摘要：通过对1100液压调距桨装置结构和工作原理的分析，介绍了该装置调距卡滞故障的修理试验情况、技术方案、总装后的调整以及原因分析。

关键词：调距桨；螺距；配油器；滑块

某天，北缆 船准备出海训练，在码头备航静态操纵调距时，调距桨装置螺距从正车21 倒车18 、倒车18 正车21 运行时，系统工作正常。但是在启动左主机(型号：8300ZC)后，转速在400r/min运转时，进行调距操纵，发现螺距在倒车位置4 ~5 时出现了卡滞的故障，系统不能正常工作。

1.调距桨装置结构和工作原理

1.1调距桨装置简介

该船调距桨装置为1100液压调距螺旋桨装置，船上有左右2台主机，主机型号：8300ZC，额定转速600r/min，额定功率：808kW(1100HP)。两台主机分别带动左、右轴系调距螺旋桨旋转。螺旋桨直径1.4m，有3个桨叶。调距桨装置调距时间一般约为15s，液压系统中的溢流阀调整压力为6.0MPa。

1.2基本结构

螺旋桨的桨毂分成两大部分。在前段桨毂的圆周上有安装桨叶用的3个安装孔。桨叶采用平面固定法，它用6个螺栓把桨叶固定在轴承上，在轴承的下面有一曲柄销，桨叶采用曲柄式旋转机构。桨毂的后段主要构成液压油缸，用螺钉固定在桨毂的前段上，装于油缸中的活塞用螺母与活塞杆连接。在活塞杆的前段用螺母固定着滑板，在三角形的滑板上有3个直槽，3个桨叶的曲柄销即插入其中。为了使活塞杆相对于桨毂只能移动而不能转动，在桨毂的前端装有支撑盘，后端装有支撑座，以保证活塞移动时与油缸轴心线保持一致。

配油器的轴套是有两半组成的，在轴套上有两个主油道，前端的油孔经细油管到油缸的左侧(正车腔)，后端的油孔经粗油管到油缸的右侧(倒车腔)。在主油道之间及其外侧有3道密封圈，中间的1道密封圈直接和压力油路相通，以加强两个主油路之间的密封作用，两侧的密封圈用来密封两侧的油路。

液压系统主要由油泵、电磁换向阀、溢流阀、流量控制阀和锁止阀等组成。

1.3工作原理

1100调距桨装置的操纵机构是一电动遥控追随系统，操纵手柄的位置代表螺距一定的大小。把手柄放到某一位置时，桨叶就会追随到与此手柄位置对应的螺距后自动停止，并且保持螺距不变。

当要增加螺距时，操纵手柄从后向前进方向扳动到某一位置，桨叶的位置(螺距)与手柄位置出现差异，操纵系统产生一个感应电动势信号，经整流放大后，使三位四通电磁换向阀的右边开关接通，右边电磁线圈通电吸合，滑阀左移。从油泵来的高压油经单向阀、细滤器，进入换向阀，而后从换向阀正车口出来经配油器、细油管自动推开上锁止阀，进入活塞油缸左侧(正车腔)。同时，压力油通过下锁止阀活塞，把控制油缸右侧油路上的下锁止阀也打开。所以活塞右移，经活塞杆带动滑板向右移动，最后通过桨叶下边的曲柄销使桨叶往增大螺距的方向转动。活塞右侧的油通过下锁止阀、配油器从倒车口进入换向阀，从回油口出来返回油箱。与活塞杆固定连接的油管带动锁止阀一起向右移动。然后再通过反馈轴承反馈到操纵系统，一是当桨叶转动到手柄相应的螺距时，使控制电磁阀开关的信号消失，电磁阀断电释放，滑阀回到中间位置，锁止阀关闭，活塞停止移动并稳定在此位置上；二是将螺距的大小通过反馈指针指示出来。

当要减小螺距时，动作与增加螺距相反。操纵手柄从前进向后方向扳动到某一位置，换向阀电磁线圈的左边开关接通，滑阀右移。压力油经换向阀从倒车口进入配油器，再经下锁止阀进入活塞右侧(倒车腔)，活塞左移，使螺距朝减小方向移动。

不变螺距时的工作。当桨叶位置与操纵手柄位置相对应时，操纵系统不产生信号，换向阀的二电磁线圈的开关均不通，滑阀处于中间位置，锁止阀关闭，活塞稳定在一定的位置上，螺距不变。

2.修前试验情况

基于对调距桨装置结构和工作原理的分析，我们在排除故障时遵循由简到繁的原则，决定对该装置调距失灵的故障做进一步的检查试验，以便制定出正确的修理技术方案。为此，启动左主机在400r/min时运转，操纵手柄变螺距运行，试验检查情况如下。

1)配油器反馈拉杆工作情况。经检查，配油器反馈拉杆运行时动作正常，无卡滞现象，拉杆各连接螺栓无松动现象。

2)检查调距桨装置零位。继续操纵手柄变螺距运行，使螺距角稳定在零位，经检查，无爬行现象，说明系统锁止阀没有出现渗漏等现象。

3)检查推进器表面有无杂物。经潜水员潜水检查，推进器表面没有渔网等杂物缠绕。

4)电磁换向阀手动试验情况。将电磁换向阀两端电线拆下，此项试验抛开电的问题，主要检查机械传动装置是否出现卡滞现象。

当主机转速在400r/min运行时，用手操纵电磁换向阀做正、倒车换向试验，发现螺距在倒车区域运行时系统润滑油压力相对偏高，在3.5~4.0MPa之间，压力应在1.5~2.5MPa之间，而且在倒车位置4 ~5 时出现了卡滞现象，系统压力升高到6.0MPa，溢流阀开启，系统开始溢流回油。因此可以确定液压部分是正常的，此故障主要是螺旋桨桨头内部机械零部件卡滞造成的。

3.修理技术方案

因螺旋桨在水线以下，因此，排除此故障需要进船坞内进行拆检修理，修理技术方案如下：①将螺旋桨总成(桨头部位)在船坞内拆下后，将总成吊回车间内拆检修理；②拆检叶片轴承，检查轴承与曲柄销工作面有无拉毛、起刺、脱落等现象，并测量间隙；③拆检活塞杆及滑板上的滑块，检查滑块工作面有无拉毛、起刺、脱落等现象；④拆检油缸活塞正车复位弹簧，检查弹簧有无变形、断裂等现象；⑤螺旋桨总成各密封件拆检后全部换新。

4.螺旋桨总成拆检修理

螺旋桨总成在船坞内拆下，吊回车间后分解，发现叶片轴承处的橡胶密封圈已经变型、老化，桨毂润滑腔里面有大量的海水，滑板上3个滑块的配合面拉毛、起刺，磨损严重，不能继续使用，因此需要换新。测量叶片轴承推力间隙0.26mm，已超标，安装间隙标准应在0.05~0.08mm范围内。检查其余各零部件均正常。

4.1滑块测绘加工

因坞修修理周期较短，船上没有现成的滑块配件，因此我们对滑块进行了测绘，然后进行机加工。滑块加工图见图1所示。滑块材料：QA19-4，3个；滑块内孔与曲柄销安装间隙：0.02~0.06mm；滑块两侧面与滑板凹槽安装间隙：0.03~0.06mm；滑块内孔与外表面的表面粗糙度Ra不大于1.6 m，其余表面粗糙度Ra不大于3.2 m。

4.2叶片轴承推力间隙调整

我们对叶片轴承的上轴承盘和下轴承盘进行了磨削加工，调整出推力安装间隙标准在0.05~0.08mm范围内。

图1滑块加工图

4.3螺旋桨在车间内的磅压试验

把经过测量修复的各零部件清洁干净，组装后，叶片轴承盘转动灵活。将桨毂体两端堵上磅压专用压盘，并从磅压接头处注满液压油，然后对桨毂润滑腔进行磅压试验，磅压压力为0.30MPa，同时缓慢转动桨叶承盘至两个方向最大位置，往复10次，保持压力5min，经检查，各部件无渗漏现象。

4.4总装后调整

螺旋桨总成与艉轴对接组装后，重新校对调整调距桨零位螺距，调整液压系统溢流阀的压力在6.0MPa时开启，调整流量控制阀的流量大小，使螺距从正车21 倒车18 、倒车18 正车21 运行时，时间分别约为15s。

5.故障原因分析

通过拆检情况分析，此次调距桨装置调距卡滞故障的主要原因是滑块卡滞所造成的。由于叶片轴承处的橡胶密封圈长久使用后老化，失去弹性，已经起不到密封作用，因此，在变螺距时，大量的海水直接渗入到了桨毂润滑腔，破坏了滑块内孔与桨叶承盘曲柄销之间、滑块外表面与滑板凹槽之间的润滑油膜，使润滑性能下降。因为缺少必要的润滑条件，加剧了滑块工作面之间的摩擦，最终使滑块工作面拉毛、起刺、卡住，导致了调距桨装置调距卡滞故障的产生。

6.试验结果

调距桨装置全部安装完毕后，经码头静态操纵调距试验，一切正常。再经过海上航行试验后，调距桨装置运转正常，船方十分满意，对该故障的排除给予肯定。