舵机液压控制油泵失压故障处理
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摘要 本文针对某船液压舵机在运行过程中出现控制油泵突然失压故障进行了分析与排除，并从日常维护保养、应急和设备操作上提出了相应的管理建议。
中图分类号TH137 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）87-0139-02
1 概述
某船舵机采用的是YYB-AA26/9B-FL型控制油泵，该泵是舵机液压系统的一个重要组成部分，它由两个单作用叶片泵安装在同一泵壳上，在油路上并联组成。两个叶片泵的转子由同一传动轴带动，共用一个进油口，各自有独立的出油口。其中，大泵主要用来为主泵补油，其工作压力为0.8MPa～1MPa，流量为26mL/r，小泵主要用作主泵的变量控制，其工作压力为2 MPa，流量为59mL/r，两套油泵机组和两套伺服油缸都安装在油缸之上，大、小泵出口都装有纸质滤油器，当压差超过0.35 MPa时，就自动发出讯号以示清洗。
2 失压故障的处理
该船在某海域航行期间，舵机控制油泵突然出现失压现象，控制泵压力由2 MPa下降至0.3 MPa补油泵压力1 MPa下降至0 MPa，并伴有异常噪音，为确保船舶正常航行，当班轮机员迅速通知驾驶台切换备用机组，同时组织人员进行抢修。通过对的结构、性能以及液压系统的分析，导致失压和产生异常噪音的原因有三方面，即叶片泵内部进气、叶片泵自身故障、液压系统故障。
根据经验判断，控制油泵失压且伴有噪音85%以上是由于泵内部进入了空气。通过对各管路接头的检查，未发现有松动和渗油现象，然后对系统进行放空气操作，发现系统中有少量的气体存在，经反复多次放气操作后，系统中空气排空，但油压始终未能正常建立，说明导致本次故障的原因并不是泵内进空气产生的。
运用流体力学公式，结合图1双作用叶片泵的流量计算简图可以计算得出的实际流量QV（见公式1）。
由于电机转速正常，因此n=0可以直接排除，当出现另外三种情况时，说明叶片泵而后将故障定位于叶片泵内部磨损严重导致泵无法正常工作，由于海上条件的限制，无法对叶片泵修复，所有采用最简单的手段——更换备件这一做法进行故障排除。维修人员按照设备拆检和安装工艺对出现故障的叶片泵进行了更换，换新后重新进行系统调试，发现控制压力与补油压力恢复，但波动较大，控制压力在0MPa～2.2MPa之间反复波动，补油压力在0MPa～1.1 MPa之间反复波动，且运行噪音很尖锐。
通过反复检查，新泵在安装和调试上均是按要求进行的，事后，通过拆检该泵进行间隙测量，可以明显感觉泵内轴向间隙变大，利用塞尺测量所得数据与标准数据比对，叶片泵内部确实磨损，从而导致吸油困难，油压无法建立。由此说明控制油泵确实产生了异常，但故障未能彻底解决。
针对上述问题，说明在液压系统上存在问题，图2为液压系统图，从图中可以发现，当出现以下油箱缺油油管破裂、油泵进口截止阀未打开、油泵出口滤器堵塞、出口溢流阀故障4方面原因时也能够导致控制油泵失压故障的发生。
对日用油箱的油位进行检查，发现油箱油位正常，油位保持在80%左右，输油管路正常，无漏油现象，排除因油箱缺油油管破裂导致油泵干摩擦运行。现场手动检查截止阀，发现该阀当时确实处于全开状态，因此，基本排除该阀关闭导致故障的产生。从图2中我们可以发现，泵的两路出口均有一道滤器，压力表正好接在滤器后面，如果滤器堵塞严重的话，压力表照样会无压力显示。但是，液压系统自带有压差保护功能，当压差超过0.35MPa时，就自动发出讯号以示清洗。当时未见有报警，拆检油滤检查油芯，未见明显杂质，更换纸质滤芯2个后重新装机运行，故障现象未消除。由于控制泵出口的溢流阀，阀芯一直处于打开状态或者弹簧断裂也会导致压力为0或压力抖动的现象。为检查该溢流阀是否故障，将旁通关管路松开，运行未见又油从旁通管路中溢流，由此说明，溢流阀当时是处于正常工作状态。
经过前面工作，仅排除叶片泵本身故障，但系统故障始终未能彻底解决。于是，再次从头进行了一次梳理，决定对截止阀进行拆卸，发现阀心脱落，阻塞了液压油的正常输送。
本次舵机控制油泵失压故障是由于油泵进口截止阀阀芯脱落，导致油泵吸油不畅，在高速缺油状态下运行一段时间，泵内部产生严重磨损，最终导致失压，并伴有异常噪音。
3 结论
经本次故障的处理，从中总结出了以下几点管理建议，并对舵机在日常维护和使用工作中能有所帮助。
3.1 加强液压油的管理
根据舵机使用规律，舵机液压设备的故障70%左右是由液压油的污染引起的，液压油污染可分为三种类型：机械杂质、水（包括海水和淡水）以及空气。其中，机械杂质对液压油污染后产生的危害最大，特别是固体颗粒对系统元件的危害。对液压油污染的严格控制，将能显著地延长机械的稳定工作期并使后期故障率降低，延长装置的使用寿命和降低维修费用，减少突发事件造成的危险。建议每年对液压油进行更换一次。
3.2 加强元器的定期保养
舵机液压系统作为一套高压运行系统，工作压力一般不低于5MPa，高压的液压元件经过长期的运转，配合间隙增大，元件泄漏量增大，靠平时的目视检查是无法及时发现的，必须定期拆检交专业厂家进行专业的清洗和修补工作，只有这样才能确保设备性能保持在较好水平。建议每年对双向平衡阀、隔离旁通阀、单向阀等关键阀件进行一次拆检保养。
3.3 加强人员的训练力度
液压系统是一个比较复杂的系统。不仅管路连接烦琐，其中许多关键液压元件都是精度很高的，要想能够熟练掌握舵机的操作使用和维修，必须提高操作人员维护管理能力，加大人员的训练力度，从基础开始学，摸清每一条管路、学透每一个阀件、掌握每一项操作规程，只有这样，才能在遇到问题时有信心去处理。
参考文献
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