液压锚缆机高低速转换故障分析.pdfVIP

第3 1 卷第1 期 2 0 1 8 年2 月 中国修船 C H I N AS H I P R E 队I R V 0 1 3 1N o 1 F e b 2 0 1 8 一、 2 技术交流： - t l t l 。I 。l 一 液压锚缆机高低速转换故障分析 苏灿，夏玉宝 ( 舟山万邦永跃船舶修造有限公司，浙江舟山3 1 6 1 0 0 ) 摘要：文章就某船液压锚缆机在收放锚链和缆绳时不能进行高低速转换的故障，进行了原因 分析，并提出了修理方案。 关键词：液压锚缆机；液压马达；变量机构；控制阀 中图分类号：U 6 7 2 d o i：1 0 1 3 3 5 2 j is s n 1 0 0 1 8 3 2 8 2 0 1 8 0 1 0 0 1 A b s t r a c t ：T h isp a p e ra n a l y z st h ec a u s e so ft h ef a il u r eo fh ig ha n dl o w e rd is p l a c e m e n tc h a n g eb e t w e e nh e a v e ina n dl o w e rt h ea n c h o rc h a ina n dm o o t in gr o p eb yo p r e a t io nt h ew in d l a s sm a c h in e ，a n dp u t sf o r w a r dt h er e p a ir p l a n K e yw o r d s ：h y d r a u l icw in d l a s s ；h y d r a u l icm o t o r ；v a r ia b l em e c h a n is m ；c o n t r o lv a l v e 液压锚缆机高低速转换的作用：锚缆机低负载 时，液压马达小排量高转速，可以提高效率；锚缆 机高负载时大排量低转速，可以提高输出转矩。在 液压锚缆机高低速转换出现故障，特别是收锚链时 如不能够转换为低转速大转矩，会存在收锚链时泵 站负载过大，甚至会出现收不动锚链的现象。 1 故障现象 某船的右锚缆机进厂修理后在调试中出现如下 问题：锚缆机收和放操作正常，能进行高速运转， 但是手动操作高低速换向阀2 1 2 后，液压马达不能 转换至低速运转，即大负载运转时锚缆机都是高速 运转而不能转换成低速运转。经分析系统原理图 ( 见图1 ) 后初步判定故障原因为：液压马达不能 进行变量。通过对原理图的分析认为故障原因在于 变量机构的控制系统和执行机构。 2 液压锚缆机系统工作原理 2 1 系统简介 该船使用的是P U S N E S 高压液压锚缆机，其起 重质量为3 0t ，下放速度为4 5m m in ，收绞速度为 1 5m m in 。该锚缆机使用的是2 台并联的S T A F F A 低速大转矩液压马达，为变量径向柱塞液压马达。 这种马达具有2 种速度，可通过换向阀的操纵进行 高低速的互换。型号为H M C 2 0 0 一s 一1 8 8 1 4 0 。 最大排量为6 7 9L m in ；最小排量为31 1L m in 。 图1 锚缆机液压原理图 作者简介：苏灿( 1 9 8 4 ) ，男，江苏南通人，高级技师，大学专科，主要从事船舶轮机修理工作。 2 0 1 8 年第1 期中国修船 第3 1 卷 2 2 液压马达的工作原理 由图1 可知，换向阀2 0 0 操作至“上位”，P 口与B 口相通，压力油通过液压管直接进入马达 柱塞腔，驱动柱塞使马达运转( 反转) ；同时，一 部分压力油将平衡阀2 0 4 内的换向阀打开，液压马 达的回油即通过平衡阀与T 口相通至回油管。 换向阀2 0 0 操作至“下位”，P 口与A 口相 通，压力油经平衡阀内的单向阀2 0 9 ，通过液压管 进入马达柱塞腔，驱动柱塞使马达运转( 正转) ； 液压马达的回油直接与T 口相通至回油管。 当液压马达的x 口与Y 口没有压力油时，马 达处于大排量及低速大转矩的工作状态，当操纵锚 缆机时，x 口则会注入压力油，马达为高速运转。 3 液压马达的变量机构结构特点 液压马达的变量是通过一个独立的变量滑环来 实现( 如图2 ) 。 1 大洁售：2 一侧心外；3 一密封纠、：4 一滑王1 、：5 一偏心轴； 6 托塞连丰1 ：7 一小活塞 图2液压马达的变量结构实物图解 控制油液由变量滑环引入( Y 口注油) ，进入 小活塞腔，推动小活塞顶着偏心环至最大偏心距位 置，此时马达排量最大为低速运转；控制油液由x 口进入推动大活塞盯着偏心套移动到最小偏心距 时，马达排量最小为高速运转。 4 故障查找及原因分析 4 1 顺序阀2 2 1 与2 2 2 的作用 顺序阀2 2 1 与2 2 2 的作用是液压马达将会随着 负载的变化在“高速”与“低速”之间来回转换。 工作原理为当液压马达的x 口与Y 口都没有 压力油时，马达处于低速大转矩工作状态。操纵锚 缆机收或放的时候x 口的油压会上升，马达为高 2 速运转。 当压力上升至1 5M P a ，顺序阀2 2 2 开启，并 给予换向阀2 0 1 先导控制信号( 大于2 0M P a ) ， 此时换向阀2 0 1 处于上工作位，液压马达的Y1 3 油压上升，马达则为低速运转。 当马达转换至低速时，压力将会降低，顺序阀 2 2 2 关闭，在此同时顺序阀2 2 1 开启，泄掉换向阀 2 0 1 的先导控制油压。 当工作压力仍高于4 5M P a 时，马达一直处于 “低速”状态。一旦负载减小，工作压力低于4 5 M P a ，顺序阀2 2 1 则会关闭，换向阀2 0 1 转换工作位， x 口油压上升，马达再次处于“高速”运转状态。 4 2 手动转换高低速调试 换向阀2 1 2 分两种操控方式为手动和液动。其 工作原理为锚链收放之前，需操作换向阀2 1 3 ，压 力油P 经过设定值为5 0M P a 的减压阀2 1 8 至离合 器开关油缸，同时压力油会给予换向阀2 1 2 先导控 制压力，将2 1 2 阀打开；此时有一部分压力油P 经 过阀2 1 2 给予阀2 0 1 先导控制压力，将换向阀2 0 1 转换工作位( P 口与B 口相通) 。 操作换向阀2 0 0 至“下工作位”( P 口与B 口 相通) ，主进油管与马达柱塞相通，另外一部分压 力油通过单向阀2 1 7 与换向阀2 0 1 至马达变量机构 的Y 口，此时马达低速运转，即转矩最大，符合 收锚链工况。 当换向阀2 0 0 至“上工作位”，Y 口的压力油 将会泄掉，此时放锚链时，马达高速运转。 调试时，可手动操作换向阀2 1 2 ，使压力油P 口一直给予阀2 0 1 先导压力。 具体检测方法是将油管拆除后接入测压表，启 动系统后操作2 1 2 ，此时，外接压力表显示数值与 泵站压力相符。排除换向阀2 1 2 故障的可能性。 4 3 换向阀2 0 1 故障排查 换向阀2 0 1 的工作原理如上所述，s B 的信号 压力正常，PH 的压力也正常。此时，手动操作 2 1 2 ，对连接x 口、Y 口油管进行观察，发现转换 2 1 2 工作位时，一直是X 口有油压脉冲。可以判定 换向阀2 0 1 存在卡阻或内泄严重。其结构见图3 。 对该阀拆除解体后，发现柱塞上有明显的锈斑 ( 船员疏忽保养所致) ，由于时间的关心系，从缆 机处拆下一只换向阀( 工作正常的) 与该阀进行 互换。再次进行调试。X 口与Y1 3 的进回油恢复 2 0 1 8 年第1 期 苏灿，等：液压锚缆机高低速转换故障分析第3 1 卷 图3 换向阀2 0 1 结构实物图解 正常工作状态。然而马达的运转依然只有高速。 4 4 变量机构的修理 通过如上的步骤依次排查调试后，最终将问题 的焦点集中于马达的变量机构。 现场将2 台液压马达变量机构的控制油管拆 除，准备2 台手压泵同时对Y 口进行注油，并旋 转马达。此时手压泵不能建立压力，可以断定变量 机构是处于泄漏状态的。同时发现x 口是有压力 油漏出的。 将液压马达拆回车间，将马达前端盖打开后， 再次对变量机构的x 口与Y 口分别加压，精准确 认压力油的泄漏处。 X 口进行注油加压，Y 口有液压油一直流出， 故可以判定变量滑环密封有泄漏；Y 口进行注油加 一、 2 启事： 、t t t l ， 压。变量机构小活塞一端有大量液压油流出，可以 判断小活塞处的密封不良。 进一步将马达解体，对变量机构进行检查，发 现大小活塞缸体内壁有较为严重的磨损，变量滑环 及过流套本体状况良好。 采取对缸体内壁进行刷镀修复，更换密封后组 装调试。分别对XE l 与Y 口注油，明显发现马达 运转有高低速之分，故障得以解决。 综上所述：变量机构的操控及执行机构的泄漏 途径主要有：大小活塞与缸体的泄漏；密封滑环泄 漏( 导致x 口与Y 口互通) ；换向阀2 0 1 泄漏。 5 结束语 为确保液压部件的功能的完好性，必须在上船 组装之前做好相应的功能测试，完善液压试验平 台，保证所有部件处于完好的工作状态。 同时要求在进行液压元件拆除的过程中必须配 备防油污染物资：抹布、接油盆、吸油毡或木屑 等，所有液压系统的开口必须做好有效的闷堵，防 止液压油的滴漏造成对环境的污染。 现代修船管理 收稿日期：2 0 1 7 0 9 2 2 现代修船管理是一部全面系统介绍现代修船管理与技术的专著，是在总结改革开放3 0 年来我国 修船管理和技术成果以及参考国内外先进修船管理与技术资料基础上编著而成。该书由时凤俊同志策划， 修船学委会组织审核，由当今我国船舶行业众多修船业专家、教授以及来自基层主要修船业一线权威人士 撰写而成。全书约2 0 万字，共分十章，内容涉及修船业现状