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淺述船舶液壓系統故障分析與維護

時間:2018/8/6 11:34:53 點擊:

  內容提示:船用液壓設備可能出現的故障是多種多樣的,綜合的。即使是同一故障現象,產生故障的原因也不一樣,而是許多因素綜合影響的結果。因此在診斷和排除故障時,必須將引起故障的原因逐一分析,注意其內在聯系,找出主要矛盾,才能比較容易解決。...

1 引言 

隨著船舶液壓設備自動化和集成化程度的提高,液壓傳動技術已廣泛應用于現代船舶,特別是遠洋船舶。如閥門的開關,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。這些液壓設備大多數處于露天甲板,經常經受風吹、日曬、雨淋以及海洋氣候、自然條件等的影響,一旦出現故障勢必影響航行安全和經濟性。因此,要加強日常管理,對設備的運行狀況了然于胸,防患于未然。如果出現故障,則應根據情況,科學分析、及時排除。本文結合自己的工作實踐,介紹了船舶液壓設備的常見故障及其分析方法, 談幾點粗淺的看法僅供輪機管理人員參考。 

2 船舶液壓設備的常見故障及其特點 

2.1 故障類型 

船舶液壓設備經常出現的故障有:動作故障(如起動不正常、執行元件速度過慢或不能動作、有負載時執行元件速度顯著降低等);壓力故障(如壓力達不到規定的要求、壓力不穩定或調節失靈、壓力波動過大等);噪音和振動;油溫過高;油液污染等。船舶液壓設備出現故障原因是多樣的。設計或安裝時就未達到規范要求或設備長期使用的正常磨損以及操作不當的人為因素,都可能導致液壓設備或液壓系統故障的發生。 

2.2 故障特點 

1)故障的多樣性與復雜性。經常出現幾個故障交織在一起的現象,有的是由一個液壓元件失靈引發的,有的是系統中多個液壓元件綜合因素影響的,也有液壓和電氣同時出現故障所致。 

2)船舶液壓設備即使是同一故障,產生的原因也不一樣。特別是現在的船舶液壓設備都是機械、液壓、電氣甚至微型計算機的共同組合體,產生故障的原因更是多方面的。即使是同一原因,也可能引起不同的故障。 

3)故障的產生與操作管理有密切關系。管理人員的業務能力、管理經驗和反應速度都影響設備的正常使用。操作不當或不規范可能導致故障,甚至嚴重影響設備的壽命如環境溫度的變化對液壓油溫度的控制就相當重要,故障表現需要操作人員十分熟悉環境溫度和液壓油溫兩個參數。 

3 液壓設備的故障分析與排除 

由于液壓設備故障與其它設備故障相比具有上述特點,因此處理液壓設備故障的方法和處理其它設備故障的方法相比,除有一定的共性外,也有其自身的特點。處理液壓設備故障必須對引起故障的因素逐一分析,注意內在聯系,找出主要矛盾,這樣才能比較容易解決。但是,各種元件和輔助機構以及油液大都封閉在殼體和管路中,不像機械傳動那樣直接從外部觀察,測量方面又不如電氣系統方便,而且液壓元件均在潤滑充分的條件下工作,系統又都裝有過載保護裝置, 很少發生零件破壞現象。因此,液壓設備出現故障時,往往要用較多的時間來尋找原因,排除故障也比較麻煩。一般情況,任何故障在演變為大故障之前都會伴有種種不正常的現象。如系統出現不正常的聲音;執行機構速度下降,動作無力或不動作;油位下降;油液變質;外泄加劇;油溫過高;出現焦糊味等。上述故障現象可通過眼看、耳聽、手摸、鼻嗅等基本方法發現。只有全面了解故障情況, 認真、科學地分析故障內部規律,才能找出引起故障的真正原因,合理予以解決。下面筆者以在船工作的實踐,談幾例故障的分析處理方法。 

3.1 動作故障 

執行元件速度過慢或不執行操作指令,這是日常維護管理中出現故障比較多的艙口蓋液壓裝置故障。故障初期表現為工作時速度逐漸下降直至無法正常工作。檢查結果發現,系統中使用的液壓齒輪泵工作時間過長,工作中隨著時間的延長,油溫不斷升高;泵的進口濾網上有黑色雜物。將黑色雜物去除后,再試驗發現速度雖略有提升,依然不能達到正常使用要求,系統油溫繼續升高。當升到60~70℃時,開關艙蓋則不再動作。解體齒輪泵發現,齒輪泵磨損非常嚴重,軸向和徑向間隙都超出許可范圍很多,更換新的齒輪泵后,設備及系統恢復正常。可以看出,該故障是由于泵磨損嚴重后,容積效率低造成的。開始工作時,油溫低,系統內油的勃度較大,能夠按照設計要求進行工作。工作時間一長,油溫高,勃度降低,泵的內泄漏量增大,導致泵工作不正常。 

3.2 壓力故障 

某輪在港口開艙作業時,發現艙口蓋液壓系統壓力逐漸低落,由原來的1.2*107Pa降至8*106Pa就不再恢復,再調也調不上去。因為該系統使用時間較長,起初估計可能是液壓泵長期使用磨損較甚,內漏泄量加大引起。拆檢齒輪泵,發現齒輪磨損程度不嚴重,軸向和徑向間隙稍有增大,重新調整間隙裝復后試車,故障仍未解決。但試車發現,系統原來在1.2*107Pa下運轉壓力平穩,現在8*106Pa下壓力也仍平穩,在壓力變換中,系統沒有發現明顯破壞現象。據此分析認為:既然壓力變換前后都平穩,系統也未發現明顯破壞現象,可以認為該故障可能發生在溢流閥處,因為溢流閥的工作性能是容易受到其它因素的影響而發生變化的。拆卸溢流閥檢查,發現閥座處有污物,密封不良。清洗閥座后予以裝復,系統壓力恢復正常。 

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壓力跌落。污物清除后該處密封作用恢復正常,所以系統壓力也恢復了正常。對于此種故障,如果污物偶爾被沖走,系統可自行恢復壓力正常,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。

       3.3 噪音與振動 

某輪起貨機液壓系統,工作時出現嘯叫聲。仔細檢查發現,系統壓力在4.5~6.5Mpa時有此聲音,且隨著壓力的增大而增大,當壓力升到6.5Mpa時系統產生連續的嘯叫聲。此外發現嘯叫聲發生在油泵出口管路的溢流閥上,而泵和其它閥上均無此聲音。分析認為:嘯叫聲與該溢流閥有關。解體該閥發現,主閥閥芯上阻尼孔過大。更換閥芯后,嘯叫聲消除。   從以上分析處理可見,先導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,再作用于導閥上的錐閥時,壓力油的壓力脈動與錐閥上的彈簧產生共振,使錐閥振動產生噪音。阻尼孔變小后,壓力油經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生共振,錐閥不再振動,嘯叫聲隨即消除。 

引起噪音和振動故障的原因是十分復雜的。不但系統的機械設備、電器可以引起噪音和振動,就是液壓系統內部,幾乎每個環節都可以引起噪音和振動。系統內混人空氣;機械振動;液壓泵、控制閥等元件故障;系統內壓力、流量脈動,以及由此而形成的共振等都是引起噪音和振動的原因。分析和處理這種故障難度較大,必須根據故障特點,初步判斷是哪種類型原因引起,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。 

3.4 油溫過高 

液壓系統出現油溫過高的大致原因為:1)有嚴重的泄漏。油泵壓力調整得過高、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,系統不需要油液時,壓力油從溢流閥(或安全閥)溢回油箱,要產生大量的熱。因此要認真檢查卸荷回路中各類閥,恢復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)換向時的沖擊現象,造成不必要的能量損失,也會轉化為熱能。應調節緩沖裝置,消除沖擊;5)散熱不良,要檢查冷卻器等裝置。 

液壓油是液壓系統工作時傳遞能量的介質,為了保證系統的正常工作,油溫應保持在一定的范圍內。如出現油溫過高時,要認真觀察現象,科學地分析處理,使設備達到經濟、合理,安全運行的目的。 

4 結語 

船用液壓設備可能出現的故障是多種多樣的,綜合的。即使是同一故障現象,產生故障的原因也不一樣,而是許多因素綜合影響的結果。因此在診斷和排除故障時,必須將引起故障的原因逐一分析,注意其內在聯系,找出主要矛盾,才能比較容易解決。

作者:不詳 來源:船管網

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