船舶克令吊液壓泵故障分析與排除

1、引言船舶裝卸貨物雖可使用港口設(shè)備，但并非所有港口都有足夠的裝卸機(jī)械，同時(shí)考慮到船在開闊水面過駁及吊運(yùn)物料、備件等的需要，干貨船常安裝起貨機(jī)。起貨機(jī)的可靠性和工作效率對(duì)縮短港泊時(shí)間、加快航運(yùn)周轉(zhuǎn)、降低運(yùn)輸成本都具有重要意義。 船舶液壓設(shè)備包括舵機(jī)，錨纜機(jī)，液壓起貨機(jī)械，液壓開關(guān)艙裝置及其它液壓機(jī)械等，在現(xiàn)代船舶中被廣泛應(yīng)用，其重要性也非常突出。目前，船舶對(duì)柴油機(jī)，發(fā)電柴油機(jī)的管理技術(shù)已很成熟，如通過定期測(cè)取柴油機(jī)熱工參數(shù)，定期化驗(yàn)潤滑油等方法監(jiān)測(cè)其技術(shù)狀態(tài)，并進(jìn)行定期吊缸檢查等預(yù)防性檢修。但對(duì)一些液壓設(shè)備的管理我們還是缺乏經(jīng)驗(yàn)，有些船舶讓采取“小車不倒只管推”的管理方式，只有當(dāng)出現(xiàn)故障，影響營運(yùn)

2、時(shí)才進(jìn)行搶修，常常是“頭痛醫(yī)頭，腳痛醫(yī)腳”，管理上處于被動(dòng)狀態(tài)。1.背景 在某個(gè)航次中，四軌告訴四舵克令吊液壓泵漏油，懷疑是泵聯(lián)接軸的密封環(huán)老化，需要幾個(gè)人協(xié)同維修更換。換完軸封以后，四軌啟動(dòng)泵看是否良好，結(jié)果一切如想象中那樣沒發(fā)現(xiàn)漏油現(xiàn)象能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。到外國港口以后，由于需要用船吊裝卸貨，剛開始克令吊看起來很好用。但事情總有一些是我們想象不到的，到夜里十一點(diǎn)多四軌突然來敲門要加班，克令吊出故障了，沒法裝卸貨得趕緊搶修。問題出現(xiàn)在No.1克令吊液壓泵沒有排油。 為此，我們對(duì)液壓系統(tǒng)展開各種分析以便排除故障，使機(jī)器投入正常運(yùn)轉(zhuǎn)。2.克令吊液壓泵的分析 液壓泵。在液壓機(jī)械中，液壓泵的作用是將原動(dòng)機(jī)的

3、機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤河偷膲毫δ?，為液壓系統(tǒng)供給足夠的壓力的油液去驅(qū)動(dòng)執(zhí)行元件。容積式泵能產(chǎn)生較高的壓力，且流量受工作壓力的影響較小，故適合于作液壓泵。液壓泵有齒輪泵，螺桿泵，葉片泵和柱塞泵。2.1液壓泵類型由說明書中可了解到壽昌海輪克令吊上液壓泵是帶月牙形隔板的可逆轉(zhuǎn)內(nèi)嚙合齒輪泵。與外嚙合齒輪泵相比，帶月牙形隔板的內(nèi)嚙合齒輪泵結(jié)構(gòu)緊湊；吸油區(qū)圓心角大，吸油性能好；流量脈動(dòng)?。粐Ш祥L度較長，工作平穩(wěn)；還可采用特殊齒形或在齒環(huán)的各谷中開徑向孔導(dǎo)油，顯著減輕或消除困油現(xiàn)象，故噪音很低。其缺點(diǎn)是制造工藝較復(fù)雜；且漏泄途徑多，容積效率比外嚙合式低。其結(jié)構(gòu)如下圖 圖中齒環(huán)3與右側(cè)的圓盤和泵軸做成一體，泵軸由液

4、壓馬達(dá)帶動(dòng)。而圖中左側(cè)的底盤6上有月牙形隔板2和與泵軸偏心的短軸，短軸上面套著齒輪。當(dāng)泵軸帶齒環(huán)呈內(nèi)嚙合的齒輪隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生吸排作用，工作原理與外嚙合齒輪泵類似。 1-齒輪2-月牙形隔板3-齒環(huán)4-銷釘5-蓋板6-底盤 圖1 內(nèi)嚙合齒輪泵結(jié)構(gòu)原理圖2.2對(duì)不能正常排油的分析（1）密封間隙過大，內(nèi)漏嚴(yán)重（2）新泵及坼修過的泵齒輪表面未澆油，難以自吸（3）泵轉(zhuǎn)速過低、反轉(zhuǎn)或卡阻（4）吸入管漏氣或吸口露出液面（5）吸高太大（液壓泵一般500mm）（6）油溫過低，粘度過大（7）吸入管堵塞，如濾器臟堵或公稱流量太小，吸入閥未開等 （8）油溫過高或吸入油中的氣泡太多，產(chǎn)生“氣穴現(xiàn)象”（9）排出管漏泄或旁通

5、，安全閥彈簧太松（10）排出閥未開或排出閥管濾器堵塞，安全閥頂開針對(duì)以上種種原因進(jìn)行分析、檢查和排除，通過用壓力表測(cè)量泵出口是否有壓力否。結(jié)果泵出口壓力極小，導(dǎo)致無法正常排油，也就導(dǎo)致了克令吊無法正常工作。經(jīng)老軌和二軌分析，可能是上一次換軸封時(shí)，不小心帶入雜質(zhì)或安裝時(shí)方法不正確，泵內(nèi)出現(xiàn)磨損導(dǎo)致漏油。 泵的能量損失是由三種損失造成的：其中之一由于漏泄及吸入液體中含有氣體等造成的流量損失，用容積效率v（實(shí)際流量Q和理論流量Qt之比）來衡量，即 v=Q/Qt 當(dāng)裝卸貨情急之下，只能先換一臺(tái)新泵，然后投入正常運(yùn)轉(zhuǎn)。累了一宿的輪機(jī)員和機(jī)工，似乎終于完成搶修工作，本以為自此泵就能很好的運(yùn)轉(zhuǎn)。過了一天又是

6、在半夜，值班駕駛員又來轉(zhuǎn)告四軌No.1克令吊又是無法正常工作。經(jīng)四軌檢查，同樣的問題再次出現(xiàn)了，泵無法正常排油。給我們的第一反應(yīng)是會(huì)不會(huì)上一次換新泵時(shí)，系統(tǒng)液壓油帶入一些雜質(zhì)使得液壓油進(jìn)入泵中磨損密封部件導(dǎo)致泵無法排油，應(yīng)先對(duì)濾器進(jìn)行檢查是否有附上雜質(zhì)。結(jié)果濾器上帶有一些雜質(zhì)，使泵出口沒壓力的原因應(yīng)該同上回是一樣的泵內(nèi)部磨損。讓大家都很郁悶的是，上次換完新泵怎么又會(huì)出現(xiàn)這樣的問題，可能是我們忽略了一點(diǎn)“如果更換液壓泵、馬達(dá)等動(dòng)力元件有嚴(yán)重?fù)p傷，在更換新部件的同時(shí)應(yīng)徹底清洗液壓系統(tǒng)，因?yàn)榇藭r(shí)，損壞部件所產(chǎn)生金屬磨削已經(jīng)污染了系統(tǒng)，否則，新的部件在帶著磨料的油液壓里工作，會(huì)很快造成磨損”。為此我們

7、吸取上一次教訓(xùn)是，這次換完泵后安裝時(shí)要做好各種準(zhǔn)備和清潔工作。3 液壓油對(duì)液壓系統(tǒng)的影響在液壓裝置中,液壓油不僅用來傳遞液壓能,也起潤滑,散熱和防銹作用。其性能對(duì)液壓裝置的工作性能和使用壽命由重要影響。3.1對(duì)液壓油的要求對(duì)液壓油的要求是：（1）黏度適宜，黏度指數(shù)較高黏度是選擇液壓油應(yīng)考慮的首要因素。若黏度太高，則各部件的運(yùn)動(dòng)阻力和管路流動(dòng)阻力增大，液壓油排出壓力會(huì)增高，使裝置的機(jī)械效率下降；而且使泵的自吸能力降低，起動(dòng)時(shí)會(huì)吸空。若黏度太低，則漏泄量增加，裝置的容積效率下降，油更容易發(fā)熱，執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度也會(huì)降低；而且黏度過低則油膜承載能力下降，會(huì)導(dǎo)致磨損增加。（2）質(zhì)地純凈，水分和機(jī)械雜質(zhì)

8、含量極微。（3）安定性好：不易因氧化，受熱，水解而變質(zhì)，因節(jié)流而反復(fù)受剪切時(shí)黏度變化小。（4）有良好的潤滑性和較高的油膜強(qiáng)度，以減少液壓元件的磨損。（5）防銹性好，不銹蝕金屬。（6）抗乳化和抗泡沫性好。混入水分不易乳化，混入空氣后泡沫消散快。（7）與橡膠材料相容性好，不會(huì)使密封件軟管變形變質(zhì)。（8）開口閃點(diǎn)至少要高于135，要能滿足防火要求；傾點(diǎn)（在試驗(yàn)條件下能流動(dòng)的最低溫度，比凝固點(diǎn)高23）至少要比最低又油溫低78。3.2過濾器的使用2.1液壓系統(tǒng)中過濾器的功用（1）濾除油液中的污垢顆粒，防止運(yùn)動(dòng)部件卡死、零件劃傷、油道堵塞等故障，提高系統(tǒng)工作的可靠性和穩(wěn)定性。（2）濾除油液中的細(xì)小顆粒雜質(zhì)

9、，防止零件磨料磨損，延長使用壽命。為此，過濾精度應(yīng)滿足需要保護(hù)的滑動(dòng)間隙。（3）通過分析過濾器中積留污染物，分析故障隱患，查找磨損部件，監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行。2.2液壓系統(tǒng)中過濾器的安裝位置（1）油泵吸入管路濾器 目的時(shí)濾除較大顆粒，保護(hù)油泵 要求其壓力降不超過0.02MPa，以保證泵吸入充分不產(chǎn)生氣穴現(xiàn)象。濾芯和流量一定，濾芯的過濾精度越高，壓力降越大；流量一定，濾芯的過濾面積越大，壓力降越??；油液的粘度越大，壓力降越大。（2）油泵出口管路濾器目的時(shí)保護(hù)泵及其安全閥以外的零部件。要求其有足夠的強(qiáng)度，以承受高壓和壓力沖擊。一般需要設(shè)置指示器和并聯(lián)一個(gè)單向溢流閥，以保護(hù)濾芯和防止因?yàn)V器堵塞引起的泵過載，

10、（3）系統(tǒng)回油管路濾器目的時(shí)濾除零部件磨損產(chǎn)生的金屬屑和橡膠顆粒，防止油液和系統(tǒng)受污染。要求濾芯的流量大于至少等于油泵的全部流量；允許有較大的壓力降；允許濾芯的強(qiáng)度和剛度較低。應(yīng)并聯(lián)單向旁通閥，以防止油液低溫啟動(dòng)時(shí)高粘度油液通過濾芯堵塞等于引起的系統(tǒng)高壓力升高。4 對(duì)液壓泵進(jìn)行拆卸檢修 問題都是出現(xiàn)在液壓泵出口沒有壓力，同樣的問題既然在三天內(nèi)發(fā)生了兩次,這不得不引起老軌和輪機(jī)員的重視。為此，老軌安排對(duì)換下來的液壓泵進(jìn)行解體檢修。對(duì)此，我們要注意的是怎樣對(duì)泵解體：4.1液壓泵的解體（1）將泵殼從機(jī)架上拆下（2）對(duì)泵各個(gè)連接處做好標(biāo)記（3）用三爪來出器拆卸聯(lián)軸節(jié)（4）沿著軸的方向向外撥動(dòng)填料壓蓋和

11、旋出調(diào)節(jié)圈（5）拆下油泵端蓋（6）拆下軸承（7）抽出主動(dòng)輪和從動(dòng)輪因?yàn)榇艘簤罕檬菐г卵佬蝺?nèi)嚙合齒輪泵，主動(dòng)輪與從動(dòng)輪之間存在月牙形隔板。當(dāng)然，拆卸過程中，需要注意各個(gè)部件的位置以及參見說明書。 結(jié)果，從拆下來的泵部件中發(fā)現(xiàn)起密封作用的徑向盤密封道中存在明顯的劃痕，經(jīng)輪機(jī)員分析，這原本是起軸向密封作用。但，在密封處卻出現(xiàn)幾道劃痕，明顯使得齒輪油回流，使得液壓泵的出口壓力降低，從而排不出油，導(dǎo)致克令吊無法正常工作。然而，原泵出現(xiàn)這種問題出之有因，新泵也出現(xiàn)出口壓力低。不得不讓我們把新泵也解體，令我們驚訝的是，同樣是徑向盤出現(xiàn)劃痕，只是劃痕比原泵來得少而已。雖如此，效果都是一樣的，泵內(nèi)油出現(xiàn)回流，導(dǎo)

12、致出口壓力極低，無法正常吸排。徑向盤磨損見附圖4.2液壓泵的使用注意事項(xiàng)正確地使用和管理液壓泵對(duì)保證其可靠工作和延長使用壽命至關(guān)重要。主要應(yīng)注意以下各項(xiàng)：（1）泵軸與電動(dòng)機(jī)應(yīng)以彈性聯(lián)軸節(jié)直連，軸線同心度誤差應(yīng)0.050.1mm，不允許采用皮帶、鏈輪等有徑向負(fù)載的傳動(dòng)方式。底座必須有足夠的剛度。（2）為使泵的軸承和各相對(duì)運(yùn)動(dòng)部件得到潤滑，初次使用或剛拆修過的泵，啟動(dòng)前必須向殼體內(nèi)灌油。殼體內(nèi)的油壓通常應(yīng)0.1MPa，以保證殼體的密封不致承壓過大；輔泵的油經(jīng)主泵殼體流回油箱以冷卻主泵的系統(tǒng)尤須注意。（3）必須選用適當(dāng)黏度等級(jí)的工作油。工作時(shí)油壓和油溫不超出規(guī)定。（4）必須注意保持工作油清潔。如果油

13、中固體雜質(zhì)多，不僅會(huì)使磨損加劇和容積效率降低，而且還可能阻塞內(nèi)通道，或造成卡阻以及變量機(jī)構(gòu)失靈等故障。（5）泵內(nèi)配合偶件精度很高，且經(jīng)研配，拆裝時(shí)不應(yīng)用力捶擊和撬撥，并應(yīng)防止換錯(cuò)偶件。拆裝時(shí)應(yīng)特別注意保持清潔，裝配前各部件用揮發(fā)性洗滌劑清洗，并用壓縮空氣吹干，不宜用棉紗等容易留下殘留物的材料擦干。5 液壓系統(tǒng)預(yù)防維修5.1要注重保持液壓油的良好品質(zhì) 對(duì)于知名品牌液壓設(shè)備，液壓系統(tǒng)80%的故障都是由液壓油污染造成的，所以做好預(yù)防性維修也是首要工作。日常向液壓設(shè)備注入新油時(shí)要注意必需經(jīng)過精濾，圖省事將濾器去掉的做法是十分錯(cuò)誤的。因?yàn)榇蟛糠中掠偷挠皖w粒污染度都超過了高壓系統(tǒng)所希望的等級(jí)，而高精度濾油

14、不僅可以降低故障發(fā)生率，也可以使元件壽命提高4-10倍。所以每年或液壓系統(tǒng)每工作600小時(shí)對(duì)液壓油進(jìn)行一次品質(zhì)檢測(cè)，檢查的內(nèi)容包括黏度、酸值、水分、閃點(diǎn)及污染度，發(fā)現(xiàn)超標(biāo)應(yīng)及時(shí)處理。在更換液壓管路時(shí)，一定要做好管路內(nèi)部清潔工作，防止將鐵銹、焊渣帶入系統(tǒng)；對(duì)于腐蝕穿孔的管路；要拆下補(bǔ)焊或更換，禁止直接在系統(tǒng)管路上補(bǔ)焊，以防焊渣落入系統(tǒng)，損壞設(shè)備。5.2定期對(duì)液壓設(shè)備的工況進(jìn)行檢查液壓設(shè)備工況是否良好的一個(gè)重要表現(xiàn)是是否滿足規(guī)范要求，克令吊液壓泵聲音是否正常，回轉(zhuǎn)、變幅、起升等速度是否正常，速度下降則表明液壓設(shè)備的容積效率變低，主要是液壓泵馬達(dá)轉(zhuǎn)子等部件磨損已經(jīng)嚴(yán)重。另外，平時(shí)還要留意液壓設(shè)備工作

15、時(shí)各種工況參數(shù)值及變化情況，通過這些工況參數(shù)的的定期測(cè)量，可以提前發(fā)現(xiàn)設(shè)備、部件的磨損，進(jìn)而及時(shí)檢修更換。如油壓和電機(jī)電流如有異常，說明機(jī)械設(shè)備負(fù)荷異常；注意液壓油的溫度，如液壓系統(tǒng)的內(nèi)漏則會(huì)導(dǎo)致油溫異常升高，過高的油溫，會(huì)使液壓油的粘度相應(yīng)下降，將導(dǎo)致磨損加劇，形成惡性循環(huán)。油溫高于85時(shí)，會(huì)加速密封件的老化，加速油的氧化變質(zhì)等。發(fā)現(xiàn)這種情況，要及時(shí)檢查分析消除引起油溫異常升高的原因，必要時(shí)更換液壓油或密封件等，克令吊機(jī)油溫不大于85。液壓設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)中要注意檢查濾器的壓差，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)拆檢，清洗或更換濾芯，每次清洗或拆檢時(shí)如發(fā)現(xiàn)金屬粉末有持續(xù)增加趨勢(shì)，應(yīng)檢查液壓泵或馬達(dá)的運(yùn)轉(zhuǎn)部件是否有嚴(yán)重磨損。5.3要保證正確的保養(yǎng)方法在檢修中如發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵部件損壞，不能一換了事。如果更換液壓泵、馬達(dá)等動(dòng)力元件有嚴(yán)重?fù)p傷，在更換新部件的同時(shí)應(yīng)徹底清洗液壓系統(tǒng)，因?yàn)榇藭r(shí)，損壞部件所產(chǎn)生金屬磨削已經(jīng)污染了系統(tǒng)，否則，新的部件在帶著磨料的油液壓里工作，會(huì)很快造成磨損。實(shí)踐表明這種情況下，一般運(yùn)行不出三個(gè)月新部件就會(huì)損壞。對(duì)于封閉式或半封閉式系統(tǒng)，只清潔油箱和更換其中的液壓油并不能徹底解決問起，還必須放出管系中的油液，必要時(shí)沖洗系統(tǒng)。結(jié)論在液壓系統(tǒng)