船舶液壓甲板機械的常見故障及維護措施研究

李好令

（中國船舶重工集團公司第七一三研究所，河南 鄭州 450000）

甲板機械是船舶的重要組成部分，主要包括舵機、起錨機和絞車、導纜器、帶纜樁、導纜滾輪等，其主要功能是保證船舶正常航行及船舶停靠碼頭、裝卸貨物、上下旅客等。因為液壓傳動具有傳遞動力大，易于傳遞及配置等特點，所以在船舶甲板機械中應用較為廣泛。在船舶甲板中，液壓機械設備的自身重量較輕，工作狀態(tài)較為平穩(wěn)，有較大的調(diào)速范圍，操作簡便靈活。但是液壓機械設備的結(jié)構(gòu)較為復雜，且作業(yè)環(huán)境較為惡劣，所以在使用過程中容易發(fā)生故障。液壓機械發(fā)生故障，最直接的就是會影響到船舶運行的安全性和穩(wěn)定性，如果發(fā)生油液外泄，還會對海水造成污染。為了降低船舶液壓甲板機械發(fā)生故障的幾率，應該由專業(yè)的機械保障師對其進行維護，通過對不同種類液壓機械設備的性能和常見故障特點進行分析，有針對性地制定出一套行之有效的防范措施，切實提升液壓甲板機械運行的可靠性，為船舶的安全穩(wěn)定運行創(chuàng)造有利條件。

1 船舶液壓甲板機械的故障特點

船舶的運行環(huán)境較為特殊，一般都是開展海上及港口特種作業(yè)，在船舶停靠碼頭、裝卸貨物以及執(zhí)行特種作業(yè)的過程中，大多數(shù)都是在液壓甲板機械的輔助下完成的，可有效提升作業(yè)效率。液壓甲板機械雖然在技術(shù)和性能上具有一定的優(yōu)勢，但是由于作業(yè)對象以及作業(yè)環(huán)境的特殊性，容易發(fā)生故障。因為液壓甲板機械的結(jié)構(gòu)較為復雜，所以如果單一元器件出現(xiàn)問題，可能會導致整個液壓系統(tǒng)的癱瘓，影響到船舶作業(yè)的正常運行。如果在航行過程中發(fā)生故障，還會增加故障維修的難度。導致液壓甲板機械故障的原因較多，潤滑不足、溫度過高、振動磨損、海水腐蝕、油液污染等都會導致液壓機械發(fā)生故障，有時一種故障表現(xiàn)形式，可能是由多種原因造成的。這就需要機械保障師具有較高的維修技能，熟練掌握液壓甲板機械的工作原理，能夠采用適宜的方法快速定位故障點，判斷故障類型，提高維修效率。同時通過對故障現(xiàn)象和故障原因的總結(jié)，還能夠提前做好防范措施，降低故障的發(fā)生幾率。

2 船舶液壓甲板機械常見故障

2.1 動作故障

動作故障是液壓甲板機械常見故障類型之一，主要表現(xiàn)在啟動、運行速度、換向精度異常等方面。比如液壓甲板機械在承擔較大的荷載時，機械可能無法正常啟動，液壓系統(tǒng)執(zhí)行元件的運行速度下降或者過慢，在換向過程中，無法精準實現(xiàn)動作指令的要求。這些故障現(xiàn)象不僅會影響到船舶作業(yè)效率，同時還影響到機械運行的安全性。而導致液壓甲板機械出現(xiàn)動作故障的原因較多，有時甚至是多種原因共同作用的結(jié)果。外部原因主要包括運行負荷突然增加，螺栓在使用過程中出現(xiàn)松動，配管破損等。液壓油質(zhì)量不達標，油液中混入了水、空氣、雜質(zhì)等，導致潤滑不足或者潤滑失效，會直接影響液壓系統(tǒng)的正常運行。此外，壓力、溫度異常，以及元件本身存在質(zhì)量問題等，都會導致動作故障的發(fā)生。

2.2 壓力故障

因為液壓傳動主要是以液體為工作介質(zhì)，利用液體的壓力能進行動力的傳遞，所以一旦出現(xiàn)壓力故障，整個機械設備的運行效率和可靠性都會受到很大的影響。壓力故障主要表現(xiàn)為機械壓力達不到標準要求，系統(tǒng)壓力不穩(wěn)定或者壓力失調(diào)，壓力過大造成沖擊，系統(tǒng)壓力卸荷回路異常等。液壓甲板機械出現(xiàn)壓力故障的原因較多，比如液壓馬達出現(xiàn)壓力升不上的現(xiàn)象，其原因可能是供油泵損壞，溢流閥故障或者壓力過低，馬達系統(tǒng)泄漏等，還需要機械維修人員根據(jù)實際情況進行排查。

2.3 噪音和振動故障

由于液壓系統(tǒng)是一個封閉的循環(huán)系統(tǒng)，所以在封閉系統(tǒng)內(nèi)如果出現(xiàn)振動，會產(chǎn)生回波噪聲。不同部件產(chǎn)生的噪聲在傳遞過程中會呈現(xiàn)不同的效果，由于船舶液壓甲板機械的結(jié)構(gòu)較為復雜，所以產(chǎn)生噪聲的原因也較為復雜。空氣侵入液壓系統(tǒng)是產(chǎn)生噪音的主要原因之一，在空氣進入液壓系統(tǒng)的過程中，在低壓力區(qū)域時氣體體積較大，在流入高壓區(qū)時空氣體積受到壓縮而變小，重新再進入低壓區(qū)時，體積突然增大，這種氣泡體積突然間發(fā)生的變化，會產(chǎn)生“爆炸”現(xiàn)象，從而導致噪聲的出現(xiàn)，這種現(xiàn)象也被稱為“空穴”。在液壓系統(tǒng)中的機械噪聲一般是由系統(tǒng)內(nèi)部的部件振動導致的，在液壓甲板機械設備處于高速運行狀態(tài)時，如果液壓泵、電機和液壓馬達的旋轉(zhuǎn)頻率不一致，就會因為轉(zhuǎn)動的不平衡力而引起彎曲振動，從而產(chǎn)生低頻噪聲。機械設備部件在長期運行時，如果磨損較為嚴重，也會產(chǎn)生振動。

2.4 油溫過高及油液污染故障

在液壓甲板機械故障中，因為液壓油的油溫過高而引發(fā)的故障不在少數(shù)，還有部分原因是因為油液受到污染所致。如果液壓傳動系統(tǒng)長時間處于運轉(zhuǎn)狀態(tài)或者長期沒有得到妥善地維護和保養(yǎng)，都會導致系統(tǒng)內(nèi)部的油溫升高。當油溫增加到設定的上限值時，不僅會造成元件的損壞和變形，還會導致油液氧化變質(zhì)，或者在油液中出現(xiàn)沉積物以及發(fā)生腐蝕等現(xiàn)象，直接影響到液壓系統(tǒng)的故障。油溫過高還會導致液壓甲板機械的閥、水發(fā)生卡死現(xiàn)象，從而引發(fā)安全故障。而導致油溫過高的原因主要是由液壓油泄露、散熱不良、卸荷回路異常、油液黏度過高等所致。油液污染也是引發(fā)液壓系統(tǒng)故障的原因，一旦油液受到污染，就會阻塞阻尼孔，從而產(chǎn)生安全故障。油液污染多數(shù)是在液壓設備維修或者灌入新的液壓油時，外界污染物混入其中所致。此外，液壓油自身的質(zhì)量不達標也是油溫升高以及油液污染的原因，液壓油沒有及時更換也會出現(xiàn)變質(zhì)，所以要做好液壓油的日常維護工作。

3 船舶液壓甲板機械的維護與保養(yǎng)措施

3.1 動力元件的維護與保養(yǎng)

船舶液壓甲板機械的動力元件主要由蓄能器和液壓泵構(gòu)成，所以應該重點做好維護和保養(yǎng)這兩個部分。蓄能器是在緊急狀態(tài)下能夠提供動力的設備，可為船舶安全航行提供穩(wěn)定的壓力保障，液壓泵主要負責能源的轉(zhuǎn)換。氣囊性蓄能器是比較常用的類型，所以在日常維護中，要重點檢查氣囊是否存在漏氣現(xiàn)象，并且要定期進行充氣，以達到能夠正常使用的標準，在船舶運行過程中一般應該關(guān)閉蓄能器出口閥。在液壓泵檢查維護時，要重點檢查液壓泵運行狀態(tài)下的油溫狀況，盡量避免出現(xiàn)油溫過高的現(xiàn)象。在液壓泵啟停操作過程中，要嚴格按照規(guī)范要求執(zhí)行。維護時還要查看油箱中的油位，油位要始終保持在油箱容量的70%以上，定期清潔濾油器，防止發(fā)生堵塞。檢查液壓油時，如果發(fā)現(xiàn)變質(zhì)和污染現(xiàn)象，要及時更換，并且確保新灌入液壓油的質(zhì)量符合規(guī)定的標準。

3.2 執(zhí)行元件的維護與保養(yǎng)

船舶液壓甲板機械的執(zhí)行元件主要由油馬達和液壓油缸組成，其主要作用是將壓力能轉(zhuǎn)換為機械能，為設備的正常運行提供動力支持，所以要做好執(zhí)行元件的維護保養(yǎng)。液壓機械的執(zhí)行單元長期處于室外環(huán)境下，容易受到陽光、雨水和鹽霧的侵蝕而影響使用功能。對于這部分的維護保養(yǎng)，首先，要做好軸承的潤滑保養(yǎng)，確保軸承的潤滑度能夠滿足各個機構(gòu)的運行標準。對于軸承的潤滑可使用潤滑脂，為了保證油道和油腔全部充滿潤滑脂，可觀察軸承邊緣，如果在臟油滲出后出現(xiàn)新油，說明添加到位。在條件允許的情況下，可以在軸承運行時加油，這樣能夠保證油料的均勻滲透。其次，對液壓油缸的維護。如果油缸長期沒有運行，應該將柱塞歸位，防止發(fā)生銹蝕或者污染。在油缸需要工作時，可支出柱塞，并在其表面涂抹潤滑油進行保養(yǎng)。再次，對油馬達的維護。因為油馬達的運行頻率較高，所以在運行過程中容易出現(xiàn)集氣現(xiàn)象，在氣體量過多時，可能會對葉片和柱塞等部件造成較強的氣體沖擊，或者出現(xiàn)馬達爬行等問題。所以對油馬達維護保養(yǎng)時，要定期對其進行放氣處理，避免大量氣體的積聚。

3.3 控制元件的維護與保養(yǎng)

對控制元件的維護保養(yǎng)主要包括壓力、方向、流量等的控制閥，根據(jù)控制元件的功能不同，對控制閥的維護保養(yǎng)要求也不相同。閥芯卡死是各類控制閥都比較常見的問題，多數(shù)是因為液壓油污染或者閥芯過度磨損所致。在維護時，要定期檢測液壓油的質(zhì)量，可使用過濾器減少液壓油污染。還要檢查閥芯的精度，如果閥芯出現(xiàn)磨損，輕度磨損可進行修復處理，重度磨損則需更換新的部件。在檢查控制閥時，還要檢查控制閥的密封性，如果密封性不佳，會導致閥體泄漏。密封圈老化以及油液污染都會降低密封性能，所以要定期檢測控制閥的密封性能，一旦密封性能不佳，應及時更換新的密封件。

3.4 輔助元件的維護與保養(yǎng)

船舶液壓甲板機械輔助元件主要包括油箱、過濾器、冷卻器和管路等，任何一個輔助元件發(fā)生故障，都會對整個液壓系統(tǒng)的運行產(chǎn)生影響。對油箱的維護保養(yǎng)要確定油位保持在油箱的70%以上，確保呼吸閥的暢通性，在油箱加油前，做好油液型號和質(zhì)量的檢查。對過濾器的保養(yǎng)，可進行解體檢驗，在清除內(nèi)部雜質(zhì)后，要重點注意壓差的變化。對于冷卻器的維護，主要是檢查冷卻器是否能夠正常運行，可檢查內(nèi)部構(gòu)件是否存在泄漏現(xiàn)象。在冷卻器停用時，應將內(nèi)部水分排空，防止低溫凍裂。對管路應該進行不定期維護，如果管路損壞可能因為滲漏而造成海水污染，所以主要查看管路是否有滲漏和滴油現(xiàn)象，及時維修或者更換部件。

3.5 建立規(guī)范的機械維護管理制度

為了切實保證船舶液壓甲板機械的安全可靠運行，提高維護保養(yǎng)質(zhì)量，應該建立完善的機械維護管理制度。在機械維護管理中，應該秉承“預防為主、維護與檢查結(jié)合”的原則，做好液壓機械設備的日常維護和保養(yǎng)，減少故障的發(fā)生幾率。根據(jù)液壓甲板機械的專業(yè)程度，考慮頻率、功能、所處環(huán)境等各種因素，可將機械設備的維護保養(yǎng)劃分不同的保養(yǎng)等級。對于機械設備的每日清洗、潤滑、緊固和檢查等工作，可由操作人員負責維護。對于機械設備的定期檢查，更換零部件等工作，應由專門的維護人員負責。對于機械設備的日常檢查可由生產(chǎn)部門的設備管理人員負責，及時上報機械設備存在的故障和異常現(xiàn)象，然后及時采取有效措施。加強對機械設備維護人員的培訓，不斷提升專業(yè)技能，養(yǎng)成嚴謹細致的工作作風。在日常維護保養(yǎng)時，將設備的維護保養(yǎng)情況進行詳細的記錄，為以后的工作提供參考依據(jù)。

4 結(jié)束語

隨著船舶載重量的增加，航行里程的延長，對船舶的安全性和穩(wěn)定性有了更高的要求。液壓甲板機械作為船舶的重要組成部分，雖然在性能上有一定的優(yōu)勢，但是長期處于露天環(huán)境下，會受到風吹、日曬、雨淋、海水腐蝕等因素的影響而發(fā)生故障。液壓機械設備出現(xiàn)故障，會縮短機械設備的使用壽命，增加船舶的運行成本，威脅船舶航行的安全性，所以要做好液壓甲板機械的日常維護保養(yǎng)工作，降低故障的發(fā)生幾率，提高運行的可靠性。船舶機械保障師要不斷提升自己的專業(yè)技能，對液壓甲板機械的常見故障進行分析，然后進行總結(jié)，能夠提前做好維護工作，提升液壓機械的運行效率。