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浅述船舶液压系统故障分析与维护

时间:2018/8/6 11:34:53 点击:

  内容提示:船用液压设备可能出现的故障是多种多样的,综合的。即使是同一故障现象,产生故障的原因也不一样,而是许多因素综合影响的结果。因此在诊断和排除故障时,必须将引起故障的原因逐一分析,注意其内在联系,找出主要矛盾,才能比较容易解决。...

1 引言 

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于胸,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。本文结合自己的工作实践,介绍了船舶液压设备的常见故障及其分析方法, 谈几点粗浅的看法仅供轮机管理人员参考。 

2 船舶液压设备的常见故障及其特点 

2.1 故障类型 

船舶液压设备经常出现的故障有:动作故障(如起动不正常、执行元件速度过慢或不能动作、有负载时执行元件速度显著降低等);压力故障(如压力达不到规定的要求、压力不稳定或调节失灵、压力波动过大等);噪音和振动;油温过高;油液污染等。船舶液压设备出现故障原因是多样的。设计或安装时就未达到规范要求或设备长期使用的正常磨损以及操作不当的人为因素,都可能导致液压设备或液压系统故障的发生。 

2.2 故障特点 

1)故障的多样性与复杂性。经常出现几个故障交织在一起的现象,有的是由一个液压元件失灵引发的,有的是系统中多个液压元件综合因素影响的,也有液压和电气同时出现故障所致。 

2)船舶液压设备即使是同一故障,产生的原因也不一样。特别是现在的船舶液压设备都是机械、液压、电气甚至微型计算机的共同组合体,产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)故障的产生与操作管理有密切关系。管理人员的业务能力、管理经验和反应速度都影响设备的正常使用。操作不当或不规范可能导致故障,甚至严重影响设备的寿命如环境温度的变化对液压油温度的控制就相当重要,故障表现需要操作人员十分熟悉环境温度和液压油温两个参数。 

3 液压设备的故障分析与排除 

由于液压设备故障与其它设备故障相比具有上述特点,因此处理液压设备故障的方法和处理其它设备故障的方法相比,除有一定的共性外,也有其自身的特点。处理液压设备故障必须对引起故障的因素逐一分析,注意内在联系,找出主要矛盾,这样才能比较容易解决。但是,各种元件和辅助机构以及油液大都封闭在壳体和管路中,不像机械传动那样直接从外部观察,测量方面又不如电气系统方便,而且液压元件均在润滑充分的条件下工作,系统又都装有过载保护装置, 很少发生零件破坏现象。因此,液压设备出现故障时,往往要用较多的时间来寻找原因,排除故障也比较麻烦。一般情况,任何故障在演变为大故障之前都会伴有种种不正常的现象。如系统出现不正常的声音;执行机构速度下降,动作无力或不动作;油位下降;油液变质;外泄加剧;油温过高;出现焦糊味等。上述故障现象可通过眼看、耳听、手摸、鼻嗅等基本方法发现。只有全面了解故障情况, 认真、科学地分析故障内部规律,才能找出引起故障的真正原因,合理予以解决。下面笔者以在船工作的实践,谈几例故障的分析处理方法。 

3.1 动作故障 

执行元件速度过慢或不执行操作指令,这是日常维护管理中出现故障比较多的舱口盖液压装置故障。故障初期表现为工作时速度逐渐下降直至无法正常工作。检查结果发现,系统中使用的液压齿轮泵工作时间过长,工作中随着时间的延长,油温不断升高;泵的进口滤网上有黑色杂物。将黑色杂物去除后,再试验发现速度虽略有提升,依然不能达到正常使用要求,系统油温继续升高。当升到60~70℃时,开关舱盖则不再动作。解体齿轮泵发现,齿轮泵磨损非常严重,轴向和径向间隙都超出许可范围很多,更换新的齿轮泵后,设备及系统恢复正常。可以看出,该故障是由于泵磨损严重后,容积效率低造成的。开始工作时,油温低,系统内油的勃度较大,能够按照设计要求进行工作。工作时间一长,油温高,勃度降低,泵的内泄漏量增大,导致泵工作不正常。 

3.2 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。

       3.3 噪音与振动 

某轮起货机液压系统,工作时出现啸叫声。仔细检查发现,系统压力在4.5~6.5Mpa时有此声音,且随着压力的增大而增大,当压力升到6.5Mpa时系统产生连续的啸叫声。此外发现啸叫声发生在油泵出口管路的溢流阀上,而泵和其它阀上均无此声音。分析认为:啸叫声与该溢流阀有关。解体该阀发现,主阀阀芯上阻尼孔过大。更换阀芯后,啸叫声消除。   从以上分析处理可见,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,啸叫声随即消除。 

引起噪音和振动故障的原因是十分复杂的。不但系统的机械设备、电器可以引起噪音和振动,就是液压系统内部,几乎每个环节都可以引起噪音和振动。系统内混人空气;机械振动;液压泵、控制阀等元件故障;系统内压力、流量脉动,以及由此而形成的共振等都是引起噪音和振动的原因。分析和处理这种故障难度较大,必须根据故障特点,初步判断是哪种类型原因引起,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。 

3.4 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。 

4 结语 

船用液压设备可能出现的故障是多种多样的,综合的。即使是同一故障现象,产生故障的原因也不一样,而是许多因素综合影响的结果。因此在诊断和排除故障时,必须将引起故障的原因逐一分析,注意其内在联系,找出主要矛盾,才能比较容易解决。

作者:不详 来源:船管网

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