1.船舶液压故障及其特点
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,负荷作用下执行元件速度显著降低等);压力故障(如压力达不到要求,压力不稳定或压力调节失灵,压力冲击等);噪声和振动;油温过高;油液污染等。
液压设备产生故障的原因除设计、制造、安装未达到规范要求以及设备长期使用后零部件的正常磨损外,由于操作管理不当引起的故障尤应注意。
船舶液压设备经常出现的故障与机械传动、电气传动相比具有多样性和复杂性,且与操作管理密切相关的特点。
船舶液压设备经常是几个故障同时出现并交织在一起,这些故障有的是由某一液压元件失灵引起,有的则是系统中多个液压元件的综合因素造成。
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、电气以及微型计算机的共同组合体,产生故障的原因更是多方面的。同一原因,也可能引起不同的故障。
船舶液压设备使用条件较为恶劣,受到航区、季节、气候等因素的影响,如果维修管理人员不能根据上述因素的变化,正确予以管理和预防,必然会导致故障的发生。
2.船舶液压设备故障诊断方法
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上作,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。
3.船舶液压故障诊断实例
(1)动作故障—执行元件速度过慢或不动作某轮在马来西亚某港作业时,舱口盖装置工作开始时速度正常,此后速度逐渐降低,直至无法工作。
执行元件的运动速度取决于进人执行元件的供油量。据此,首先拆检泵的进口滤网,发现上面糊满黑色胶质物,将其洗掉后试车,速度稍有加快,但仍旧达不到要求。并且发现随着使用时间的延长,油温不断升高,当升到60~70℃时,就不能动作了。同时,系统压力随着使用时间有所下降,即使可调高点,也无法提高速度。因此认为,泵的容积效率已经很低。解体发现,泵的磨损严重,轴向和径向间隙都超限很多。更新齿轮,系统恢复正常。
由上可见,该系统在工作之初,油温较低、粘度较高、内泄漏量较少,因此工作速度还可以达到要求。随着使用时间的延长,正常工作引起的油温升高,加之泵本身容积效率低所产生的能量损失形成的热量,使油温加速升高,油的粘度降低,泵的内泄漏量加大。并形成恶性循环,直至设备不能工作。
执行元件的运动速度取决于进人执行元件的流量,因此出现这类故障首先要判断流量减少的原因。它既可能是液压泵流量不足或完全没有流量;也可能是系统泄漏过多,进人执行元件的流量不足;还可能是溢流阀压力调整过低,克服不了工作机构的负载阻力等。
(2)压力故障—压力不穗定或压力调节失灵某轮在开舱作业时,舱口盖液压系统压力逐渐低落,由原来的12MPa降至8Mpa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,内泄漏量加大引起。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,重新调整间隙后试车,故障仍未解决。但试车发现,系统原来在12MPa下运转压力平稳,现在8Mpa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他因素的影响面发生变化的。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)噪声和振动引起噪声和振动故障的原因是十分复杂的。不但系统的机械设备、电器可以引起噪声和振动,就是液压系统内部,几乎每个环节都可以引起噪声和振动。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声和振动的原因。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。
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,且随着压力的增大面增大,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液压泵出[J管路的滋流阀上,而泵和其他阀上均无此声音。于是认为啸叫声与该溢流阀有关。解体该阀发现,主阀心上阻尼孔过大。更换阀心后,啸叫声消除。
先导式溢流阀主阀心上的阻尼孔过大,主阀心下而的压力油,通过阀心上的阻尼孔,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,使锥阀振动产生噪声。阻尼孔变小后,压力油经过阻尼孔再作用于锥阀,由于压力油通过阻尼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。