液壓泵站異常噪聲故障分析與排除

何法明

(青島遠洋船員職業學院，山東青島 266071)

筆者在從事船舶液壓維修時經常發現，由于液壓泵站設計不合理或施工的疏忽，造成液壓泵啟動時噪聲大［1］，冬天液壓泵建壓時間很長，特別是一些重要設備例如液壓舵機，由于液壓泵建壓慢，造成舵機來舵慢，給航行帶來巨大安全隱患。下面以某考察船船尾大A架液壓泵站為例，分析此類故障產生的原因，并對液壓泵站提出改造的方法。

1 故障現象

操作人員反映該考察船在操縱船尾大A架前啟動液壓泵時，液壓泵產生讓人無法忍受的異常噪聲，同時系統建立油壓時間比較長，操縱船尾大A架時油缸有時出現爬行現象，系統運行0.5 h后，噪聲消失。初步判定液壓泵產生異常噪聲和油缸出現爬行現象的原因主要是由于系統存在空氣造成的，為檢驗該結論，我們啟動液壓泵，發現此時液壓泵噪聲的確很大，斷續松開主操縱閥主油管的P(從油泵過來的壓力油)口接頭，從中排出大量泡沫，幾分鐘的斷續排放，松開的接頭油液成股流出后擰緊，液壓泵異常噪聲消除，大A架升放正常。

2 故障分析

2.1 液壓系統分析

液壓泵站如圖1所示，該液壓泵為德國力士樂A10vo45，位于油箱上方，根據設計要求液壓泵應位于油箱液位上方最高不超過800 mm，經測量該系統液壓泵吸油口離液面約400 mm，完全滿足設計的要求。此外液壓泵體上泄油口所接的油管最高部分不能低于泵的軸線。該泵泵殼泄油管接在殼體的斜上方的接口上，也滿足上述對泄油管的要求。從吸油口和卸油管的安裝來看，該液壓泵的布置是按照泵站設計規范來設計的，從而排除由于液壓泵安裝造成液壓泵吸空產生噪聲的可能性［2-4］。

通過查找系統各接頭和油泵軸封，也未發現有漏油現象，從而排除從接頭和油泵軸封等常漏泄的部位漏入空氣的可能［2］。

圖1 液壓泵站示意圖

第2天到達現場后，拆下液壓泵泄油管檢查泵體內部的油位發現，液壓殼體油位位于液壓泵吸口最低位。說明有空氣漏入液壓泵造成殼體缺油。由于該液壓泵出口有單向閥，在停泵期間即使系統漏泄，外界空氣也不會通過單向閥漏入到液壓泵中，空氣漏入液壓泵殼體的可能只能集中在液壓站自身與系統無關。經過對液壓站仔細檢查發現，該泵的泄油管通過與焊接在油箱上蓋的接頭和油箱相連，該泵產生異常噪聲的原因終于找到了。

2.2 故障原因分析

由于液壓泵泄油管與油箱的上蓋通過焊接的接頭相連，該泄油管的出口位于油箱液面之上，并通過油箱上方的透氣孔與大氣相通，在停泵期間泵體通過泄油管實際是與大氣相通的。此外液壓泵內部存在漏泄的路徑很多，包括缸體與配油盤之間、柱塞與油缸、滑履與斜盤之間由于磨損都存在一定漏泄。在較長時間的停泵期間，在重力的作用下，空氣通過泵體內部的漏泄途徑通過泵的吸入管漏入油箱，直到液位低于泵體吸入口最低位，使泵的油缸和吸入管路充滿空氣，若此時啟動液壓泵，液壓泵將該部分空氣與液壓油一起排入系統，在高壓時空氣溶入液壓油，在低壓時又會從液壓油中析出，從而產生異常的噪聲，只有將溶入空氣的液壓油全部通過回油流回油箱，液壓油中的空氣在油箱中全部析出后系統噪聲才能消除。

3 故障處理

1)將泄油管加長，使之出口位于油箱液面之下。以避免油泵殼體與大氣相通，造成空氣侵入。

2)在液壓泵的吸入管路上增設阻力較小的單向閥，避免液壓泵在停用期間泵體液壓油回流。

根據維修方案，首先在泄油管與油箱連接的接頭下方焊接接頭，下方加裝500 mm、通徑為12 mm的銅管，銅管出口位于液面以下300 mm深度;同時拆卸液壓泵的吸入管，在吸入管與吸入濾器之間加裝一與吸入管同種通徑 (DN32)的黃銅彈簧立式止回閥。該閥啟閥壓力很小，另外由于該閥采用了NBR橡膠墊片，所以該閥的密封性能很好。改造后的液壓泵站如圖2所示。

圖2 改造后液壓泵站示意圖

4 結束語

經過1年的使用觀察，液壓泵異常噪聲現象再未發生，液壓泵建壓時間很短。對該考察船液壓泵站故障查找和改造有如下體會。

1)雖然柱塞泵有自吸能力，但在高緯度航區特別是冬季氣溫低，液壓油黏度大，如果液壓泵有一定自吸高度，常常會造成吸入困難［5］，所以在液壓泵站的設計中要充分考慮船舶常航行的區域，對經常航行在高緯度的船舶建議最好讓液壓泵具有一定流注高度 (液壓泵吸入口低于油箱液面)，避免液壓泵由于油液黏度增大而吸入困難造成液壓泵建壓慢并產生異常的噪聲，此外由于泵體存在正壓也能有效地避免空氣的侵入。

2)對于液壓泵位于油箱液位上方的液壓站，液壓泵泄油管出口一定要在油箱液位之下，設計時一定要注明并強調，避免在施工時由于人員的疏忽，使液壓泵在運行時由于空氣通過泄油管的漏入不但會造成上述故障，長期使用時液壓泵每次啟動由于泵體缺油還會造成過度磨損影響其使用壽命。

［1］李建宇.液壓系統振動噪聲產生原因分析 ［J］.液壓與氣動，2006(5):13-22.

［2］劉忠，楊國平.機械液壓傳動原理、故障診斷與排除［M］.北京:機械工業出版社，2004.

［3］ Hydraulic components for industrial applications［Z］.Rexroth Bosch Group 81-82.

［4］雷天覺.新編液壓工程手冊［M］.北京:北京理工大學出版社，1998.

［5］朱振華，蘇勛家，侯根良，等.軸向柱塞液壓泵常見故障診斷與處理方法 ［J］.液壓氣動與密封，2010(10):5-7.