船舶液压毕业论文VIP

天津大学 2017 届成人本科生毕业设计毕业设计（论文）任务书题目：船舶克令吊液压系统中液压油的污染与控制完成期限：2016 年 6 月 20 日至 2016 年 8 月 31 日学院:天津大学 指导教师_专业：船舶与海洋工程 职 称_学生：纪德龙 系 主 任_接受任务日期 8 月 20 日 批准日期_一、原始依据（资料）在学习和实习过程中，发现船舶起货机故障率非常高，大部分是液压系统故障。对此问题查阅大量教材和参考资料，了解液压油清洁度对液压系统的重要性。二、设计内容和要求：（说明书、专题、绘图、试验结果等）1、阐述研究船舶起货机实用性以及维护的重要性，分析故障率的主要原因和解决办法。 2、完成调研报告：文献查阅收集，翻译外文资料（30005000 字） ，实习调研以了解课题研究背景，现有水平、成果及当前动态，需要解决的问题及基本思路。3、掌握起货机液压系统防污染及控制，并对其进行分析、比确定本设计方案。 设计（论文）进度计划表序号 起止日期 计划完成内容 实际完成内容检查日期检查人签名1 2016-6-23 至2016-6-28确定论文题目范围完成2 2016-7-1 至2016-7-14根据论文题目范围确定论文的基本框架完成3 2016-7-16 至2016-7-24再次修改论文结构确定最终框架完成4 2016-7-27 至2016-8-16根据拟定的论文框架及参考文献，完成撰写论文，确定初稿5 2016-8-18 至2016-8-27修改论文，完成终稿，打印论文，完成答辩完成67指导教师批准日期 年 月 日 签名目录第一章 液压系统的发展史 .71.1 世界液压系统发展 .71.2 中国液压技术的发展 .7第二章 船舶起货机常见故障现象与分析 .82.1 起货机主要分类 .82.2 什么是克令吊 .92.3 克令吊的故障类型 .92.4 故障成因 .10第三章液压油的污染 .113.1 液压油污染的原因 .113.1.1 液压油氧化变质 .113.1.2 液压油中混入水分和空气 .113.1.3 液压油中混入颗粒污物 .1131.4 生成物的污染 .123.2 油液污染度等级 .12第四章液压系统油液污染的控制与净化 .164.1 液压油被污染后对液压传动系统所造成的主要危害 .164.2 液压系统污染控制措施 .164.3 液压油净化技术 .174.4 结论 .18摘 要在液压系统中，液压油的清洁对液压系统的工作状态影响很大。根据实船上的克令吊、抓斗等液压系统误操作、动作不灵敏、噪声大等情况，分析液压油的污染来源、危害及测定方法，排除故障，并提出液压油污染的控制措施 3。关键词：克令吊； 液压油； 污染； 危害； 控制第一章 液压系统的发展史1.1 世界液压系统发展液压系统和气压传动称为流体传动，是根据 17 世纪帕斯卡提出的液体静压力传动原理而发展起来的一门新兴技术，1795 年英国约瑟夫.布拉曼（Joseph Braman,1749-1814） ，在伦敦用水作为工作介质，以水压机的形式将其应用于工业上，诞生了世界上第一台水压机。1905 年将工作介质水改为油（液压油缸） ，又进一步得到改善。第一次世界大战（1914-1918）后液压传动广泛应用，特别是 1920 年以后，发展更为迅速。液压站大约在 19 世纪末 20 世纪初的 20 年间，才开始进入正规的工业生产阶段。1925 年维克斯发明了压力平衡式叶片泵，为近代液压元件工业或液压传动的逐步建立奠定了基础。20 世纪初康斯坦丁.尼斯克对能量波动传递所进行的理论及实际研究；1910 年对液力传动（液力联轴节、液力变矩器等）方面的贡献，使这两方面领域得到了发展。第二次世界大战（1941-1945）期间，在美国机床中有 30%应用了液压传动。应该指出，日本液压传动的发展较欧美等国家晚了近 20 多年。在 1955 年前后，日本迅速发展液压传动，1956 年成立了“液压工业会” 。近 2030 年间，日本液压传动发展之快，居世界领先地位。液压系统有许多突出的优点，因此它的应用非常广泛，如一般工业用的塑料加工机械、压力机械、机床等；行走机械中的工程机械、建筑机械、农业机械、汽车等；钢铁工业用的冶金机械、提升装置、轧辊调整装置等；土木水利工程用的防洪闸门及堤坝装置、河床升降装置、桥梁操纵机构等；发电厂涡轮机调速装置、核发电厂等等；船舶用的甲板起重机械（绞车） 、船头门、舱壁阀、船尾推进器等；特殊技术用的巨型天线控制装置、测量浮标、升降旋转舞台等；军事工业用的火炮操纵装置、船舶减摇装置、飞行器仿真、飞机起落架的收放装置和方向舵控制装置等 2。1.2 中国液压技术的发展中国液压工业经过 40 余年的发展，已形成了门类齐全，有一定技术水平并初具规模的生产科研体系。中国现有主要生产企业近 300 家，液压产品的年产量为 450 万件，为机床、工程机械、冶金机械、矿山机械、农业机械、汽车、铁路、船舶、电子、石油化工、国防、纺织、轻工等行业机械设备提供种类比较齐全的产品。目前液压元件约有 1000 个品种，近万个规格。改革开放以来，中国液压工业先后引进技术几十项，为提高产品质量和扩大生产能力起到了重要作用。目前已和美国、日本、德国、意大利、等国家以及中国的台湾地区的液压公司建立了一些合资企业，这些企业也为推动中国液压工业的发展做出了应有的贡献。中国通过科研攻关和对引进技术的消化吸收，产品技术水平不断提高，如生产的高压齿轮泵、中高压变量叶片泵、高压斜轴式及斜盘式柱塞泵、高压液压控制阀、叠加阀、电液伺服阀、比例阀、精密过滤器、精密气源处理器、微型和小型气动电磁阀、无润滑气缸及阀门、高压往复密封及回转密封等。另外在 CAD 和 CAT 技术、污染控制、故障诊断、机电一体化、限贷控制工程技术的应用等方面均取得很好的成果，兵役应用与实际生产中。1.3 中国和世界先进水平相比主要差距中国液压、气动工业虽然取得了很好的成果，但与主机发展要求以及和世界先进水平相比还有差距，主要表现如下。1产品品种少，产品结构不合理，高新技术产品构成比例低。目前国内生产的液压产品品种仅是国外的 1/5，在国产产品中，低档产品占总产量的 70%80%，重点主机和重大技术装备配套率仅为 40%。2产品品种单一，系列化程度不高，缺少适应主机的变型、派生和专用产品。因此，可供用户选择的范围小，不适应主机多样化发展的要求。3.产品的性能指标不高，且国外的液压、气动产品寿命比中国的产品高，中高压叶片泵噪声比中国的产品低。又如产品的清洁度，以电磁阀为例国外电磁阀为 15mg，而中国的电磁阀为 1020mg。国内外液压气动产品性能比较，如表1-3 所示。表 1-3 国内外液压气动产品性能比较产品名称 国内 国外 产品名称 国内 国外液压电磁阀的寿命/万次气动电磁阀的寿命/万次1003005001000100030005000中高压叶片泵噪声/db电磁阀（6mm 通经）清洁度758010206070154.设计技术水平不高，缺少必要的试验条件，自主开发能力薄弱，CAD、CAT技术应用还不普遍，产品设计还处于经验设计、静力学设计阶段。随着现代液压技术的应用和发展，液压系统的可靠性和远见寿命的问题显得更为突出和重要 1。第二章 船舶起货机常见故障现象与分析2.1 起货机主要分类船 舶 起 货 机 主 要 包 括 克 令 吊 、 升 降 机 、 提 升 机 、 输 送 机 和 起 重 机 。 克令吊是外来词，英文是 crane，又称船用吊机、船用起重机，是船上的一种大甲板机械，它是一种船舶装卸货物的设备，液压克令吊是船舶上普遍使用的一种装卸货设备。升 降 机 是 船 上 沿 导 轨 垂 直 移 动 的 机 械 ， 供 各 层 甲 板 间 提 升 和下 降 货 物 用 。 提 升 机 是 在 垂 直 方 向 或 较 大 的 倾 斜 方 向 连 续 输 送 货 物 。 输 送 机是 在 水 平 方 向 或 坡 度 不 大 的 方 向 连 续 输 送 货 物 。 这 两 种 机 械 多 用 在 自 卸 船 上或 通 过 舷 门 进 行 装 卸 的 船 上 。 起 重 机 包 括 甲 板 起 重 机 等 设 备 。 甲 板 起 重 机设 置 在 船 舶 上 甲 板 上 的 机 械 。 这 种 起 重 机 结 构 紧 凑 ， 使 船 舶 有 较 多 的 甲 板 面积 可 利 用 ， 对 桥 楼 上 视 线 的 影 响 较 小 。 甲 板 起 重 机 操 作 简 便 ， 装 卸 效 率 高 ，机 动 灵 活 ， 作 业 前 没 有 繁 琐 的 准 备 工 作 ， 应 用 日 益 广 泛 。 甲 板 起 重 机 常 用 的有 固 定 旋 转 起 重 机 、 移 动 旋 转 起 重 机 和 龙 门 起 重 机 。 传 动 方 式 有 电 力 传 动 和电 力 -液 压 传 动 两 种 。 固 定 旋 转 起 重 机 这 种 起 重 机 应 用 最 广 ， 可 以 单 独 或 成对 地 在 左 右 舷 作 业 。 起 重 量 一 般 为 3 5吨 。 在 多 用 途 船 上 ， 要 求 单 吊 能 吊起 20英 尺 集 装 箱 ， 双 吊 能 吊 起 40英 尺 集 装 箱 （ 30吨 ） ， 其 起 重 量 可 达25 30吨 。 移 动 旋 转 起 重 机 在 装 卸 货 物 要 求 起 重 机 跨 距 较 大 ， 而 又 希 望 起重 机 吊 臂 不 太 长 的 情 况 下 ， 往 往 采 用 移 动 旋 转 起 重 机 。 移 动 旋 转 起 重 机 有 沿船 舶 横 向 移 动 和 纵 向 移 动 两 种 。 龙 门 起 重 机 这 种 起 重 机 为 全 集 装 箱 船（ 见 集 装 箱 船 ） 和 载 驳 船 所 广 泛 采 用 ,通 常 为 四 足 型 或 C 型 。 有 一 根 可 伸 出的 吊 臂 、 吊 重 横 档 和 一 个 可 移 动 的 桥 架 及 驾 驶 室 。 桥 架 的 水 平 主 梁 高 出 堆 装在 甲 板 上 的 集 装 箱 ， 并 有 自 动 定 位 装 置 ， 装 船 时 可 以 把 集 装 箱 准 确 地 落 放 在集 装 箱 分 格 中 或 堆 放 在 甲 板 上 。 载 驳 船 上 的 龙 门 起 重 机 数 量 比 集 装 箱 船 上 的多 ， 起 重 量 可 达 几 百 吨 。 下 面 我 们 以 克 令 吊 为 例 浅 谈 一 下 故 障 分 析 7。2.2 什么是克令吊液 压 克 令 吊 是 一 种 技 术 含 量 很 高 的 电 、 液 、 机 一 体 化 的 船 舶 起 货 设 备 ，在 使 用 过 程 中 ， 需 要 具 有 一 定 专 业 知 识 的 技 术 管 理 人 员 ， 按 要 求 对 其 进 行 日常 维 护 。 在 实 际 工 作 中 液 压 克 令 吊 常 因 缺 少 应 有 的 维 护 保 养 、 操 作 使 用 不 当 、工 作 环 境 差 与 年 久 失 修 等 原 因 ， 造 成 故 障 率 高 。 据 某 航 运 公 司 对 其 所 属 的 五条 船 舶 上 所 使 用 的 25台 液 压 克 令 吊 的 维 修 费 用 所 作 的 五 年 统 计 ， 年 均 每 条 船液 压 克 令 吊 的 维 修 费 用 超 过 200万 元 人 民 币 。 针 对 液 压 克 令 吊 在 使 用 中 存 在的 诸 多 问 题 ， 1997年 上 海 海 运 学 院 与 上 海 远 洋 运 输 公 司 组 成 课 题 组 ， 对 液 压克 令 吊 的 常 见 故 障 的 类 型 、 成 因 与 维 护 管 理 、 维 修 过 程 中 存 在 问 题 进 行 了 研究 ， 提 出 了 一 系 列 措 施 取 得 了 明 显 效 果 。2.3 克令吊的故障类型课 题 组 对 液 压 克 令 吊 的 常 见 故 障 进 行 归 类 ， 主 要 存 在 以 下 几 大 类 的 故 障 。(1)液 压 马 达 、 液 压 泵 运 动 部 件 磨 损 严 重 。 故 障 现 象 ： 故 障 初 期 阶 段 表 现 为起 重 能 力 逐 步 下 降 ， 控 制 油 压 偏 低 ， 油 温 偏 高 。 到 后 期 ， 由 于 主 油 路 泄 漏过 大 ， 造 成 系 统 油 压 过 低 而 使 液 压 克 令 吊 不 能 正 常 使 用 。 (2)液 压 管 路 破 损严 重 。 故 障 现 象 ： 由 于 液 压 系 统 冲 击 、 振 动 过 大 ， 管 理 失 修 等 原 因 使 液 压 管路 在 运 行 过 程 中 突 然 破 裂 ， 造 成 大 量 液 压 油 浪 费 与 环 境 污 染 。 (3)液 压 克 令吊 工 作 失 常 。 故 障 现 象 ： 液 压 系 统 冲 击 、 振 动 过 大 ， 操 纵 系 统 、 液 压 泵 零位 与 制 动 器 间 存 在 明 显 的 调 节 误 差 。 (4)液 压 控 制 阀 动 作 不 灵 敏 。 故 障 现 象 ：液 压 系 统 有 冲 击 、 振 动 ， 克 令 吊 动 作 不 灵 敏 ， 制 动 器 动 作 不 正 常 。 (5)蓄 能器 失 效 。 故 障 现 象 ： 克 令 吊 不 工 作 时 ， 控 制 油 压 正 常 ； 推 动 操 纵 手 柄 离 开零 位 时 ， 控 制 油 压 会 突 然 大 幅 下 降 ， 造 成 低 压 保 护 继 电 器 动 作 而 停 车 。 (6)滤油 器 滤 芯 击 穿 、 滤 壳 破 裂 、 滤 油 器 旁 通 阀 处 于 开 启 状 态 。 故 障 现 象 ： 液 压 油污 染 严 重 ， 系 统 中 出 现 运 动 件 磨 损 与 控 制 阀 卡 死 等 故 障 ， 油 箱 底 部 有 大 量 的磨 损 物 出 现 。 (7)液 压 油 冷 却 器 失 效 。 故 障 现 象 ： 克 令 吊 动 作 正 常 ， 系 统 油温 异 常 升 高 ， 而 冷 却 器 进 出 口 无 明 显 的 温 差 ， 克 令 吊 在 正 常 工 作 一 定 时 间 后 ，由 于 高 温 保 护 继 电 器 动 作 而 停 车 。 (8)系 统 油 温 过 高 ， 故 障 现 象 ： 冷 却 器 进口 无 明 显 温 差 ， 风 机 损 坏 ； 系 统 内 泄 漏 过 大 ， 某 些 液 压 元 件 表 面 温 度 很 高 ，液 压 马 达 的 转 速 明 显 下 降 。2.4 故障成因通 过 对 液 压 克 令 吊 常 见 故 障 的 归 类 分 析 后 认 为 ， 造 成 液 压 克 令 吊 故 障 率高 的 主 要 原 因 有 ： 日 常 维 护 管 理 不 当 、 液 压 油 污 染 严 重 与 液 压 设 备 的 失 修 。具 体 表 现 为 ：（ 1） 缺 少 对 液 压 油 的 日 常 维 护 每 次 到 港 或 使 用 前 不 进 行 油 箱 底 部 放 残 ，滤 器 长 期 得 不 到 清 洗 ， 滤 芯 得 不 到 定 期 更 换 ， 造 成 滤 器 前 后 压 差 过 大 长 期 处于 旁 通 状 态 ， 使 液 压 油 得 不 到 应 有 的 过 滤 ， 液 压 油 中 的 固 体 颗 粒 污 染 物 大 大超 过 液 压 克 令 吊 最 低 使 用 要 求 ， 造 成 液 压 马 达 、 液 压 泵 中 运 动 部 件 的 严 重 磨损 与 液 压 控 制 阀 的 卡 死 等 故 障 。（ 2） 液 压 油 使 用 不 当 液 压 油 长 期 使 用 不 按 要 求 进 行 更 换 ； 新 、 旧 液 压油 混 合 使 用 ； 补 油 时 不 对 液 压 油 进 行 必 要 的 过 滤 ， 使 大 量 的 污 染 物 混 入 ； 拆卸 系 统 时 不 注 意 维 护 系 统 清 洁 ， 也 使 液 压 油 遭 受 污 染 ； 油 箱 透 气 口 滤 器 得 不到 应 有 的 维 护 ， 破 损 严 重 ， 使 大 量 的 污 染 物 进 入 系 统 4。（ 3） 其 他 原 因 ： 液 压 系 统 出 现 磨 损 性 故 障 大 修 后 ， 不 对 系 统 与 油 箱进 行 必 要 的 冲 洗 ， 造 成 同 类 型 故 障 在 同 一 台 克 令 吊 上 重 复 发 生 。 液 压 管路 缺 少 维 护 。 当 油 管 、 管 接 头 出 现 故 障 征 兆 时 ， 得 不 到 及 时 的 维 修 ， 造 成 管路 爆 裂 ， 管 接 头 冲 脱 ， 使 系 统 液 压 油 大 量 漏 损 并 污 染 环 境 。 缺 少 对 克 令吊 液 压 系 统 维 护 。 当 液 压 系 统 工 作 出 现 不 协 调 现 象 时 ， 不 能 及 时 进 行 调 整 ，使 液 压 系 统 出 现 严 重 冲 击 、 振 动 ， 带 病 工 作 至 损 坏 为 止 。 密 封 件 与 蓄 能器 皮 囊 老 化 、 弹 簧 失 效 等 得 不 到 及 时 更 换 ， 缺 少 对 设 备 定 期 维 护 ， 造 成 易 损件 故 障 率 居 高 不 下 。 管 理 、 维 修 人 员 缺 少 必 要 的 专 业 知 识 、 故 障 诊 断 能 力与 维 修 技 能 。 当 液 压 克 令 吊 发 生 故 障 时 ， 盲 目 维 修 ， 使 简 单 故 障 变 成 复 杂 故障