Ship Lnspection
船舶舵机的营运检验
高小涛
（江门海事局，江门 529040）
摘 要：船舶舵机对于船舶安全航行非常重要，在船舶的营运检验中，对船舶舵机的检验是船舶验船师在检验过程中一项重要工作，本文希望通过对船舶舵机技术规范的介绍以及船舶舵机容易出现的故障分析和对船舶舵机进行营运检验的重点的论述，能够给验船人员在进行舵机检验工作时起到抛砖引玉的作用。
关键词：船舶；舵机；营运检验
Service Survey for Steering Gear
GAO Xiao tao
(Jiangmen Maritime Safety Administration, Jiangmen 529040)
Abstract: The steering gear plays a vital role in the safe navigation of a ship. Surveyors generally put great emphasis on the survey of the steering gear when exerting service survey. By introducing technical guidelines for the survey of the steering gear, analyzing the most common reasons for the breakdown of the steering gear and discussing the key survey items of the steering gear, the paper intends to give some useful advices as how to survey the steering gear to surveyors.
Key words: ship; steering gear; service survey
1 引言
舵机是保持或改变船舶航向，保证船舶安全航行的重要设备，使船舶可以在水中按指令航行。舵对于船舶航行的重要性是不言而谕的，舵机一旦失灵，船舶即刻会失去控制，甚至事故，而且船舶重量大，惯性大，停止距离长，如果在航行过桥梁、码头等设施时候，发生失灵情况，后果更是不堪设想。 2 舵机的构成
船舶的舵系统构成主要包括舵叶、舵杆、舵机等部分。船舵能够按照驾驶员的舵令改变船舵的位置是依靠舵机带动舵叶来实现的，而舵机作为舵系统的灵魂部件，却是整个舵系统中比较容易出现故障的部位，也是验船师在进行船舶检验时候检验的重点中的重点。
船舶舵机按驱动动力分为蒸汽舵机、电动舵机与电动液压舵机(简称液压舵机)。液压舵机具有重量轻、尺寸小、灵敏度高，工作平稳安全可靠，能缓冲风浪对舵叶的冲击，运转噪音低、振动小，而且可实现无级变速，功率范围广等优
点。目前稍大一些的船舶，几乎全部采用液压舵机，电动舵机仅仅用于一些小型的船舶上。故本文以液压舵机作为分析对象。
液压舵机可以分为泵控型和阀控型两类。采用电动机带动油泵，液压舵机用油液作为传递能量的介质，利用油液的个不可压缩性及流量、压力和流向的可控性来实现转舵。舵机通过油泵将机械能转化为油液的压力能，然后通过转舵机构将压力能又转化为机械能，来实现舵的左、右转向。
液压舵机由三大部分组成：转舵机构、液压系统与操舵控制系统。转舵机构用来将油泵供给的液压能变为转动舵杆的机械能，带动舵叶偏转。转舵机构可分为往复式和回转式两大类。液压系统的作用是向舵机提供足够的液压能．并设置所需的保护与控制装置。操舵控制系统的作用是传递舵令与控制操舵精度。
按照钢质海船入级与建造规范对舵机的基本要求，其中主要内容有：
1)每艘船舶必须具有一套主操舵装置和一套辅助操舵装置。或主操舵装置有两套以上的动力设备。应满足当其中的
作者简介：高小涛（1976─），男，工程师，从事船舶检验工作。收稿日期：2009年12月26日
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一个失效时，另一套应能迅速投入工作。
2)具有足够的强度并能在最大营运前进航速时进行操舵，使舵自任一舷的35°转至另一舷的35°，并且于相同条件下自一舷的35°转至另一舷的30°所需时间不超过28s。此外，在船以最大速度后退时应不致损坏。
3)辅操舵装备应具有足够的强度，且能在船舶处于最深航海吃水，并以最大营运前进航速的一半但不小于7kn时进行操舵，能在60s内将舵自任一舷的15°转至另一舷的l5°。
4)主操舵装置应在驾驶台与舵机室都设有控制器；当主操舵装置设置两台动力设备时，应设有两套独立的控制系统，且均能在驾驶室控制
5)驾驶室和舵机室之间，设有通信设施。
6)操舵装置应设有有效的舵角限位器。以动力转舵的操舵装置，应装设限位开关或类似设备，使舵在到达舵角限位器前停住。装设的限位开关或类似设备应该与转舵机构本身同步，而不应与舵机的控制相同步。
7)舵装置应有保持舵位不动的制动装置。
8)当主操舵装置要求动力操作时，应设有1个固定贮油箱，其容量至少足以使1个动力转舵系统包括循环油箱进行再充液。贮油箱应以管路固定连接，使液压系统能在舵机室内便于充液，并应设有液位计。
9)应设置两个独立的控制系统，使每个系统均应能在驾驶室控制。但这并不要求设双套操舵手轮或手柄。若控制系统是由液压遥控传动装置组成时，除10000总吨及以上的油船、化学品船、液化气体运输船外，不必设置第2个独立控制系统。
10)驾驶室和舵机室应固定展示带有原理框图的适当操作说明。此说明应表明操舵装置控制系统和动力转舵系统的转换程序。
11)由1台或几台动力设备组成的每一电动或电动液压操舵装置至少应由主配电板设2路独立馈电线直接供电。但其中的1路可以由应急配电板供电。3 舵机容易出现的故障
对于舵机日常比较容易出现故障的情况，主要分为两大部分。一是属于硬件类的故障，二是属于软件类的故障。
舵机的硬件类的故障是指与舵机相关的机器、设备发生了功能性的障碍，使得舵机不能正常工作发挥效用。常见的主要有：
1)舵不能转动故障。① 遥控系统失灵——此时机旁操纵正常。对电气遥控系统，可能是电路断路，也可能是其中的机械转动部分有故障。② 主泵不能供油——可换用备用泵加以验证。③ 主油路旁通或严重泄漏——此时主泵吸、排油压相近。主油路旁通可能是备用泵锁闭不严、旁通阀开启、安全阀开启压力过低或被垫起，阀控型系统则可能是因换向阀有故障不能离开中位所造成。④ 主油路不通或舵转动受阻——表现为主泵排出油压高，安全阀开启。最大可能往往是泵阀、缸阀未开或主油路的液控锁闭阀打不开。
2)通信系统的故障。驾驶员发出的舵令信号不能输出至舵机，舵机接收不到舵令。驾驶台与舵机间无法通话等。
3)电力系统的故障。动力电路、配电板等电力输出故障，使电动机无法正常运转。两路电力线路只有一路可以使用。
4)液压系统的故障。液压系统密封性能出现问题，有油路泄漏或有旁通现象、主油路锁闭不、油位过低、液压系统内有空气等问题。使液压系统不能正常运行。
软件类的故障是指与舵机运行有关的管理制度，船员对舵机的操作存在的问题。通常主要是船员对应急舵的操作不熟悉，在需要的时候无法启动应急舵。4 对舵机检验的重点
针对舵机容易出现的故障点，验船师就可以有针对性地开展检验工作。
1)检验应急舵的有效性。按照现代船舶建造规范的要求，船舶应当具有两套以上操舵装置。一套主推舵装置，一套为辅助(应急)推舵装置。这是为了保证在主推舵装置出现故障时，应急舵仍然可以继续保持舵的有效性，保证船舶的正常航行和安全。对应急舵的检验一般要求船方进行应急舵的实操，观察应急舵是否能够使用，运转是否正常。
2)根据规定，船舶检验应有两名及以上验船师参加，在检验舵的运转情况时，两名验船师相互配合进行。一名验船师在驾驶台发出舵令，另一名验船师在舵机间观察舵机对于舵令的反映。舵机在转舵运行过程中应运转平稳，无杂音无间歇性现象。从一侧满舵运行到另一侧满舵时，应反映灵敏，能够达到28s的时间要求。
3)检验舵角指示的准确性。在舵机上都安装有舵角指示器，舵角指示器是为了正确显示舵叶转动的准确位置，其所显示的角度指数应与驾驶台操舵转向的角度度数相吻合。当舵角指示器显示不准时，就会影响到驾驶员的对船舶的操纵，使驾驶员的判断产生误差，有可能使船舶发生触碰事故。在检验舵角指示的准确性时，是由两名验船师相互配合进行的。一名验船师在驾驶台观察驾驶台上的检查舵角指示器显示的读数，另一名验船师在舵机间观察舵机上舵角指示器显示的读数，二者应读数相同。
4)检验舵角限位器的有效性。舵角限位器是起到了对液压油缸的保护作用。
5)当舵角转动到最大角度时，油缸的活塞继续压缩液油，而舵叶已不再继续偏转，致使油缸内的压力不断增加，容易导致油缸破裂。而舵角限位器的存在就使得当舵角转动到最大角度时触动限位开关，限位开关断开电动机的动力起到了保护油缸的作用。所以验船师在检查舵角限位器时，应让船舶驾驶员分别打满左、右舵，观察当舵角转动到最大角度时舵角限位器是否发生作用，否则应当要求船方进行修复。
6)检验舵的液压系统的密封性能。舵叶的转动是依靠油缸内液体传递的电动机动力来实现的。所以舵机的液压系统要保证不漏油，不漏气和不积气，才能达到传递液压力的目的。液压系统的密封性能对舵机的正常工作（下转第50页）
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Enterprise Management
3.3 经济效益评价
产能方面
码头增加一台40t门座式起重机是构建完整修理巴拿马大灵便型船基地重要的配套设施之一，是船厂进一步解决产能吊运“瓶颈”制约，加快发展步伐的一项重要举措。这对于缩短船舶的修期和提高修船合同兑现率均有较大的促进作用，使船厂年产值新增加5000万元以上，将有力地支撑船厂生产经营拓展工作，实现新的突破。
经济方面
预计该项目投资总额（设备价格838万元+建设费用22万元）约860万元。另加浮坞改造投入2983万元，总共投入资金为3843万元，根据经营部门对市场及客户状况分析，测算船厂今后年承修巴拿马大灵便型船舶可达18艘，单船平均产值按300万元计算（不含改造船产值），年增加产值不低于5000万元，按38%平均利润率核算，年增加核算利润约1900万元，减除新增固定开支费用908万元，整体上预计年增加净利润922万元。
4 配置全回转大功率拖轮的必要性4.1 客观需求
菠萝庙船厂与上游的广东中远船务两浮船坞均完成了升级改造。两家单位浮船坞之间的距离由原来的400m缩短到365m，这对船厂的船舶进出坞作业会存在一定的安全隐患。为了确保船舶进出坞的安全，必须配置两艘大功率的拖轮协同进行拖带作业，而目前船厂只有2500kW拖轮一艘，必须建造一艘大功率的拖轮配合船舶进出坞以消除安全隐患。4.2 内在需求
拖轮的拖带工作是修船企业重要的生产步骤之一，对生产周转效率和修船的影响越来越明显。菠萝庙船厂浮船坞升级改造后，坞修能力已从3.5万吨级升至7.6万吨级，完全适合巴拿马大灵便型船舶进坞修理。承修船舶大型化势必对拖带作业能力提出新的要求，拖轮的配置在此起着“搭桥”作用，因此选择适型的拖轮是确保修船生产效率、水上作业安全以及缩短修期的重要环节。
在浮船坞与码头的升级改造步入正常运作后，大型全回转拖轮建造能及时实施，对解决船厂的生产矛盾和提升市场竞争力至关重要。4.3 经济评定
由于菠萝庙船厂的浮船坞和码头实现升级改造，已具备承接76000吨级大灵便巴拿马型船舶的完整修理条件，在直接增加坞修和涂装产值的同时，也会带动船体换板量的提升。
1）产值增量
按该项目投资后，预期将直接产生2300万元/年的坞修及涂装产值增量。按56%（参照2006年船厂相关产值的平均核算利润率）的核算利润率计算，预计项目投产后其直接新增核算利润1288万元/年。剔除同时新增的相关费用（含贷款利息、折旧费、燃油费、人员薪酬成本、维保费等）630万元，可获新增净利润（新增核算利润1288万元－新增固定
费用630万元）658万元/年。
2）投资回收期
按贷款3500万元，该项目投产后的年平均投资利润率为18.8%（658/3500）。若以当前一年期银行贷款利率6.84%作为投资保本收益率的衡量基准，则该项目投资回报率是保本收益率的2.75倍，已大大超过一般投资所要求达到的保底收益率10%水平，可见该项目投资效率明显，收益保证度较高。该项目正常开工建设期约8个月，假定资金在建设期内按进度分期投入，该项目含建设期的静态投资回收期=投资总额/利润增量=3500/658+0.66≈5.98年。依计算可以在6年期内全部收回投资成本，投资回收期相对较短，投资收益率较高，反映了该项目投资经济风险很小，具有较好的经济可行性。5 结论
紧跟国内外航运市场船舶向大型化发展的趋势，提升船厂发展空间。开展码头结构论证和对增加大型起重设备及大功率拖轮作出可行性的决策，是船厂着眼于企业的长远利益和可持续发展的思路和举措。
通过码头的升级改造，提升了菠萝庙船厂在华南地区的修船实力，为中海集团巴拿马大灵便型船舶安全运行提供了更好的保障和提高船厂市场占有率打下坚实的基础，展现企业自主创新的态势。
参考文献
[1] 中交四航局港湾工程设计院有限公司.菠萝庙船厂码头超设计船型靠 泊论证报告.2008.11
[2] 中交行业标准.港口工程规范[S].JTJ291-1998.
[3] 中交第一航务工程勘察设计院[M].海港工程设计手册.1994.1
（上接第55页）有着非常重要的作用。验船师在检验舵机时，应当注意观察舵机表面和舵机间的地面是否干净整洁、是否存在油污，还应当注意检验油缸表面是否存在修补过的痕迹。在检验液压系统的密封性时，应让船方开动舵机，注意观察舵机液压杆与液压油缸滑动处、液压油缸的其他接缝处是否有液压油渗出的现象，以便正确判断液压系统的密封性能。
在对舵机的检验过程中其他需要注意的，在舵机舱应张贴有应急舵的使用操作说明，并通过与轮机员的交谈，以了解他们是否熟悉应急舵的操作使用。通过以上的检验基本上完成对舵机的营运检验工作，对该船的舵机系统有了比较全面的了解。希望本文能够为船舶验船师有所帮助。
参考文献
[1] 中国船级社.钢质海船入级与建造规范 轮机[S].北京：人民交通出 版社，1996
[2] 费千.船舶辅机[M].辽宁：大连海事大学出版社，1998
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