袁 德

（海裝駐廣州地區(qū)第三軍事代表室，廣州 510656）

某船首部裝有一套SP1650-CP 型可調(diào)螺距側(cè)推裝置。在試驗過程中，側(cè)推裝置出現(xiàn)了故障，技術(shù)指標不能滿足航行試驗大綱要求，需進行排查處理并重新進行試驗驗證。

1 故障現(xiàn)象

某船在進行側(cè)推裝置航行試驗過程中，按試驗手冊作左推和右推滿負荷運行試驗時出現(xiàn)了故障：螺距在0 位時，側(cè)推電機運行電流達到450 A；螺距在1/2檔時電流達到750 A ～780 A；螺距在1/1 檔時（滿檔）電流達到1 300 A ～1 400 A。三擋電流值均超過設(shè)備規(guī)定值，且負荷限制功能不明顯。

在碼頭對側(cè)推裝置進行試驗,發(fā)現(xiàn)左、右調(diào)距時間有差異：螺距由左往右調(diào)到止檔位時，左1/1 →0 用時14 s，0 →右1/1 用時14 s；螺距由0 位往右調(diào)到止檔位時，頂缸狀態(tài)壓力約為4 MPa；但螺距由右往左調(diào)到止檔位時，右1/1 →0 用時24 s，0 →左1/1 用時28 s；螺距由0 位往左調(diào)到止檔位時，頂缸狀態(tài)壓力約為2 MPa；同時在試驗過程中觀察液壓泵主油箱油位，發(fā)現(xiàn)在向左調(diào)螺距時，油箱油位下降明顯，停泵后油箱的油位緩慢上升至初始位置；檢查重力油箱，發(fā)現(xiàn)重力油箱頂部透氣蓋有液壓油溢出。

2 故障原因分析及排除處理

（1）調(diào)螺距速度變慢原因

側(cè)推裝置調(diào)螺距時，液壓泵的高壓油通過油管進入螺旋槳組件的配油器→配油管→油缸一側(cè)；當液壓油進入一側(cè)油缸推動調(diào)螺距時，另一側(cè)油缸的液壓油被壓回液壓柜；正常情況下，少量液壓油會在配油器泄漏進入重力油箱，然后通過溢油管流回液壓柜，液壓柜和重力油箱的液位基本保持穩(wěn)定。

（2）故障原因分析

① 對液壓站的閥件進行拆檢，包括先導式電磁溢流閥、調(diào)速閥、電磁換向閥、液控單向閥等，均沒有發(fā)現(xiàn)異常；

② 手動向右調(diào)螺距操作，重力油箱液位穩(wěn)定，手動向左調(diào)螺距操作，重力油箱液位快速上升；

③ 將A、B 管對調(diào)連接，手動分別向右/向左調(diào)螺距操作，發(fā)現(xiàn)向左調(diào)螺距時頂缸壓力依然偏低（只有約2 MPa）。

通過上述檢查并進行分析，基本判斷螺旋槳組件（水下）出現(xiàn)了泄漏故障，其可能由以下幾方面原因?qū)е拢?/p>

① 連接配油器的軟管老化破損或接頭變松；

② 配油器密封環(huán)異常磨損密封不嚴；

③ 槳轂活塞桿密封圈橡膠老化密封失效。

為了進一步查明故障原因，將該船進塢對調(diào)距槳組件進行拆卸排查，發(fā)現(xiàn)連接配油器的1 條軟管老化破損，槳轂活塞桿密封圈老化失去彈性，而配油器密封環(huán)的白合金沒有異常磨損情況，因此可以基本確定配油器軟管破損為主要故障源。更換配油器軟管及其附件后，再次進行效用試驗，螺距由0 位向左調(diào)螺距到止檔位用時14 s，頂缸壓力約4 MPa，故障排除。

3 各檔運行電流偏大

該船修后進行海上航行試驗，在試驗過程中側(cè)推裝置按試驗手冊作左推和右推滿負荷運行試驗：螺距在0 位時，側(cè)推電機運行電流達到450 A； 螺距在1/2檔時，運行電流達到750 A～780 A；螺距在1/1檔時（滿檔），運行電流達到1 300 A ～1 400 A，超出額定電流，負荷限制功能作用不明顯。

按該側(cè)推裝置設(shè)計：螺距在0 位時，側(cè)推電機運行電流應該在額定電流的1/3，即365 A 左右；螺距在1/2 檔時（即50%螺距）產(chǎn)生約10%的推力，運行電流應為465 A 左右。

進塢排查時，發(fā)現(xiàn)側(cè)推裝置螺旋槳槳葉附著的海生物較厚，造成螺旋槳在一定的螺距和轉(zhuǎn)速下比相應清潔螺旋槳要重，驅(qū)動所需動力比設(shè)計值要大，需要相應增大電動機電流。當容量增加到設(shè)備限定值時，就會出現(xiàn)電流超負荷故障現(xiàn)象，這就是側(cè)推裝置各檔運行電流負荷偏大的主要原因；對海生物進行清除出塢后的試驗驗證看：螺距在0 位時，側(cè)推電機運行電流為360 A； 螺距在1/2 檔時，運行電流為510 A ～600 A；螺距在1/1 檔時，運行電流為1 000 A ～1 100 A，故障消除，指標滿足標準和試驗大綱要求。

4 負荷限制功能失效

碼頭系泊試驗時，根據(jù)側(cè)推負荷限制功能進行了模擬試驗：在側(cè)推艙控制箱內(nèi)的電流互感器（1 500 A/5 A）加模擬電流（930 A），調(diào)螺距向“0”位移動，負荷限制功能正常；由于受條件限制，側(cè)推裝置無法進行1/1 檔時負荷限制功能試驗，因此系泊試驗無法判斷 1/1 檔時電機負荷限制功能是否能發(fā)揮作用。

在海上試驗時，螺距在1/1 檔時運行電流達到了1 300 A ～1 400 A，超出額定電流，負荷限制功能不起作用。

正常工況下，電流在1 000 A 時負荷應控制在限制螺距以內(nèi)，出現(xiàn)上述現(xiàn)象說明負荷限制功能沒起作用，最大螺距限定調(diào)節(jié)有故障；通過與設(shè)備供應廠家多次溝通分析和船上排查，檢測出負荷限制用EMS-2 電控系統(tǒng)電路板損壞；更換7 塊新的控制電路板后再進行模擬試驗，向右1/1 檔和向左1/1 檔時，電機運行電流降低至1 050 A ～1 100 A ，且螺距角穩(wěn)定，負荷限制功能發(fā)揮作用。

5 典型實用性問題分析

可調(diào)螺距側(cè)推裝置在部分性能參數(shù)調(diào)定或設(shè)定時，對相關(guān)技術(shù)問題的理解和處理出現(xiàn)了不同意見。本文對以下幾個典型問題進行實用性分析：

5.1 最高負荷驗收依據(jù)

有些船方認為，可調(diào)螺距側(cè)推裝置應以最大螺距角度的負荷狀態(tài)進行檢驗和驗收，即在螺旋槳滿螺距時側(cè)推裝置不能出現(xiàn)超負荷，并認為以電機的額定電流作為負荷限制值進行驗收不合理。這其實是對設(shè)備技術(shù)性能存在認識上的誤區(qū)，側(cè)推裝置設(shè)計時配置的電機及液壓系統(tǒng)性能與螺旋槳推進特性已進行優(yōu)化匹配，螺旋槳槳角預留有一定的儲備裕度，在正常工作時不能打到滿螺距狀態(tài)，一般最大負荷調(diào)定在80%～90%槳角位置。因此側(cè)推裝置修后試驗時，電機在額定電流時螺距角度不可能達到最大機械角度，而且負荷限制值是一個定數(shù)，最高負荷時最大螺距角度是一個變數(shù)（與槳葉的清潔狀態(tài)相關(guān)）：當船剛出塢試驗時螺旋槳槳葉潔凈，最高負荷時螺距角最大、功效最大；當螺旋槳槳葉積聚海生物后，最高負荷時螺距角變小、發(fā)出的功效變小。因此，最高負荷應以推進電機的額定電流作為負荷限制值，即負荷限制值在1 000 ～1 095 A 范圍內(nèi)，電流值達到了該值說明螺旋槳已發(fā)出了推進電機正常所能發(fā)出的最大功率。

5.2 最大機械螺距角度

SP1650-CP 型可調(diào)螺距側(cè)推裝置的機械變距行程為±51 mm、誤差±2 mm，該行程是最大的設(shè)計行程。在廠家的指導下，重新校準了機械零位，調(diào)試過程中以電機額定電流為依據(jù)，調(diào)整左右最大螺距，使電機電流在低于額定電流工況下穩(wěn)定運行。此時螺距反饋裝置零位偏左約5 mm，電氣左滿螺距行程38 mm、右滿螺距行程38 mm。

從調(diào)整后試驗數(shù)據(jù)可以看出：當左右螺距行程達到38 mm 時，電機的工作電流已達到額定電流，即達到負荷限制值；根據(jù)廠家提供的SP1650-CP 側(cè)推槳葉（平板槳）性能參數(shù)表，螺距行程達到約38.46 mm 時，對應的電機功率為584.1 kW，與原廠設(shè)備電機參數(shù)基本符合，此時螺旋槳螺距角為25°。因此，側(cè)推裝置正常使用中是無法達到最大機械螺距角的，螺距在1/1檔（滿檔）時的最大螺距角是25°，這是由設(shè)備廠原設(shè)計確定好的性能參數(shù)并由匹配好的槳葉與電機來實現(xiàn)的。

5.3 0～90°全范圍回轉(zhuǎn)

該船航行試驗驗證時，試驗海區(qū)海況為3 ～4 級，超出試驗大綱及試驗手冊要求的小于2 級海況。在此3～4 級海況下，分別向左、右1/1 檔時，反饋裝置機械行程一致（左滿3.8 cm，右滿3.8 cm）；但推到一定航向角度后出現(xiàn)反向回轉(zhuǎn)情況,無法實現(xiàn)在0～90°范圍回轉(zhuǎn)的要求。

針對上述回轉(zhuǎn)到一定航向角度后出現(xiàn)反向回轉(zhuǎn)情況，主要是因為試驗海況超出要求所致。在該海況下試驗，船受到的側(cè)向力約201.6 kN/m2，遠超出本船側(cè)推裝置的推力（約95.4 kN/m2）。

6 總結(jié)

（1）出塢后若長時間才進行航行試驗或側(cè)推裝置試驗，應清除主推進裝置和側(cè)推裝置螺旋槳的海生物，避免出現(xiàn)試驗負荷偏大故障；

（2）修前勘驗時，應對負荷限制功能情況進行試驗，記錄限制值；修后試驗，應以電流值設(shè)定負荷限制作為驗收標準（不以螺距角度為標準）；

（3）拆修側(cè)推裝置前（特別是塢內(nèi)拆修螺旋槳組件），應在液壓站操作電磁閥頂缸變螺距試驗（不起動主電機的靜態(tài)狀態(tài)下），記錄向左、向右的螺距機械行程，且經(jīng)相關(guān)方確認；

（4）為確保航行試驗的成功率，應在碼頭作側(cè)推裝置電氣系統(tǒng)試驗，調(diào)整好負荷限制值，若有故障可及早處理排除；

（5）航行試驗大綱中，要求側(cè)推裝置在2 級海況、零推力正舵及船低速航行正舵（3 kn 航速）情況下進行效用試驗，但實際運行情況中2 級海況以下的環(huán)境條件難以實現(xiàn)，因此試驗大綱評審時，應明確側(cè)推裝置在船低航速時的回轉(zhuǎn)試驗應以電機額定電流為準，檢查側(cè)推裝置能正常起動，啟動電流、工作電流符合設(shè)計要求即可。