船舶液压系统原理及维修技术

船舶液压系统原理及维修技术摘要：船舶关键的压强传送装置是液压系统，承担着向船舶每一个组成部分传输液压油的作用，从而驱动每一个零部件的正常运转与高效运行。可是，因为船舶体系处于繁杂、恶劣的运行环境，不免受到外力的干扰与破坏，从而造成船舶液压系统发生故障问题。由于液压设备的安全性和平稳性直接影响着船舶的正常行驶，因此必须掌握船舶液压系统原理对其常见故障实施分析和诊断具有非常关键的意义。关键词：船舶；液压设备；故障随着船舶液压设备自动化和集成化程度的提高，液压传动技术已广泛应用于现代船舶，特别是远洋船舶。如阀门的开关，舱口盖、水密门的启闭，液压舵机，液压起货机，起锚机以及自动系缆装置等。这些液压设备大多数处于露天甲板，经常经受风吹、日晒、雨淋以及海洋气候、自然条件等的影响，一旦出现故障势必影响航行安全和经济性。因此，要加强日常管理，对设备的运行状况了然予胸，防患于未然。如果出现故障，则应根据情况，科学分析、及时排除。笔者现结合自己在船舶工作的实践，谈几点粗浅的看法。1液压系统的工作原理在液压系统中，液压泵担负把电动机（或其他原动机）的机械能转变为液体压力能，由管路传递的压力能经控制元件对其流量进行调节控制后，再通过液压缸（或液压马达）把液体的压力能转变为机械能推动负载运动。具体工作原理如图1。液压传动系统是由动力元件、执行元件、控制元件及辅助元件组成，其作用见表1：图1液压系统工作原理2船舶液压系统的常见故障与处理技术2.1动作故障一执行原件速度过慢或不动作故障内容：某轮在开舱时，发现舱口盖装置开始工作时具有正常的速度，但是随着工作时间的延长速度逐渐降低，直到无法工作。故障分析及排除：执行元件的供油量决定着执行元件的运动速度。依据这一原理，我们首先对泵的进口滤网进行了拆检，发现有黑色胶质物糊满其上，洗掉之后试车，速度比之前快了一些，但是仍然达不到正常的要求。同时，油温随着时间的延长而不断升高，系统压力也随着时间的延长而下降，在60~70C时无法工作，也无法提高速度。从这些方面我们诊断为泵已经具有极低的容积效率了。将其解体，发现泵已经受到了严重的磨损，轴向和径向间隙已经极大地超过了合理范围。将齿轮更新之后系统能够正常工作了。从这里我们可以看出，该系统的工作速度在工作之初能达到要求的原因是具有较低的油温、较高的粘度和较少的内泄漏量。但是正常工作时油温随着时间的延长而升高，同时由于泵本身具有较低的容积效率，因此在损失能量的同时形成了热量，加速升高了油温，降低了油的粘度，加大了泵的内漏泄量，设备在这样的恶性循环下导致最终无法工作。我们知道，执行元件的流量决定着执行元件的运动速度，因此一旦出现此类故障，首先应该想到是不是流量减少了。那么产生的原因可能是缺乏足够的油泵流量或完全没有流量，或进行执行元件的流量在过多的系统泄漏下严重不足，或工作结构的负载阻力无法被过低的溢流阀压力克服等原因。2.2压力故障某轮在港口开舱作业时，发现舱口盖液压系统压力逐渐低落，由原来的1.2*107Pa降至8*106Pa就不再恢复，再调也调不上去。因为该系统使用时间较长，起初估计可能是液压泵长期使用磨损较甚，内漏泄量加大引起。拆检齿轮泵，发现齿轮磨损程度不严重，轴向和径向间隙稍有增大，重新调整间隙装复后试车，故障仍未解决。但试车发现，系统原来在1.2*107Pa下运转压力平稳，现在8*106Pa下压力也仍平稳，在压力变换中，系统没有发现明显破坏现象。据此分析认为：既然压力变换前后都平稳，系统也未发现明显破坏现象，可以认为该故障可能发生在溢流阀处，因为溢流阀的工作性能是容易受到其它因素的影响而发生变化的。拆卸溢流阀检查，发现阀座处有污物，密封不良。清洗阀座后予以装复，系统压力恢复正常。上述问题的处理说明，此故障是由于油中污物偶然停留于阀座处，破坏了该处的密封而使系统压力跌落。污物清除后该处密封作用恢复正常，所以系统压力也恢复了正常。对于此种故障，如果污物偶尔被冲走，系统可自行恢复压力正常，一旦污物再在此处停留，则又会造成压力低落，因此予以更换油液或者净化油液。2.3噪音和振动某起货机液压系统，当压力调到6.5MPAa时系统产生连续的"啸一一”叫声。检查发现：（1）"啸一一”声发生在一溢流阀上（先导式），而液压泵和其它阀上均无此声音：（2）系统压力在4.5MPa~6.5MPa时有此声音，且随着压力的升高而增大。分析认为：“啸一一〃声与该溢流阀有关。解体该阀发现：主阀阀芯上阻尼孔过大。更换阻尼孔较小的阀芯后，"啸一一”叫声消失。从以上的分析处理可见，先导式溢流阀主阀阀芯上的阻尼孔过大时，主阀阀芯下面的压力油，通过阀芯上的阻尼孔，再作用于导阀上的锥阀时，压力油的压力脉动与锥阀上的弹簧产生共振，使锥阀振动产生噪音。阻尼孔变小后，压力油经过阻尼孔再作用于锥阀，由于压力油通过小孔后压力达到平衡，就不再与锥阀上的弹簧发生共振，锥阀不再振动，"啸——”声随即消失。引起噪音和振动故障的原因是十分复杂的。不但设备的机械、电器、液压系统都可以引起噪音和振动，就是在液压系统内部，几乎每个环节部位都可以引起噪音和振动。因此，分析和处理这种故障时难度较大，必须仔细分析。液压设备的振动和噪音，主要由以下原因引起：（1）系统内混入空气；（2）液压泵、控制阀等元件引起；（3）机械振动引起；（4）系统内压力、流量脉动，以及由此而形成的共振引起。有经验的轮机管理人员发现这种故障时，应根据故障的特点，初步判断是哪种类型原因引起的，然后再通过浇油、探听、查看，以至解体检查，找出故障原因，予以排除。2.4油温过高液压系统出现油温过高的大致原因为：①有严重的泄漏。油泵压力调整得过高、运动部件磨损后密封间隙增大、密封装置损坏、油的粘度过低等都会使泄漏增加，加大能量损失。②卸荷回路工作不正常，系统不需要油液时，压力油从溢流阀（或安全阀）溢回油箱，要产生大量的热。因此要认真检查卸荷回路中各类阀，恢复卸荷回路的正常工作。③油液粘度过大，引起液压损失过大。④换向时的冲击现象，造成不必要的能量损失，也会转化为热能。应调节缓冲装置，消除冲击。⑤散热不良，要检查冷却器等装置。液压油是液压系统工作时传递能量的介质，为了保证系统的正常工作，油温应保持在一定的范围内。如出现油温过高时，要认真观察现象，科学地分析处理，使设备达到经济、合理，安全运行的目的。3结语船舶液压系统的故障诊断始终是困扰广大轮机人员和液压技术人员的难题。因为船舶液压系统的安全性对于整条船舶的运行与生产非常重要，因此对船舶液压系统实施故障诊断研究是非常有必要的。就算对船舶液压设备的工作功能导致影响的要素特别多，同时船员有着相对强的流动性，可是只要具备相对高的责任心，加强对于理论知识的学习，再加上日常工作程序的实践积累，一定可以把船舶液压设施的管理、维护水平上提高到一个全新的高度。参考文献：隋达.船舶机