艙蓋板液壓系統故障案例解析

鄭亞中

(上海華潤大東船務工程有限公司，上海 202155)

1 故障現象

香港南方公司某輪6月進廠修理，在出廠的前夜，出現了No.3艙艙蓋板開啟不能關閉的故障。同時，No.2艙油馬達有漏油現象。據了解，船方沒有要求修理油馬達及閥件，工廠僅更換了幾根油管，而且，進廠時的原始狀況不清楚。由于運輸任務緊迫，第二天該輪將投入航線營運。當天晚上船方船員、廠方工人師傅多次進行檢查，調整和試驗，均未排除故障。

2 故障分析

2.1 原理介紹

該輪共有7個貨艙，艙口蓋為左、右橫開式，它是通過6根鏈條組，由五星式油馬達正、反向轉來傳遞力矩，將艙蓋板拉開，反向拉閉。同時頂升油缸也是由換向閥組控制，液壓系統如圖1所示。

系統工作原理：三位六通轉向閥是控制頂升油缸的進油與卸荷，并為三位四通轉向閥提供壓力油。左位起卸荷功能，艙蓋板關閉后，滾輪下落，然后封艙；右位為頂升油缸供油，同時另一路去三位四通閥，三位四通閥是油馬達工作的主要控制閥。本系統可雙泵工作，工作壓力為22 MPa，溢流閥調定壓力為24 MPa，回油管的單向閥起背壓平穩作用，7個艙只能單獨操作，合用1根回油管。

2.2 技術分析

一般情況下，影響艙蓋板不能關閉的因素大致有以下6個方面的原因。

1)進油壓力不足，不能滿足油馬達回轉時所需要的工作壓力。

2)油馬達及閥件泄漏，壓力上不去。

3)油馬達帶動的6根鏈條組松緊不一，艙蓋板滾輪不同步，產生摩擦阻力，負載大難以關閉。

圖1 液壓系統示意圖

4)整個液壓系統背壓高，油路不暢通，一種是操作閥不到位，第二種管路有節流因素產生。

5)泵站流量偏小，液壓泵效率偏低。

6)壓力調節閥調整不到位等。

2.3 調試判斷

啟動液壓泵前，將有關人員分成兩組，一組人檢查各艙操制閥組是否在中位，兼顧檢查艙蓋板及執行機構的變化，另一組人在泵艙檢查動力部分，包括壓力表的變化情況。

條件具備后啟動液壓泵，通過半分鐘的啟動試驗，發覺存在以下4個問題。

1)啟動前壓力表指針不在0位(注：當時沒有合適的接頭，一時來不及換表，以下所述壓力為相對壓力)。

2)油馬達6組鏈條松緊不一。

3)No.4艙頂升缸油管冒油。

4)啟動后壓力表接近5 MPa。

由液壓系統故障診斷[1]初步判定，油路不暢通。No.4艙油管補好后，調整了No.3艙6組鏈條，決定再試一次，并檢查前后7個艙的操作閥手柄位置。第二次啟動泵，油壓還是照舊，瞬時操作No.3艙兩組換向閥，壓力表跳至24 MPa，油馬達轉動，待鏈條拉緊后艙蓋板還是沒有移動。這時No.4、No.5艙油馬達有不同程度的外泄漏，停泵檢查。

根據第二次試驗產生的現象，可作如下判斷。

1)油馬達能轉，加上負載后，觀察壓力表，壓力能上去，說明故障不在溢流閥，排除了進油壓力不足，油馬達泄漏等。

2)對6根鏈條作了重新調整，應該說關艙的拉力處于相對平衡，負載不會太大。

3)流程偏小，只要壓力能上去，油馬達也應該轉，只不過是速度問題，所以流量在這里也不是主要毛病。

4)再次證實了管路有阻尼，現場檢查換向閥都正常，只有進口及回油單向閥可能有問題。從操作No.3艙時，No.4、No.5艙油馬達會漏油這一現象看，壓力油不會進入其它艙，與油馬達連通的只有回油管，那么最后認定回油單向閥卡死和過濾器堵塞是產生啟動壓力偏高的真正原因。

3 提出方案及解決辦法

1)回油單向閥拆檢、清洗。

2)回油過濾器濾芯拉出清洗。

3)檢查油馬達密封圈，緊固螺栓換新。

4 檢查結果分析

1)單向閥進口處布滿垃圾，彈簧腔最大顆粒為0.15 cm3，死死地卡住閥芯。

2)過濾器慮芯表面全是片狀顆粒，清洗后發現垃圾較多。

由于回油管不暢通，反映到壓力表上為空載壓力偏高。油馬達進出口壓差小，顯得無力。

5 交驗

檢查合格后裝復元件，

啟動泵，空載壓力為1 MPa，基本正常。操作No.3艙換向閥，艙口蓋順利關閉，此次維修只用半天時間，為該輪準時出廠贏得了時間和信譽，船方非常滿意。

6 結束語

艙蓋板液壓系統由動力部分、控制部分、執行部分等有機地結合在一起，系統的故障分析也是一個綜合影響的復雜問題。在修理中必須弄清整個系統的原理，開關艙的傳動特點，然后根據故障現象進行判斷，逐步深入，采取順藤摸瓜、跟蹤追擊的分析方法，有目的有方向地逐步縮小可疑范圍，確定區域、部位。本文通過艙蓋板故障排除的工程實踐給出液壓系統的分析維修示例。

另一方面，從本案例中可獲得啟示，要注重液壓油的污染控制，尤其老齡船的修理，老管子內壁銹皮多，本身污染物也多，現場要加強4S管理，防止新的污染物進入系統，調試前要將系統多循環幾次，把雜物清洗掉，只有這樣才能保證系統的正常工作。

[1] 張軍霞. 液壓系統故障診斷與維修典型案例的研究[D].北京：北京工業大學，2013.