；

（2）舵杆拆卸前，测量舵机处舵杆的轴头数并做好记录；

（3）各部件修理完成后，交付安装：在舵杆舵叶安装前，检查舵杆、舵叶锥度位的状况，必要时可用色油对锥度位进行接触面的检查，确认合格；

（4）完成舵杆的安装，但舵机处舵杆的膨胀环暂时不要完全上紧；测量舵机处舵杆的轴头数，需比拆前少3～5 mm（即：舵杆比原来低）；

（5）舵叶安装前对舵叶的安装工艺孔舱室进行清洁，清除杂物、砂硕等；彻底清洁舵杆锥度位、舵杆螺纹、舵叶锥度位、液压螺母螺纹、各液压接头等，必要时使用清洁剂进行清洁；

（6）舵叶拉到位后安装液压螺母；架设好液压油泵等；

（7）在舵叶与舵杆之间架设百分表，用以测量舵叶安装的推进量；

（8）按说明书或技术安装的要求对舵叶进行液压安装：首先干推5 MPa，将推进量的百分表调零，作为推进量的起始点；之后，按技术要求进行推进、膨胀操作，并记录相关的参数，直到符合安装要求；

（9）当推进量达到要求后，保持推进压力；将膨胀压力卸除，观察5分钟；待百分表的读数不发生变化后，将推进压力卸除；再观察10分钟，若读数不发生变化，说明舵叶与舵杆已经完全抱紧；

（10）将液压螺母旋贴并敲打紧；

（11）测量液压螺母的轴头数，与拆前的数据进行对比，以本次的安装轴头数为准；

（12）安装过程中应密切注意压力和推进量的变化：如果压力在升高但推进量没有变化，说明水封衬套可能顶底了，必须停下来查明原因并消除后，才能继续安装；

（13）将舵杆慢慢拉起，直到水封衬套顶住了衬套座；在舵杆处架设百分表，将百分表调零，然后将舵杆慢慢放下1.00 mm（止跳间隙）；

（14）依据舵机安装的技术规范与要求，将舵机处舵杆的膨胀环完全上紧，测量舵杆轴头数，与拆前的记录对比并以本次的记录为准；

（15）在舵叶安装工艺孔处、舵杆轴头与液压螺母间、液压螺母与舵叶间，烧制保险片，并验收合格；

（16）至此，舵杆舵叶的安装完成；按要求对舵机加油后进行坞内的转舵试验，并验收合格；出坞后，进行航行转舵试验，并验收合格。

5 结束语

本次带水封衬套舵系安装失效的实例与最终解决，是很好的技术总结与积累，希望对今后类似船舶的修理能够提供一定的技术参考。