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1、第五讲 船舶机械液压系统慨论,一、起重机械液压系统(起货、变幅、锚绞、舱盖)升、降、停始终存在重力引起的静负荷,单侧油路高压,有限速、制动问题。,二、走行机械液压系统 阻力负荷与运动方向相反，停车时一般消失；惯性负荷大 双侧油路皆可能高压,无限速、制动问题(风吹船歪例外),1.阀控型开式系统,2.泵控型闭式系统,甲板机械液压系统主要类型及其特点,1.采用有级变量油马达时也辅以容积调速;2.进一步限速以换向阀节流作能耗限速;3.中位不准设旁通阀改机械制动。,第十讲 液压系统的维护管理,一、液压油,1.液压油的作用-传能、润滑、散热、防锈、清杂。,2.液压油的要求：,粘度适宜，粘温指数90(天然矿
2、物油VI115,加添加剂可达175)。粘度太低-润滑差，容积效率低;粘度太高-水力效率低。,2)闪点135C，凝固点比环境温度低1015 C。,3)质地纯净，杂质和水分很少。,4)与常用材料相容，不锈蚀金属。可加防锈添加剂,5)抗氧化、抗泡沫、抗乳化 可加抗氧化、抗泡沫添加剂,6)油膜强度高 可加耐磨添加剂,3.液压油的选用,按主泵、工作压力、工作温度、等选择品种和粘度(工作时约3070 mm/s为宜),二、液压油的污染控制,70%以上的故障因液压油的污染引起,1.固体杂质污染,1)污染度表示法,NAS1638-美国航天学会1964年制定按5种尺寸杂质指数分布曲线分14级,NAS1638重量法
3、,ISO4406-1978年国际标准按5m颗粒数/15m颗粒数 分26级,2)固体杂质危害,(1)515 m 阀(间隙7 20 m)堵塞、卡紧。(2)1030 m 泵、马达磨损。轴向柱塞式 1015 m 径向柱塞式 1525 m 叶片式 2030 m(3)密封件磨损。(4)滤器堵塞。(5)间接影响:效率降低，油液发热、氧化。元件因油脏损坏换新，如不彻底清洗换油，寿命6个月,要求:高压系统(20MPa)NAS5NAS9(14/1118/15)中压系统(720MPa)NAS7NAS11(16/1320/17)低压系统(7MPa)NAS8NAS12(17/1421/18),NAS12 常需维修,3)
4、控制污染措施,油液污染量=初始污染量+侵入污染量+新生污染量-滤出污染量,(1)初始污染-安装后要彻底清洗。新系统比工作100h后的系统油脏。新装或大修后要冲洗油路:20mm2/s、5080 C洗涤油；大流量,泵、马达、油缸旁通;510min直至2h洗滤器无垢。,(2)侵入污染 加油:新油NAS1014(50%不合格)。要求比系统中油强12级，船用精滤至NAS7为宜。拆修:保持清洁，不用棉纱、泡沫塑料清洁油箱。其他:油箱设高效空气滤清器，涂层应与油相容；活塞杆设除尘圈。,(3)新生污染-磨损物(稳定期主要污染源)油氧化物(油温高)锈蚀物(油含水多),(4)良好过滤,2.水分污染 液压油含水饱和
5、度200300PPM，温度高则。水分多的危害:低温结冰晶；高温汽化；锈蚀金属；促进油氧化；与添加剂作用。来源:油箱结露；液压油带入；检修混入。检查:油混浊；热铁板法-滴油水炸声；试管加热法-上端湿布处结露。控制:(1)油箱(或系统)底部放水；(2)液压油不宜敞口存放；(3)水冷却器防漏。,3.空气污染,液压油中空气体积溶解量810%(水中2.1%)。溶气呈2550 m分布；气泡呈200500 m，2%油混浊。,气泡的危害:产生气蚀和噪音；执行机构动作滞后;油易氧化变质。,防止进气的方法:,(1)油箱油位足够高,回油管、吸油管在最低油面之下 100mm。(泄油管口可在液面之上防虹吸),(2)油箱
6、有足够大容积，隔板将油、排口分隔。,(3)有正吸高的泵吸入管防漏、滤器防堵。浇油法查漏。,(4)闭式系统应有足够补油压力。,(5)初次充油驱尽空气。小流量充，分段放气，瞬时排油，反复放气。,取样:工作中从回油管取,油样1升。,目测法:透明、色变淡-混有别种油 浑浊-含空气或水多 发黑、有臭味-氧化变质 透明、有小黑点-杂质多 透明、有闪光点-有金属粉末,玻璃夹片法、滤纸滴油法。,寿命:24年或更长(46),油的检验和更换,每年检验一次。,换油标准:,(1)粘度(40)变化:15%（L-HV 10),(2)酸值0.3mg KOH/g,(3)水分0.2,(4)开口闪点8c,(,(5)固体污染18/
7、15(ISO)或NAS107(中、高压系统)21/18(ISO)或NAS108(一般液压系统),混入10%旧油,新油寿命减少75%。,氧化后粘度增高；HV型粘度日久下降；进水或稀油后粘度降低,三、液压油温度控制,太低:粘度太高-吸入难，排压高,流阻损失大，过载。,太高:粘度太低-漏泄损失大；润滑差，磨损大；密封老化，元件卡死；油急剧氧化。,油温过高的原因和措施:,油泵进口油温环境温度+30 C 60 C,四、液压油漏泄控制,1.危害:(1)运动速度降低，严重时压力升不高；(2)油液发热、氧化；(3)效率降低，耗电增加；(4)损失油液，污染环境(外漏)；(5)影响液压制动和下降限速。,2.原因:
8、外漏-密封件损坏、老化；内漏-配合间隙过大。,3.检查方法-检查运动速度。外漏:查油箱油位;内漏:柱塞式泵、马达查壳体泄油量,泵、马达容积效率,五、液压机械的负荷控制,装置负荷(电流),泵机械摩擦负荷(空转电流)管路阻力(中位循环压降)执行机构机械摩擦负荷执行机构外负荷,满载压降,空载压降,空载电流,六、控制异常噪音、振动,1.“气穴”现象-油中析气或进气；,2.泵或马达损坏；,3.阀件(溢流阀、换向阀、主油路锁闭阀等)噪音；,4.其他机械原因(联轴节、管路、地脚、舵柱轴承等)；,5.漏泄引起-超声波可探测4万HZ漏泄噪音。,第十一讲 液压机械故障分析,故障诊断的一般方法:看资料(液压原理图、
9、重要原件结构、性能参数、压力控制阀整定压力、电气原理、各种保护)查情况(问故障、使用、维修情况；尤需现场试车调查)想方案(逻辑分析，设想原因，确定鉴别方法)查毛病(按预定方案进行，随时调整)修故障(调节、修换元件及密封、换油清洗)做总结(书面记录故障现象、分析调查过程、处理结果、经验教训),分类排除法-故障树法或鱼刺图法 能迅速逼近故障原因，少走弯路；但要有全面的知识基础和分析能力,并有可行的鉴别手段。,逐项排除法 先易后难，先多发后特殊，逐项查看 缺乏严密的理论分析和鉴别手段时用，易走弯路，依靠经验。,液压机械故障表,1.执行元件不动,2.执行机构动作慢,n=Qv/q,(1)舵机遥控机构慢(
10、全程应2224s)-机旁操作不慢；,(2)主泵流量小，包括自动变量泵调节不当；,(3)执行元件或主油路漏泄；,(4)油温高，粘度太低；,(5)起货机轻载用重载档。,3.动作滞后,(1)主油路多气-放气不彻底;补油压力低或补油箱 油位低；开式吸压低漏气或析气。,(2)远控迟滞-液压远控系统多气；,(3)泵控主油路漏或旁通(小流量不动)。,4.冲过头或不停,(1)变量泵不能回中(变量机构卡、堵；控制油压低)或换向阀不能回中(阀芯卡、单侧弹簧断、弱);,(2)舵机反馈失灵或不准(包括控制杆系间隙大);,(3)舵机遥控伺服油缸锁闭不严(手控使换向阀回中仍冲到头);,(4)主油路锁闭不严-舵有惯性或负扭
11、矩时冲舵；甲板机械用油马达有重力负荷或惯性负荷时易冲过头，必要时用即时机械制动器。,5.停不稳,舵机-跑舵:(1)主油路锁闭不严-舵机无刹车，全靠液压制动；如活塞油缸、转叶油缸、换向阀、油路锁闭阀(2)双泵共用控制杆中位不一致。,起重机构-停后慢慢下滑:(1)油马达(本身有漏泄)-机械制动器失效(弹簧张力不足、刹车片磨损、打滑)(2)液压缸-高压段油路锁闭失严(平衡阀、液控单向阀),6.起重机构降速失控,(1)开式系统:制动溢流阀或平衡阀卡在开位；或与执行元件间漏油(少有)。,(2)闭式系统:变量泵在快速下降位不能回中;高压油路破漏,失压保护失效；内漏泄严重。,(8)油马达“爬行”-低速时忽快忽慢,马达最低稳定转速(由于q不均引起)r/min 连杆式 35 五星轮式 2 内曲线 式 0.5 叶片式 14,原因:(1)有空气;(2)执行机构阻力过大(包括密封件摩擦力大);(3)泵阀件摩损大、内漏造成压力不稳;(4)油脏，平衡阀移动不灵活。,
