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(qiáng)傳送裝置是液壓系統(tǒng)，承擔(dān)著向船舶每一個(gè)組成部分傳輸液壓油的作用，從而驅(qū)動(dòng)每一個(gè)零部件的正常運(yùn)轉(zhuǎn)與高效運(yùn)行。可是，因?yàn)榇绑w系處于繁雜、惡劣的運(yùn)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(wèn)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(duì)其常見(jiàn)故障實(shí)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(dòng)化和集成化程度的提高，液壓傳動(dòng)技術(shù)已廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代船舶，特別是遠(yuǎn)洋船舶。如閥門的開(kāi)關(guān)，艙口蓋、水密門的啟閉，液壓舵機(jī)，液壓起貨機(jī)，起錨機(jī)以及自動(dòng)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(shì)必影響航行安全和經(jīng)濟(jì)性。因此，要加強(qiáng)日常管理，對(duì)設(shè)備的運(yùn)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(shí)排除。筆者現(xiàn)結(jié)合自己在船舶工作的實(shí)踐，談幾點(diǎn)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(fù)把電動(dòng)機(jī)（或其他原動(dòng)機(jī)）的機(jī)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(duì)其流量進(jìn)行調(diào)節(jié)控制后，再通過(guò)液壓缸（或液壓馬達(dá)）把液體的壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能推動(dòng)負(fù)載運(yùn)動(dòng)。具體工作原理如圖1。液壓傳動(dòng)系統(tǒng)是由動(dòng)力元件、執(zhí)行元件、控制元件及輔助元件組成，其作用見(jiàn)表1：圖1液壓系統(tǒng)工作原理2船舶液壓系統(tǒng)的常見(jiàn)故障與處理技術(shù)2.1動(dòng)作故障一執(zhí)行原件速度過(guò)慢或不動(dòng)作故障內(nèi)容：某輪在開(kāi)艙時(shí)，發(fā)現(xiàn)艙口蓋裝置開(kāi)始工作時(shí)具有正常的速度，但是隨著工作時(shí)間的延長(zhǎng)速度逐漸降低，直到無(wú)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(yùn)動(dòng)速度。依據(jù)這一原理，我們首先對(duì)泵的進(jìn)口濾網(wǎng)進(jìn)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(dá)不到正常的要求。同時(shí)，油溫隨著時(shí)間的延長(zhǎng)而不斷升高，系統(tǒng)壓力也隨著時(shí)間的延長(zhǎng)而下降，在60~70C時(shí)無(wú)法工作，也無(wú)法提高速度。從這些方面我們?cè)\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(yán)重的磨損，軸向和徑向間隙已經(jīng)極大地超過(guò)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(dá)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(shí)油溫隨著時(shí)間的延長(zhǎng)而升高，同時(shí)由于泵本身具有較低的容積效率，因此在損失能量的同時(shí)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(wú)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(yùn)動(dòng)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(méi)有流量，或進(jìn)行執(zhí)行元件的流量在過(guò)多的系統(tǒng)泄漏下嚴(yán)重不足，或工作結(jié)構(gòu)的負(fù)載阻力無(wú)法被過(guò)低的溢流閥壓力克服等原因。2.2壓力故障某輪在港口開(kāi)艙作業(yè)時(shí)，發(fā)現(xiàn)艙口蓋液壓系統(tǒng)壓力逐漸低落，由原來(lái)的1.2*107Pa降至8*106Pa就不再恢復(fù)，再調(diào)也調(diào)不上去。因?yàn)樵撓到y(tǒng)使用時(shí)間較長(zhǎng)，起初估計(jì)可能是液壓泵長(zhǎng)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(yán)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(lái)在1.2*107Pa下運(yùn)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(méi)有發(fā)現(xiàn)明顯破壞現(xiàn)象。據(jù)此分析認(rèn)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(rèn)為該故障可能發(fā)生在溢流閥處，因?yàn)橐缌鏖y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(wèn)題的處理說(shuō)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(duì)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(huì)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(dòng)某起貨機(jī)液壓系統(tǒng)，當(dāng)壓力調(diào)到6.5MPAa時(shí)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(wú)此聲音：（2）系統(tǒng)壓力在4.5MPa~6.5MPa時(shí)有此聲音，且隨著壓力的升高而增大。分析認(rèn)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(guò)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(jiàn)，先導(dǎo)式溢流閥主閥閥芯上的阻尼孔過(guò)大時(shí)，主閥閥芯下面的壓力油，通過(guò)閥芯上的阻尼孔，再作用于導(dǎo)閥上的錐閥時(shí)，壓力油的壓力脈動(dòng)與錐閥上的彈簧產(chǎn)生共振，使錐閥振動(dòng)產(chǎn)生噪音。阻尼孔變小后，壓力油經(jīng)過(guò)阻尼孔再作用于錐閥，由于壓力油通過(guò)小孔后壓力達(dá)到平衡，就不再與錐閥上的彈簧發(fā)生共振，錐閥不再振動(dòng)，"嘯——”聲隨即消失。引起噪音和振動(dòng)故障的原因是十分復(fù)雜的。不但設(shè)備的機(jī)械、電器、液壓系統(tǒng)都可以引起噪音和振動(dòng)，就是在液壓系統(tǒng)內(nèi)部，幾乎每個(gè)環(huán)節(jié)部位都可以引起噪音和振動(dòng)。因此，分析和處理這種故障時(shí)難度較大，必須仔細(xì)分析。液壓設(shè)備的振動(dòng)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(jī)械振動(dòng)引起；（4）系統(tǒng)內(nèi)壓力、流量脈動(dòng)，以及由此而形成的共振引起。有經(jīng)驗(yàn)的輪機(jī)管理人員發(fā)現(xiàn)這種故障時(shí)，應(yīng)根據(jù)故障的特點(diǎn)，初步判斷是哪種類型原因引起的，然后再通過(guò)澆油、探聽(tīng)、查看，以至解體檢查，找出故障原因，予以排除。2.4油溫過(guò)高液壓系統(tǒng)出現(xiàn)油溫過(guò)高的大致原因?yàn)椋孩儆袊?yán)重的泄漏。油泵壓力調(diào)整得過(guò)高、運(yùn)動(dòng)部件磨損后密封間隙增大、密封裝置損壞、油的粘度過(guò)低等都會(huì)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(shí)，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(rèn)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(guò)大，引起液壓損失過(guò)大。④換向時(shí)的沖擊現(xiàn)象，造成不必要的能量損失，也會(huì)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(shí)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(guò)高時(shí)，要認(rèn)真觀察現(xiàn)象，科學(xué)地分析處理，使設(shè)備達(dá)到經(jīng)濟(jì)、合理，安全運(yùn)行的目的。3結(jié)語(yǔ)船舶液壓系統(tǒng)的故障診斷始終是困擾廣大輪機(jī)人員和液壓技術(shù)人員的難題。因?yàn)榇耙簤合到y(tǒng)的安全性對(duì)于整條船舶的運(yùn)行與生產(chǎn)非常重要，因此對(duì)船舶液壓系統(tǒng)實(shí)施故障診斷研究是非常有必要的。就算對(duì)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(shí)船員有著相對(duì)強(qiáng)的流動(dòng)性，可是只要具備相對(duì)高的責(zé)任心，加強(qiáng)對(duì)于理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，再加上日常工作程序的實(shí)踐積累，一定可以把船舶液壓設(shè)施的管理、維護(hù)水平上提高到一個(gè)全新的高度。參考文獻(xiàn)：隋達(dá).船舶機(jī)