航網

資訊

救助艇降放裝置故障分析與處理


導讀

對于以海上生命救助為核心的專業救助拖輪來說,救助艇無疑是最具代表性的、最重要的救助/救生設備之一。

Image

當有救助任務時,救助艇能夠救起落水人員;

當船舶發生險情不得不棄船時,救助艇能夠承載船員逃離遇難船,最大限度地保障生命安全。

為了使救助艇順利出動,保障救助/逃生的成功率,救助艇及其降放裝置應時刻處于正常狀態。

然而在定期進行的救助演習中,由于救助艇意外墜落導致摔艇事故時有發生,救助艇不能正常收放,使得救助訓練無法進行。

鑒于問題的嚴重性,本文分析該故障產生的原因,闡述故障排查過程,總結應對措施,與大家共享。

Image


故障現象 

某專業救助船在一次釋放救助艇訓練時,吊艇架轉出舷外,打開頭部油缸,當操作絞車手柄下放時,救助艇牽引著鋼絲做幾乎失控的自由落體運動一直到水面,遠大于正常釋放速度(48~60m/min)致使艇體受損,人員受傷;當操作絞車手柄回收時,救助艇在鋼絲的牽引下受控地上升至半空中,松開絞車手柄暫停回收,艇靜止不動,再繼續操作 絞車手柄回收,此時救助艇下落一段距離停止,繼而又向上升起。

多次做收放試驗,情況大致相同。


故障分析與查找

1.救助艇降放裝置

救助艇降放裝置液壓原理見圖1;

Image

1-絞車換向閥;2-平衡閥;3-液壓馬達;4-離合器;5-換向閥 YVB、YVC、YVD、YVE、YVF、YVG 電磁換向閥 FC4-0 位置分配器

圖1 救助艇降放裝置絞車液壓原理

離合器電磁換向閥電氣工作原理見圖2。

Image

FC4-0 位置分配器;KA4-繼電器;YVB-離合器電磁換向閥 

圖 2 離合器電磁換向閥電氣工作原理

此救助艇降放裝置(型號 SPR5000)由電液聯合控制,包括動力液壓單元(液壓泵、油柜、溢流閥等)、電氣控制箱、操縱臺、艇架、絞車、剎車、液壓缸、離合器、齒輪傳動機構、液壓閥件、傳感器等部件。

吊艇架正常工作狀態:

當頭部油缸打開后,救助艇通過絞車、齒輪機構、離合器 4(閉合狀態)等部件與剎車機構相連,懸停空中;

當進行救助艇釋放或回收時,手操絞車換向閥1 手柄,“0”位置分配器FC4閉合,繼電器 KA4、電磁換向閥YVB通電,離合器脫開,剎車解除,同時絞車在壓力油的驅動下進行放或收纜動作,從而實現救助艇的下降或上升。

由理論和實際情況可得絞車換向閥1 與“0”位置分配器 FC4 聯動,只要絞車換向閥動作,無論方向如何,電磁換向閥YVB 都會通電,剎車制動都會解除;

在收或放救助艇時,絞車驅動力的產生應與剎車解除同時進行。

根據救助艇可以正常懸停的實際情況可知剎車制動功能正常。

所以,查找故障的原因,判斷絞車驅動力大小和檢查剎車解除與絞車驅動力產生的時機是關鍵,應對以下因素進行排查。 

2.液壓泵

泵的正常磨損會影響泵油性能。

液壓泵為絞車提供油液流量(額定流量 200l/min)和壓力的不足都會造成絞車驅動力減小。

啟動電動機,把液壓主泵(工作壓力250bar)的出口閥逐漸關小,當泵出的液壓油部分經溢流閥溢出時,發現泵出口壓力表指示240bar,正好等于溢流閥的設定壓力,可知主泵的供油壓力正常。

把主回油管路外接至計量容器中,啟動泵,回油流量的計算結果達到了設計要求。

因此判斷液壓泵的功能正常。 

3.管路

管路連接缺陷產生的泄漏和異物存在產生的流阻會造成流量和壓力損失,也會使得絞車動力不足。

整個液壓系統外觀檢查,無外泄現象。

檢查回油濾器潔凈無雜物;

拆檢絞車前后兩段管路,內部光亮潔凈無油泥沉積;

檢查泵進口濾器潔凈完好,消除大顆粒異物進入管路系統的可能。

以上檢查結果可得出管路是正常的。

4.油液

由于液壓油的長久使用,油質會變差,氧化和細小磨削會使得油液粘度增大,流動阻力加大,造成壓力損失。

取油樣與新油進行對比觀察和滴漏粘度試驗,結果差別不大。

油液粘度也會受到溫度的影響,操作時,應控制溫度在合適范圍內。 

5.絞車 

直接判斷絞車液壓馬達3的泄漏是不容易的。

液壓油粘度過低、液壓馬達部件磨損嚴重,都會造成液壓馬達異常泄漏,結合現象不妨做一個馬達異常泄漏的假設,先從理論上分析一下問題。

從液壓系統圖上分析,艇上升靠的是馬達液壓驅動力,下降靠的是平衡閥2液壓限速制動作用,所以,實現這兩種操作的動力形式是不同的。

液壓馬達的內部異常泄漏是壓力油相對馬達的旁通,對艇的上升、下降操作都會有直接的影響。

但由于冷卻和潤滑的需要,少量適當的泄漏是必須的。

為問題分析的條理性,現分別討論艇上升和下降的情況。

(1)收艇階段 

當收艇操作開始時,絞車換向閥1、“0”位置分配器FC4、繼電器 KA4、電磁換向閥 YVB 動作,離合器4脫開,剎車解除,同時壓力油經絞車換向閥1通過管路流向馬達。

由于油液的慣性、可壓縮性,且絞車換向閥1與液壓馬達3之間管路長度d較大,到達馬達的油液有滯后現象,作用在液壓馬達上的油液壓力和流量產生由小到大逐漸變化,液壓馬達的驅動力同樣由小變大,設液壓馬達驅動力由0增大到艇重需要時間為t。

當馬達內泄漏異常時,過程分析:

收艇操作瞬間,剎車解除即時發生(離合器電磁換向閥YVB與離合器之間的管路長度遠小于d),液壓馬達受油壓力為零,液壓馬達驅動力小于艇重,艇有下降趨勢;

艇加速下降階段,在收艇時間t內,開始液壓馬達受油流量小且部分被泄漏旁通,油壓增長慢,液壓馬達驅動力小于艇重,艇加速下落,隨著液壓馬達受油流量不斷增大,內泄的影響逐漸減小,油壓逐漸增大,最終液壓馬達驅動力等于艇重,此時艇向下運動速度最大;

艇下降減速階段,液壓馬達受油流量逐漸增大至恒定,液壓馬達驅動力始終大于艇重,艇做下落的減速運動直到速度為 0;

艇加速上升、勻速向上階段,由于液壓馬達驅動力始終大于艇重,艇加速上升直到勻速向上,最后艇收起。

由以上分析得出,馬達內部泄漏異常且馬達受油相較于剎車解除的延遲(閥件、管路布置的固有原因)導致了收艇異常的解釋是成立的。 

(2)放艇階段

當放艇操作開始時,絞車換向閥1、“0”位置分配器 FC4、繼電器 KA4、電磁換向閥 YVB 動作,離合器5脫開, 剎車解除,同時壓力油經絞車換向閥1通過管路流向馬達。

平衡閥液壓油路簡易布置見圖3。

Image

1.液壓泵;2.溢流閥;3.換向閥;4.平衡閥;5.液壓馬達;6.剎車;7.單向節流閥;a.控制油路;b.壓力側油路;c.低壓側油路;Pa. 馬達進油壓力;Pb.回油壓力

圖 3 平衡閥液壓油路布置簡圖

艇下降時,馬達回油管路上安裝的平衡閥 4(設定為100bar)發揮節流限速作用,馬達的回油側為壓力側b,平衡閥的控制油來自馬達的低壓側 c 進油管路。

在節流限速和艇重的聯合作用下,艇實現速度可控下降。

當馬達內部泄漏過大時,馬達回油側與進油側的壓差減小,馬達的制動扭矩變小,艇下落速度變大,泄漏大到一定程度,艇失速下滑,造成摔艇事故。

平衡閥的限速功能實現了艇的速度可控降落,平衡閥屬于調節閥的范疇,工作原理是通過改變閥芯與閥座的間隙(開度),改變流體流經閥門的流通阻力,達到調節流量的目的。

平衡閥相當于一個局部阻力可以改變的節流元件。

當平衡閥設定壓力過小或閥芯開度故障過大時,節流減速效果差,會導致艇下降速度過快。

6.故障確認

從工作量大小考慮,應先更換新的平衡閥,重新做放艇試驗,故障現象依然存在,平衡馬達內部泄漏過大的因素可能性增加,但需要進一步確認。

液壓馬達為雙排量軸向活塞式,送廠家拆檢,解體、清潔檢查、測量,發現柱塞與 油缸磨損嚴重,經測量,配合間隙超過最大允許值,這就導致了內部泄漏增加。

當液壓馬達經換新或修理裝復后,放艇試驗正常,把舊平衡閥換上,放艇試驗正常,檢驗出平衡閥的功能良好。 

7.得出結論

雙排量軸向活塞式液壓馬達柱塞和液壓缸的磨損導致了泄漏增加,造成了救助艇釋放時的失速下降;

由于絞車換向閥至液壓馬達管路長度遠大于離合器電磁閥YVB至離合器管路長度,造成了液壓馬達供油明顯滯后于剎車解除,再疊加上液壓馬達異常泄漏,致使上述收艇時異常現象產生。


故障解決

由于柱塞和油缸是液壓馬達的主要構成部件,更換成本占比較高,建議液壓馬達換新,這樣就解決了因液壓馬達泄漏產生的問題。

馬達供油滯后于剎車脫離是結構布置型問題,我們只能對原設計布置進行改進避免此種問題。

絞車的剎車機構為單向作用式,剎車軸在絞車放纜的旋轉方向上旋轉受到剎車制動作用;

剎車軸在絞車收纜的旋轉方向上可自由旋轉,剎車不起作用。

也就是說,當艇上收時,即使離合器4不脫開,剎車也不阻礙絞車收艇,同時剎車可以防止艇意外下落,這樣馬達供油滯后于剎車解除情況就不存在了,因此,離合器 4閉合狀態更適合收艇操作;

當艇下放時,剎車需要解除,離合器4需要脫開。

有兩種方案可以滿足這種需求。

①在電氣、機械方面進行改造,改變“0”位置分配器FC4功能。

絞車換向閥 1 與“0”位置分配器 FC4 機械相連,絞車換向閥1在收艇和放艇兩個位置上都帶動了“0”位置分配器 FC4 的閉合,可以改成:只有絞車換向閥1在放艇位置上,FC4 閉合。

這需要改變絞車換向閥 1 與“0”位置分配器 FC4 傳動結構。

②在液壓油路方面進行改造。

改造后的救助艇降放裝置絞車液壓原理見圖4。

Image

1-絞車換向閥;2-平衡閥;3-液壓馬達;4-離合器;5-換向閥;6-減壓閥 YVB、YVC、YVD、YVE、YVF、YVG 電磁換向閥 FC4-0 位置分配器 S-平衡閥 2 到減壓閥 6 的管路

圖4 改造后的救助艇降放裝置絞車液壓原理

拆除“0”位置分配器FC4和繼電器KA4后,取消了絞車換向閥1對離合器4控制功能,同時增加一條離合器4的控制油路:

平衡閥2和離合器4之間增設油管路S和減壓閥6等部件。

當放艇時,平衡閥控制油來自液壓馬達進油管路,其部分油液經增設的管路S和減壓閥6到達離合器4,離合器脫開,剎車解除,艇在平衡閥的制動作用下降落。

收艇時,離合器4無動作,處于閉合狀態。

Image


管理要點

①定期查看是否有液壓油泄漏情況,若有應立即消除。 

②至少每年進行一次掛重檢查,掛重50%的安全負荷。

③減速齒輪箱每2000小時或至少每年更換一次齒輪油。

④剎車片定期拆檢。

⑤定期檢查和清洗回油濾器。

⑥定期檢查油液的質量,時刻保持液壓油的溫度在15~60℃范圍內。

本文原創作者系:

交通運輸部北海救助局(煙臺)  游軍偉   

參考文獻:

[1]江陰泓康機械制造有限公司.高速救助艇吊機/救助艇降放裝置完工圖/指導手冊,2012. 

[2]費千.船舶輔機[M].大連:大連海事大學出版社,2005.

END

來源:網絡

友情鏈接

聯系我們

電話:025-85511250 / 85511260 / 85511275

傳真:025-85567816

郵箱:89655699@qq.com

蘇ICP備19031056號  江蘇云航物流科技有限公司 版權所有
国产女人,国产女18毛片,国产女人双飞视频