船舶液壓系統(tǒng)原理及維修技術(shù)

船舶液壓系統(tǒng)原理及維修技術(shù)摘要：船舶關(guān)鍵的壓強傳送裝置是液壓系統(tǒng)，承擔(dān)著向船舶每一個組成部分傳輸液壓油的作用，從而驅(qū)動每一個零部件的正常運轉(zhuǎn)與高效運行。可是，因為船舶體系處于繁雜、惡劣的運行環(huán)境，不免受到外力的干擾與破壞，從而造成船舶液壓系統(tǒng)發(fā)生故障問題。由于液壓設(shè)備的安全性和平穩(wěn)性直接影響著船舶的正常行駛，因此必須掌握船舶液壓系統(tǒng)原理對其常見故障實施分析和診斷具有非常關(guān)鍵的意義。關(guān)鍵詞：船舶；液壓設(shè)備；故障隨著船舶液壓設(shè)備自動化和集成化程度的提高，液壓傳動技術(shù)已廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代船舶，特別是遠洋船舶。如閥門的開關(guān)，艙口蓋、水密門的啟閉，液壓舵機，液壓起貨機，起錨機以及自動系纜裝置等。這些液壓設(shè)備大多數(shù)處于露天甲板，經(jīng)常經(jīng)受風(fēng)吹、日曬、雨淋以及海洋氣候、自然條件等的影響，一旦出現(xiàn)故障勢必影響航行安全和經(jīng)濟性。因此，要加強日常管理，對設(shè)備的運行狀況了然予胸，防患于未然。如果出現(xiàn)故障，則應(yīng)根據(jù)情況，科學(xué)分析、及時排除。筆者現(xiàn)結(jié)合自己在船舶工作的實踐，談幾點粗淺的看法。1液壓系統(tǒng)的工作原理在液壓系統(tǒng)中，液壓泵擔(dān)負把電動機（或其他原動機）的機械能轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w壓力能，由管路傳遞的壓力能經(jīng)控制元件對其流量進行調(diào)節(jié)控制后，再通過液壓缸（或液壓馬達）把液體的壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能推動負載運動。具體工作原理如圖1。液壓傳動系統(tǒng)是由動力元件、執(zhí)行元件、控制元件及輔助元件組成，其作用見表1：圖1液壓系統(tǒng)工作原理2船舶液壓系統(tǒng)的常見故障與處理技術(shù)2.1動作故障一執(zhí)行原件速度過慢或不動作故障內(nèi)容：某輪在開艙時，發(fā)現(xiàn)艙口蓋裝置開始工作時具有正常的速度，但是隨著工作時間的延長速度逐漸降低，直到無法工作。故障分析及排除：執(zhí)行元件的供油量決定著執(zhí)行元件的運動速度。依據(jù)這一原理，我們首先對泵的進口濾網(wǎng)進行了拆檢，發(fā)現(xiàn)有黑色膠質(zhì)物糊滿其上，洗掉之后試車，速度比之前快了一些，但是仍然達不到正常的要求。同時，油溫隨著時間的延長而不斷升高，系統(tǒng)壓力也隨著時間的延長而下降，在60~70C時無法工作，也無法提高速度。從這些方面我們診斷為泵已經(jīng)具有極低的容積效率了。將其解體，發(fā)現(xiàn)泵已經(jīng)受到了嚴重的磨損，軸向和徑向間隙已經(jīng)極大地超過了合理范圍。將齒輪更新之后系統(tǒng)能夠正常工作了。從這里我們可以看出，該系統(tǒng)的工作速度在工作之初能達到要求的原因是具有較低的油溫、較高的粘度和較少的內(nèi)泄漏量。但是正常工作時油溫隨著時間的延長而升高，同時由于泵本身具有較低的容積效率，因此在損失能量的同時形成了熱量，加速升高了油溫，降低了油的粘度，加大了泵的內(nèi)漏泄量，設(shè)備在這樣的惡性循環(huán)下導(dǎo)致最終無法工作。我們知道，執(zhí)行元件的流量決定著執(zhí)行元件的運動速度，因此一旦出現(xiàn)此類故障，首先應(yīng)該想到是不是流量減少了。那么產(chǎn)生的原因可能是缺乏足夠的油泵流量或完全沒有流量，或進行執(zhí)行元件的流量在過多的系統(tǒng)泄漏下嚴重不足，或工作結(jié)構(gòu)的負載阻力無法被過低的溢流閥壓力克服等原因。2.2壓力故障某輪在港口開艙作業(yè)時，發(fā)現(xiàn)艙口蓋液壓系統(tǒng)壓力逐漸低落，由原來的1.2*107Pa降至8*106Pa就不再恢復(fù)，再調(diào)也調(diào)不上去。因為該系統(tǒng)使用時間較長，起初估計可能是液壓泵長期使用磨損較甚，內(nèi)漏泄量加大引起。拆檢齒輪泵，發(fā)現(xiàn)齒輪磨損程度不嚴重，軸向和徑向間隙稍有增大，重新調(diào)整間隙裝復(fù)后試車，故障仍未解決。但試車發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)原來在1.2*107Pa下運轉(zhuǎn)壓力平穩(wěn)，現(xiàn)在8*106Pa下壓力也仍平穩(wěn)，在壓力變換中，系統(tǒng)沒有發(fā)現(xiàn)明顯破壞現(xiàn)象。據(jù)此分析認為：既然壓力變換前后都平穩(wěn)，系統(tǒng)也未發(fā)現(xiàn)明顯破壞現(xiàn)象，可以認為該故障可能發(fā)生在溢流閥處，因為溢流閥的工作性能是容易受到其它因素的影響而發(fā)生變化的。拆卸溢流閥檢查，發(fā)現(xiàn)閥座處有污物，密封不良。清洗閥座后予以裝復(fù)，系統(tǒng)壓力恢復(fù)正常。上述問題的處理說明，此故障是由于油中污物偶然停留于閥座處，破壞了該處的密封而使系統(tǒng)壓力跌落。污物清除后該處密封作用恢復(fù)正常，所以系統(tǒng)壓力也恢復(fù)了正常。對于此種故障，如果污物偶爾被沖走，系統(tǒng)可自行恢復(fù)壓力正常，一旦污物再在此處停留，則又會造成壓力低落，因此予以更換油液或者凈化油液。2.3噪音和振動某起貨機液壓系統(tǒng)，當(dāng)壓力調(diào)到6.5MPAa時系統(tǒng)產(chǎn)生連續(xù)的"嘯一一”叫聲。檢查發(fā)現(xiàn)：（1）"嘯一一”聲發(fā)生在一溢流閥上（先導(dǎo)式），而液壓泵和其它閥上均無此聲音：（2）系統(tǒng)壓力在4.5MPa~6.5MPa時有此聲音，且隨著壓力的升高而增大。分析認為：“嘯一一〃聲與該溢流閥有關(guān)。解體該閥發(fā)現(xiàn)：主閥閥芯上阻尼孔過大。更換阻尼孔較小的閥芯后，"嘯一一”叫聲消失。從以上的分析處理可見，先導(dǎo)式溢流閥主閥閥芯上的阻尼孔過大時，主閥閥芯下面的壓力油，通過閥芯上的阻尼孔，再作用于導(dǎo)閥上的錐閥時，壓力油的壓力脈動與錐閥上的彈簧產(chǎn)生共振，使錐閥振動產(chǎn)生噪音。阻尼孔變小后，壓力油經(jīng)過阻尼孔再作用于錐閥，由于壓力油通過小孔后壓力達到平衡，就不再與錐閥上的彈簧發(fā)生共振，錐閥不再振動，"嘯——”聲隨即消失。引起噪音和振動故障的原因是十分復(fù)雜的。不但設(shè)備的機械、電器、液壓系統(tǒng)都可以引起噪音和振動，就是在液壓系統(tǒng)內(nèi)部，幾乎每個環(huán)節(jié)部位都可以引起噪音和振動。因此，分析和處理這種故障時難度較大，必須仔細分析。液壓設(shè)備的振動和噪音，主要由以下原因引起：（1）系統(tǒng)內(nèi)混入空氣；（2）液壓泵、控制閥等元件引起；（3）機械振動引起；（4）系統(tǒng)內(nèi)壓力、流量脈動，以及由此而形成的共振引起。有經(jīng)驗的輪機管理人員發(fā)現(xiàn)這種故障時，應(yīng)根據(jù)故障的特點，初步判斷是哪種類型原因引起的，然后再通過澆油、探聽、查看，以至解體檢查，找出故障原因，予以排除。2.4油溫過高液壓系統(tǒng)出現(xiàn)油溫過高的大致原因為：①有嚴重的泄漏。油泵壓力調(diào)整得過高、運動部件磨損后密封間隙增大、密封裝置損壞、油的粘度過低等都會使泄漏增加，加大能量損失。②卸荷回路工作不正常，系統(tǒng)不需要油液時，壓力油從溢流閥（或安全閥）溢回油箱，要產(chǎn)生大量的熱。因此要認真檢查卸荷回路中各類閥，恢復(fù)卸荷回路的正常工作。③油液粘度過大，引起液壓損失過大。④換向時的沖擊現(xiàn)象，造成不必要的能量損失，也會轉(zhuǎn)化為熱能。應(yīng)調(diào)節(jié)緩沖裝置，消除沖擊。⑤散熱不良，要檢查冷卻器等裝置。液壓油是液壓系統(tǒng)工作時傳遞能量的介質(zhì)，為了保證系統(tǒng)的正常工作，油溫應(yīng)保持在一定的范圍內(nèi)。如出現(xiàn)油溫過高時，要認真觀察現(xiàn)象，科學(xué)地分析處理，使設(shè)備達到經(jīng)濟、合理，安全運行的目的。3結(jié)語船舶液壓系統(tǒng)的故障診斷始終是困擾廣大輪機人員和液壓技術(shù)人員的難題。因為船舶液壓系統(tǒng)的安全性對于整條船舶的運行與生產(chǎn)非常重要，因此對船舶液壓系統(tǒng)實施故障診斷研究是非常有必要的。就算對船舶液壓設(shè)備的工作功能導(dǎo)致影響的要素特別多，同時船員有著相對強的流動性，可是只要具備相對高的責(zé)任心，加強對于理論知識的學(xué)習(xí)，再加上日常工作程序的實踐積累，一定可以把船舶液壓設(shè)施的管理、維護水平上提高到一個全新的高度。參考文獻：隋達.船舶機