田振兴 袁朝义 张三华

摘要：作为水上运输的重要工具，船舶对于运输来说发挥着至关重要的作用，为了保障船舶运输的安全性，在船舶企业发展过程中，势必要检查船舶机械故障，定期进行维护，从而减少安全事故的发生。一旦船舶在运转过程中发生故障，不仅会对船舶运行产生一定影响，而且会危及船员的生命。本文针对船舶检验中的常见机械故障进行分析，对船舶设备故障诊断的重要性加以研究，分析船舶机械设备运转过程中常出现的部分故障，并提出了相应的处理办法，为船舶设备的正常运行提供一定的参考和借鉴。

Abstract： As an important tool of water transportation， ships play a vital role in transportation. In order to ensure the safety of ship transportation， in the process of the development of ship enterprises， it is bound to check ship mechanical faults and maintain them regularly， so as to reduce the occurrence of safety accidents. Once the ship breaks down during operation， it will not only have a certain impact on the ship operation， but also endanger the lives of the crew. This paper analyzes the common mechanical faults in ship inspection， studies the importance of ship equipment fault diagnosis， analyzes some common faults in the operation of ship mechanical equipment， and puts forward corresponding treatment methods， so as to provide some reference for the normal operation of ship equipment.

关键词：船舶液压设备;船舶机电设备;液压舵机;船舶检验

Key words： marine hydraulic equipment;ship electromechanical equipment;hydraulic steering gear;ship survey

中图分类号：F407.474                                   文献标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2022）03-0133-03

0  引言

船舶机械设备在实际运行过程中，由于受到外界环境和内部环境等多方面的影响，会造成机器产生故障，会对整个船舶运输行业产生不利影响，也会影响船舶企业经济的健康发展。根据目前我国船舶机械的运行情况，可以总结出船舶机械出现故障的原因有很多，不仅包含了建造材料质量不达标、工作人员在日常检查过程中不到位等等，而且还包含了机械零部件磨损、缺少备用油泵组等等。本文在分析中主要对船舶检验中常见机械故障进行分析，并且提出了故障处理的措施。

1  船舶机械设备故障维修的必要性及故障类型

1.1 船舶机械设备故障维修的必要性

船舶设备的故障较为复杂，并且呈现多样化和多元性的特点，在对船舶设备进行检查过程中，需要对不同的故障进行区分，防止不同故障交叉在一起，如果产生交叉问题，维修的难度是比较大的。第一，在正常运转过程中，如果部分船舶零部件不能灵敏的进行工作，会对整个系统产生不利影响，因此需要保障船舶机械系统的各个零部件正常运转。第二，引起液压设备发生故障的原因也比较多，在对液压进行日常检查过程中，需要对机械故障产生的原因进行综合分析，找到引起故障的真正原因，及时采取有效措施加以解决。第三，分析船舶设备的故障原因需要借助一定的船舶操作技巧，船舶设备出现故障与人为的操作经验有关，也与人为的反应速度有关，如果因操作不当会产生一定故障，也会影响设备的使用时间。

1.2 船舶设备的故障类型

①动作类。

当船舶设备处于高负荷的运转过程中，设备处于负载运行状态，在转向或改道过程中会出现一定故障。

②电气类。

当配电板无法送电或者出现线路短路的问题，会造成接线器出现松动，产生电气类问题。

③压力类。

当参数和数据不符合压力值的设计要求时，压力表会产生一定问题，无法进行调节，造成压力不稳定等故障。

④其他故障类型。

2  船舶检验中常见的机械故障

2.1 液压舵机不能回舵

在船舶设备运行过程中，会出现舵机满舵而无法运转的情况，造成船舶不能回中，而且带有刺耳的声音。在此时需要驾驶员将舵机进行转向，从而紧急刹车，避免船舶发生安全事故，造成这一系列故障的主要原因在于对多级转向的发电侧线圈有所损坏，也有可能是破坏了控制线路，从而造成驾驶台电位器出现故障，驾驶员应该将舵机转向，备用舵机设备是保障舵机正常运转的重要设备，如果发生一定故障则说明控制線路损坏。如果不是因为舵机房或者驾驶台定位器故障所造成的，需要通过对于电阻值进行测量，发现电阻值与相关规定的要求相符，如果也不是控制电阀所造成，那就只有可能是舵柱轴承或者舵柱卡阻所造成的，除了这两种原因，不会发出巨大的响声，需要维修人员及时进行维修和保养，让舵机恢复正常运转。

2.2 振动以及噪音

在船舶液压系统工作过程中，检查人员如果听见尖叫声，通过检查可以发现压力系统保持在4.5-6.5MPa，是会发出尖叫声音，如果是因为压力过大所造成的，压力会达到6.5MPa以上，如果发出连续噪声，则往往是由于出口管路的溢流阀上流出的，可以对阻尼孔进行替换，伴随着尖叫声得消失，可以根据分析看出，主要问题在溢流阀主阀阀芯上的阻尼孔不断变大，从而造成阀门上的弹簧压力变大，产生脉动共振，由此造成噪音的产生，如果阻尼孔变小之后，不会产生共振，噪声也会消失。

2.3 油温过高

如果液压系统出现温度较高的情况，主要原因有以下方面：第一，泄漏所造成，由于油孔的压力不断调高，一些零部件磨损之后增加了密封空间，造成能量出现失衡的情况。第二，当卸荷无法回落时，无法正常进行工作系统，不需要油液时，液压油会从安全阀返回油箱，由此产生大量的热。第三，油液粘度较高，造成液压损失较大。第四，散热性比较差。第五，在转向过程中出现了冲击的情况，损失了大量的能量，在能量丧失过程中，会产生热能，液压系统在传递热能中，主要的途径是液压油，因此为了保障系统的正常运转，应该将油温保持在一个正常范围内。如果油温过高会影响设备的正常运转，因此需要依靠科学合理的方法对油温进行检测，从而保障机器设备的正常运转。

2.4 锚机油马达运行较慢

在锚机转轴卡阻发生问题时，会使整个马达的运转效率不断降低，产生这种问题的原因与摩擦声效有关，大量的热量在轴承部位产生，会增加油管的出口油压，在进行检查时如果没有发生这种问题，则可以将这类原因进行排除，如果液压系统进入大量的空气，会进行氧化，造成液压油变质，并且造成污染。此外要对油泵的出口放气阀进行检查。如果发现大量的泡沫，伴随着臭味，颜色也会变黑，看到此种情况应该对锚机的系统进行检查，当发现甲板钢板等问题出现，应该对装置进行冷却，如果处于密闭空间，油液也会变质，降压油需要进行更换，从而将系统中的空气进行排空，恢复系统的正常运转。

2.5 船舶电子设备故障

在船舶机械设备运转过程中，需要大量的电子设备，因此需要依靠仪器、仪表等进行辅助，也需要对船舶的整体控制加以管理，在主控室的电子设备中往往会出现线路问题，受到外界环境等影响会出现故障，一旦电子设备出现故障，会影响整个船舶的正常运转。此外，作为船舶的供电设备，在运转过程中往往会产生电压问题，影响船舶的正常运转。

2.6 船舶机械设备故障

对于船舶机械设备来说，需要进行不断的检验和诊断，通过故障诊断技术可以发现船舶机械设备的潜在故障。通过智能化系统给出解决方案，对实际运行状况能够及时进行监控，通过大量传感器的监测情况得出机械设备的实际运行参数，当故障出现时，能够直接发现，对发生故障的设备进行维护或更换。

2.7 船舶机电设备故障

在船舶机械设备过程中，主要的机电设备问题包括隐性故障和显性故障，发热等问题会影响机电设备的运转，因此要对隐性设备和潜在故障进行诊断，发现机电设备的潜在危险及时进行维护，保障机械设备的正常运转。

2.8 船舶各零件建设材料质量不达标

目前在我国船舶运输行业发展空间仍然很大，其利润也是比较可观的，因此很多企业投入到船舶事业的发展过程中，但是在实际发展过程中，由于自身发展理念出现偏差，影响了企业的发展效益，因此在对船舶零部件进行材料选择过程中就出现了很多问题，部分质量不达标的零部件流入到船舶建设之中，使船舶建设质量出现问题，而船舶作为水上运输的重要载体，其安全性不言而喻，如果零部件质量不符合要求，就会使整体的船舶质量下降，给船员和货物带来一定的影响和危害。

2.9 工作人员检查范围不全面，工作不到位

由于船舶的零部件组成比较复杂，其应用的实际范围也比较广泛，因此在实际过程应用的过程中，喷油泵、螺旋桨等零部件也会常常出现问题，这就要求相关工作人员在日常检查过程中需要工作细致，加大零部件的检查范围，降低故障发生的概率，结合具体实际情况，根据船舶实际的开展情况，加强对船舶的全方面监管，对于船舶的故障要做一个细致化的检查，深入实际进行管理，从而减少船舶运输行业安全事故的发生。

3  处理船舶机械设备故障的措施

3.1 加强对液压设备的养护

对于船舶机器设备来说，液压系统是一个比较复杂的系统，对于出现的故障原因也应该进行综合考量，液压设备由于受到外界环境的影响，应该对这些设备进行日常的维护和保养，加强设备的安全性和可靠性，延长设备的使用寿命。当液压设备出现故障时，应该对其进行电气的更换和维修，液压设备的故障发生概率也与使用时间有巨大关系。液压设备的故障主要分为三个时期：第一，耗损时期，第二，早期故障时期，第三，偶然的故障时期。对于这三个时期，都要进行不断的维修和保养，保障液压设备的正常运转。

3.2 提高操作人员的技术和素质

提高操作人员的素质，能够对机器设备的运转发挥稳定作用，第一，进一步提高操作人员的综合素质，加强培训和学习，在培训过程中对故障进行讲解，让操作人员能够准确掌握故障方案的真正原因，对维修的办法进行分析和探讨，从而提高解决问题的能力。第二，要对操作人员的水平进行定期的考核，加强监督和管理，对考核结果进行奖惩，减少液压设备发生故障的概率，提高管理人员的水平，使工作更加顺利，防止液压设备产生损坏，节约成本，提高工作效率，保证人员安全。

3.3 信号采集与传感技术

对于船舶机械设备来说，要对故障进行诊断。首先要对目标信号进行监测，要实现这一目的，需要大量的传感设备进行支持，通过传感技术能够获得船舶机械设备的实际信息。对船舶机械设备的运行参数和性能加以了解，在获得信息之后进行综合分析，采用数据终端技术对相关数据进行筛选，最终实现信息采集，在船舶设备引入完整的系统之后，能够对多个设备的状态进行检测。目前船舶機械设备的故障点超过几百个，在近年来随着遥感技术和传感技术的不断发展，光纤式的传感技术得以应用，因此提高了船舶故障诊断的效率。随着信号技术不断发展的同时，引入高速的图像、图形显示技术，能够掌握故障的实际状况，形成图形，能够给相关技术人员提供反馈，节省时间，提高维修效率。

3.4 故障机理与故障特征

对于船舶机械设备的故障诊断来说，要想提高诊断效率，进一步提高诊断的科学性，要对故障的实际发生情况和形式加以明确，从而对故障能够进行有效的检测，需要对故障提出相应的解决方案，所以在检测船舶机械设备过程中需要进行大量的研究，根据故障的发生特点和类型，以计算机作为基础，对相关数据进行设置并进行验证，为船舶故障的诊断奠定基础。

3.5 信号处理与特征提取技术

在故障诊断技术中，最重要的技术之一是对相关信息进行采集和整理，需要对信号进行放大，对相关数据进行转化，通过预处理之后，将信号传输到模拟软件中。能够通过对数据进行动态检测，发现故障的先兆信息，基于此，能够对故障进行有效的预防，信号提取也是一项重要的技术之一，根据傅里叶变换等技术特点，能够对统计量、分析方法加以应用，形成现代化的科学技术，为故障诊断奠定理论基础。

3.6 故障识别与智能决策技术

在控制中心需要对船舶设备的运行信息状况加以识别，在识别的基础上提出相应的解决措施，故障识别的主要作用是对相关参数信息进行整合，能够根据计算机模型评估设备的运行状况，发现潜在故障。通过系统能够给出故障发生的原因，进行原因的分析和评判。针对目前故障诊断方法过程中出现的问题，能够及时高效的解决，对故障技术加以应用。目前常常采用的诊断方法包括神经网络诊断法、故障诊断法等等，在实际的船舶故障诊断过程中，为了提高准确率和科学性，往往还将其他办法加以结合，从而对不同的故障加以应用，目前在船舶柴油机等机械设备的诊断过程中，往往采取的是故障树法，这种方法比较高效，能够对柴油机的故障加以概括和发現。

3.7 基于计算机的智能诊断技术

在上世纪70年代，计算机技术得以不断发展，在各个领域应用的范围也在不断扩大，基于计算机的计算能力，能够对多种复杂条件加以分析，对于船舶机械设备来说，可以利用计算机进行模拟仿真，了解设备的实际运转，对发生故障的原因进行分析，采集相关信息，相关技术人员也可以基于相关参数和数据对故障加以检修，对故障进行排查，基于计算机的模拟诊断系统，设计了相对完善的诊断方法，引入数字模型、神经网络等方法。借助专家诊断法对机械设备的实际运行状况进行分析，目前在诊断发展过程中，常常采用的是故障输入、铁谱分析的诊断方法，这种方法能够在结合专家系统诊断的基础上，对相关信息进行整理和分析，对人工智能技术加以分析，提高诊断效率，提高诊断的精确性。相对于传统的故障诊断方法来说，效果更好，给船舶故障诊断人员提供便捷，在这一方面，我国也在加强财力和科技的投入，为故障诊断技术的发展提供了支持。

3.8 重视对船舶机电设备的数据管理

在对船舶机电设备故障进行诊断过程中，应该加强对机电设备数据的管理，以此作为依据，对船舶机电设备进行综合分析，诊断故障的技术人员在对设备状态进行检测过程中，应该对机电设备的资料加以保存，对资料分析的基础上，分析船舶机电的故障，为未来船舶机电的维修提供参考和借鉴，并且对不同的船舶机电设备也要加以分类，有助于提升船舶机电设备数据的完整性。

3.9 严把质量关，加强对船舶各部位的检查工作

首先，应该加强对船舶零部件的质量把关，加强对船舶零部件的检查，确保零部件质量是有所保证的。此外，也要加强对各个零部件的日常检查，在船舶机械设备使用过程中，螺旋桨作为重要的零部件，一旦发生故障将会影响船舶的运转速度，在天气良好的情况下，船舶机械设备如果发生问题，工作人员能够及时发现，但是在条件恶劣的情况下难以发现问题，将会对整个船舶运转产生影响，因此在对日常检查过程中要检查螺旋桨的实际运行状况，排查异常情况，对船体出现振动或者噪声等问题要及时的进行解决，如果船体在运行过程中出现震动，要降低船舶运转速度，对螺旋桨进行更换或维修，通过合理的办法对螺旋桨的叶片进行维修，如果出现裂缝要及时的进行维护。此外，也要加强对其他零部件均衡性的重视，控制好零部件之间的距离，充分满足船舶的使用需要。

4  结束语

在对船舶液压设备故障进行分析过程中，需要借助科学合理的办法，对故障的原因进行总结和概括，对于难度较大的故障，需要借助精密的诊断技术。目前，我国对于船舶液压设备的诊断技术还十分简单，需要不断提高技术人员的综合水平，当故障发生时能够全面对故障进行检查，找出故障发生的真正原因，及时采取措施，保证船舶机械设备的正常运转。

参考文献：

[1]向昌宇.船舶检验中的常见机械故障及其处理措施[J].珠江水运，2021（15）：41-42.

[2]卢智斌.船舶检验中常见船舶机械故障及其处理措施[J].低碳世界，2021（30）：266-267.

[3]韩坷，谢强，丁秋林.基于改进径向基神经网络的船舶设备故障诊断方法[J].计算机与现代化，2021（06）：8-14.

[4]刘锐，李铁萍，韩向臻，周国强.基于免疫遗传算法的核动力船舶设备故障诊断[J].舰船科学技术，2020，39（09）：118-122.

[5]韩理.海事船舶故障诊断系统关键技术研究[D].南京航空航天大学，2020.

[6]丁宏.船舶液压设备故障的成因分析和诊断[J].青岛远洋船员学院学报，2021（4）：25-26.

[7]郝圣桥.液压AGC伺服阀在线故障智能诊断的研究[D].上海：上海交通大学，2019.