船舶侧推装置电气故障成因及解决办法

2021-11-25钱朋中波轮船股份公司

珠江水运 2021年21期

钱朋中波轮船股份公司

李海林上海中波汇利船务有限公司

1.侧推装置的工作原理及故障分类

1.1 侧推装置的工作原理

船舶侧推装置是一种作用在导管中的推进设备，这种设备可以直接安装在船舶结构中的导管内。通常情况下，导管与船舶的纵向保持垂直状态，且导管内装置有螺旋桨，通过螺旋桨不断旋转促使船舶侧面拥有足够的喷流，该部分喷流帮助船舶形成侧向作用力。侧推装置的工作原理是利用液压装置不断转变螺旋桨的桨叶螺距角度的大小，实现对侧推作用力的调整和控制，最大正推力转变至最大反向推力的间隙只需要10～20s即可完成。

某侧推装置的结构组成非常简单，主要由电机组、反馈装置、电控系统、螺旋桨装置、液压系统共同构成。该设备实际运行过程中，依靠电控系统结合实际作业的需求发出控制指令，反馈器接收到控制指令以后将信号反馈至控制单元，控制单元分析指令后操控驱动单元的工作状态，并将液压系统的运行动作反馈给机械调距，由此实现对螺旋桨螺距角度的控制，通过螺距角度不断变化，形成不同作用力的推力，还可以实现辅助船定位、离港、靠港功能。

1.2 侧推装置电气故障的分类

结合侧推装置的结构组成特点，以探明电气装置故障的原因作为出发点来看，常规性的电气故障大致细分为以下几种类型：（1）电源故障：主电源AL420V主电机、油泵、HC48V报警器、AC240V加热器；（2）控制电路故障：电压短路、接地不合格、断线等；（3）设备和元件故障：组件运行温度过高、性能降低、无法运行。

2.实例分析

2.1 实例概况

为提高此次研究的可靠性与实用性，结合实例对问题展开调研。某船舱已经做好前期准备，正处于准备离港状态。控制室已经发出了侧推指令，机舱利用轴带发电机向侧推供电，但是侧推装置无法正常运行。每次启动运行持续10min以后，机舱内的主配电板的主控制开关都会表现出跳电现象，同时控制台上的自动启停、运行过载、油压过低三个警示灯会报警。

此外，该船舶具备收尾侧推功能，船舶运行过程中侧推持续的时间为24h，首端侧推与尾端侧推都需要配备2台并联发电机进行供电。某日，船舶的尾端推测装置启动状态正常，但是在启动首端侧推装置时，发电机的供电电压瞬间大幅度降低，促使两台并联状态的发电机被强制性憋停，船舶上的照明设备的灯光亮度迅速变暗，控制室多处出现警报，自动舵自动运行。船舶的首端侧推装置运行是利用主电机的固定转速进行运转，借助桨叶螺距角度不断变化促使两侧侧推装置开始运行。但是在实际运行的过程中，主电机突然中断运行，驾驶员再次启动发电机时发电机仍然无法运转，但是油泵处于正常工作状态，且未发出任何警报。

2.2 原因分析

当减速齿轮箱的换向电磁阀处于驻车部位时，那么运动轴仍会按照正常行驶的方向或倒车的方向进行运转，这就意味着在这个过程中螺旋桨并不会停止运行，促使其他设备无法正常运行。通过理论分析来看，并结合以往的检修经验，导致这种现象的具体原因主要有：离合器的活塞卡死、油压匮乏、密封不严密等。

（1）工作油压匮乏，促使离合器的活塞无法被推送至指定部位，在这种情况下则会出现减速齿轮箱带排现象。通过对齿轮箱的工作原理展开分析，导致油压匮乏的原因大致为：电机反向运转，无法正常产生工作油压；齿轮箱内的机油含有杂物，促使油路堵塞；油泵内的油位过低。

（2）齿轮箱密封不严密，转向开关出现堵塞，工作油压无法进入到油腔内，进而出现减速齿轮箱带排现象。工作油必须经过油管、转向开关、活塞才能进入到离合器的活塞部位，假若这个过程中任意一个组件发生故障都无法使工作油顺利进入到离合器中进行作业。

（3）齿轮箱启动过于频繁，促使离合器的花键损坏，也会导致减速齿轮箱带排现象。

（4）传动齿长期运行过程中形成大量的毛刺，促使齿轮无法脱开，也会出现减速齿轮箱带排现象。

（5）离合器的活塞进入其他杂物、活塞磨损比较严重、密封件老化都会导致活塞与油缸之间出现卡滞现象，在这种情况下反馈的油压必然会降低，进而导致离合器与输出轴进行结合。

（6）通过进一步的排查发现，以上介绍的各种现象全部由首端侧推装置故障而引发，主电网的电压不断降低。通过对两台并联式的发电机进行检查发现，电源方面并不存在问题。

通过现场对侧推装置的机械部分进行检查发现，盘车并未出现卡阻现象。控制箱检查结果：各个部位的继电器运行状态正常；通过检查主接触器发现各个线圈处于正常状态，但是打开主触头后发现，K73线圈的触头断裂，则这是问题的根源。通过对其工作原理进行分析可以了解到，首端侧推装置运行时，K71线圈与K73线圈通电以后会相互吸附合拢。在这种情况下降压装置会自动启动，在经过一定时间以后，K71线圈与K72线圈通电以后会相互吸附合拢，促使马达处于全电压状态下运行。但是假若K73的主触头断裂，那么变压器则会自动形成Y形电路，这就意味着缺少一相电，那么电机将无法正常启动，在经过一段时间后，马达会处于全电压的状态进行运转，冲击电源必然会导致发电机被憋停，当发电机被憋停以后，主配电板的电压则会瞬间降低。

3.解决办法

当减速齿轮箱带排故障出现以后，检修人员结合故障的具体情况展开深入分析，并作出合理判断。

3.1 原地检查

（1）先启动发电机，发电机会带动减速齿轮箱进行空转，这时检修人员应检查电动机的转动方向是否正常、工作油压是否正常。

（2）打开所有管路接头，检查油路是否出现堵塞、油路内是否存在杂物。

（3）打开孔盖，检查机油是否存在污渍；检查油位是否过低；检查机油；清洗滤清器；检查传动齿轮是否存在毛刺。

（4）检查油泵是否损坏；检查齿轮的间隙以及壳体是否损坏。

（5）检查转向控制开关的运转状态；检查油道是否堵塞。

3.2 拆解检查

当上述组件全部检查并排除完后，假若仍然存在带排故障，则应该拆开减速齿轮箱进行深层次检查。首先，结合带排现象的具体情况判断输入轴出现故障还是输出轴出现故障。当中间轴及输入轴组成部件拆除以后，检查油路是否存在堵塞现象，假若出现堵塞应立即进行疏通处理；检查离合器的花键是否损坏，假若损坏则进行更换；检查离合器的活塞以及密封圈是否正常，假若检查不合格也应立即更换。

若按照以上步骤全部检查以后仍然未发现异常情况。则开始模拟离合器的工作状态，在实际检查时发现，离合器的活塞存在卡滞现象。通过进一步分析发现，减速齿轮在经过长时间的运行以后，密封圈出现老化现象，导致活塞运行的过程中阻力非常大，回油的压力匮乏，促使活塞的运行状态受到了巨大的影响，进而导致带排现象。通过现场更换密封圈以后，再次启动侧推装置，发现侧推装置运行正常。至此故障排除。