sg90舵机工作原理_舵机跑舵？锲而不舍终除隐患！[通俗易懂]

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正文开始

一、前言 某司二条姐妹船采用 SSP5 型 360º全回转电力推进器，左右两台中压永磁电机推进船舶行驶，另外两面分别由两台 P14S 金杯油泵驱动三台CA210 型赫格隆内曲线液压油马达 360º控制船舶回转方向。在机动航行时使用港口模式，推进器可以 360º全回转，正常航行时使用海上模式，推进器只能在左右 35º以内回转，以控制船舶的航向。

二、故障概况

2020 年 2 月 21 日某轮从韩国 OKPO 港开航定速前从港口模式切换到海上模式后不久，右舵机液压锁报警(NO2 舵机在用)，回一下舵，警报会消除；当时看到有大舵角，以为是操舵角度过大引起的液压锁报警，但是不久后又一次报警，又通过回舵恢复。最后通知驾驶台使用 NO1 舵机，使用NO.1舵机后观察一段时间没有发现液压锁报警，继续航行。

二、原理简介 此回转系统采用的是泵控型闭式液压系统，系统原理如图 1，正常工作时， 当驾驶台给定一个舵令，三位四通电磁阀 1 的一边线圈通电，控制油经过三位四 通电磁阀1 控制液控三位四通阀 2 的一边，等在此阀处的液压油通过它的左或右位和斜盘伺服控制油缸相通，油缸一边进油，另一边回油，从而使斜盘发生偏转， 主油泵排油，经过主油路到达油马达的一侧，油马达另一侧回油，产生油压差使油马达转动，从而控制航向。

该系统是闭式系统，采用外部辅泵 14 通过低压选择阀 12 向系统补油，工作时一侧主油路产生高压，另一侧低压油则经低压选择阀 12 和背压阀 13回油箱， 辅泵 14 的油通过 K口经单向阀向系统补油。与主泵同轴的泵 4、5 是伺服控制油泵，向系统提供伺服控制油，阀6、7、8、9、10、11 集成在同一个阀块内，7、8 是主油路安全阀，9、10 是用来控制系统的伺服油压，使斜盘控制油缸两面油压平衡，溢流阀 3 控制主泵的油压。
三、故障查找： 1.2020年2月23 日在气象条件良好的状况下，和船长商量停下来检查，拆检 NO2 舵机控制阀块(也称为伺服阀块，图 1 中的三位四通电磁阀 1 和液控三位四通阀 2 集中在同一个阀块)拆出后发现电磁阀和液压阀松开，(本应二者通过螺纹连接在一起，见图 2)，将电磁阀和液压阀清洁干净，重新装回，启动舵机试验，左 右舵都能操作，但是发现舵角给定值和反馈值偏差很大，当不操舵时，舵机油泵空转，发现一直朝一个方向跑舵，检查时发现 NO2 舵机油泵斜盘指示指针不在零位，当时误以为跑舵是因为斜盘没有回零，油泵一直供油造成，因为当时在中国沿海航行，渔船太多，不能花太多时间试验检查，只能择机再做进一步检查。

2.在航行期间对右面NO. 2 号舵机多次检查，并与其它各舵机油泵比对，发现油泵斜盘指示只是指针偏转，而斜盘本身没有偏转，通过指示指针连接轴上面的马克可知，和其他几台舵机指示指针比较，斜盘基本上还是回到了零位。 这说明油泵应该问题不大，原因可能还是出在伺服换向阀块。 3.后来通过互换其他泵的阀块来确认故障，首先用原来的控制阀块，两侧电磁阀都没有装线圈，启动舵机油泵，发现舵朝右舵方向跑，然后将两个电磁阀阀芯对调，同样不装线圈，启动油泵，舵机还是朝右舵方向跑，以此判断，电磁阀及其阀芯都没有问题。最后将左面 1 号舵机控制阀块全部拆下来装到右面 2 号舵机上，启动油泵，仍然朝右舵方向跑舵。将右面 2 号舵机原来的控制阀块装到左面1 号舵机上测试，没有发现跑舵，这说明原来右面2 号的控制阀块和电磁阀都没有问题。 4.对右面两台舵机各测压点(6 处)进行测量，两台舵机的各个点压力基本相同，这可以说明各控制油泵也没有问题。最后右面两台舵机油泵全部启动，还是发现跑舵，停止 2 号舵机，只用 1 号运行，没有发现跑舵，这说明油马达没有问题。从目前的观察以及测试结果，不管是2 号舵机单独使用，还是两台舵机同时使用都会产生跑舵，归根结底，跑舵都是由于2 号舵机跑舵引起，跑舵时间稍长，就会产生液压锁报警，因为实际舵角不能及时响应设定舵角，从而引起液压锁报警。从 OP7 上观察，大概 3-4 秒左右，舵角会跑 1 度。 5.通过对换向控制阀块的测试，证明阀块没有问题，只能再次考虑油泵及油路，我们分析造成跑舵的原因，要么是舵机液压主油路不能锁闭，在一个方向始终有点油压，从而引起跑舵； 要么是泵内部密封不严，造成泄漏，从而引起油泵斜盘不在零位，因为油泵的斜盘只要稍微倾斜(肉眼很难发现)，都会导致排油，只要主油路有油压，油马达就会旋转，引起跑舵。 6.由于本航次为北欧航线，航线长，又要过运河，机动航行时必须使用两台舵机，这在进出港等机动航行时存在很大的安全隐患。如果NO.1号舵机也出现问题，到时很被动，因此将情况告诉机务主管，要求在新加坡加油时能安排专业厂家来船上查找故障并予以修理，防患于未然。
四、主油泵变向变量控制原理

1.在请求岸基支持的同时，我们还反复的研读说明书及各种资料，发现主油泵的变向变量是通过换向阀块中的换向滑块来控制，其原理如下图，图 3 是油泵斜盘在零位时的状态，此时换向滑块在中间位置，进油口(棕色)和上下两个出油口(黄色)都不通，从而控制油泵斜盘在零位，泵没有排量，舵机稳定在某一舵角。当实际舵角和给定舵角存在偏差时，操舵系统给出电信号控制换向阀块的电磁阀，电磁阀通电后，控制油控制换向滑块使进油口和其中一个出油口接通，如图 4所示，滑块朝逆时针方向转动与上面出油口(棕色)接通，向斜盘伺服控制 油缸(双向)一边进油，另一个油口(图 4 中下面蓝色油路)通过泵腔回油柜。 在油压差的作用下，斜盘带动伺服板(二者通过螺丝连接在一起)也朝着逆时针方向转动，当实际舵角和给定舵角相同时，电磁阀断电，换向滑块回到初始位置 (向顺时针方向偏转)，进油口和下路出油口接通，上路出油口通泵腔，在油压差的作用下，斜盘回到零位，再次隔断进油口和两个出油口，使舵角稳定在新的角度。
五、故障原因确认解决

1.在弄明白了主油泵变向变量控制原理后，对船上原来拆下的旧的控制阀块拆解，发现控制阀块上的换向滑块有两块，中间有弹簧和调节垫片(图 5)，靠阀块一边的换向滑块与阀块本身紧密贴合，另一边换向滑块与伺服板之间紧密贴合， 都是平面硬接触，相当于偶件。 想起前几天拍的伺服滑板的图片(图 6)上面有刮痕，正好在下面油孔的两侧，这样在高油压作用下不能形成密封，使部分油液 泄漏，从而造成跑舵。 因前几天检查用手摸，感觉划痕不深，认为不会影响操 作。

2.于是和船长再次商量停车，拆检右面 2 号舵机控制阀块和伺服板，将伺服板 拆出在研磨平板上研磨，消除划痕(图 6所示)，装复测试(先用右1号油泵的 控制阀块，后用  2  号原来阀块 ) 开始还是跑舵，比原来的跑舵速度慢多了，在机 旁反复手操舵几次 (让滑块和伺服滑板彼此互相研磨，形成密封面 ) ，再测试不跑舵了。 通过随后几天的使用，再没有出现过跑舵的现象。 转自船舶讲武堂

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