浅述船舶液压系统故障分析与维护

1、浅述船舶液压系统故障分析与维护    摘 要：船舶液压系统的应用越来越广泛和重要，如何科学有效地对船舶液压设备进行维护与保养，加强设备管理及操作人员的水平，是避免与减少液压设备及系统故障的关键。本文以笔者的工作经验，介绍了船舶液压设备的常见故障及其分析方法。 关键词：液压系统 故障分析 维护 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

2、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

3、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

4、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

5、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

6、。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6070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

7、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

8、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4.56.5Mpa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

9、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

10、成的共振等都是引起噪音和振动的原因。 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