摘要：本成果汇报主要介绍了“新海鳄”轮液压传动系统的概述和工作原理，液压传动系统常见的一些故障与处理方法，以及本人所遇到的一些特殊案例，文中相关设备的图片结合相应的文字应该可以让我们更清晰地了解论文。本汇报是对我这一年来在“新海鳄轮”见习的一项检验，为我以后更深入学习提供了明确的方向。
关键词：液压传动系统；工作原理；故障与处理；案例分析
引言
随着世界经济的迅猛发展，各国间的往来贸易也随之迅猛发展。因而航运河道和入海口水域的清淤疏浚工作就变得尤为重要。同时兼顾围海吹填的绞吸式挖泥船也随之快速发展，这些船舶在绞吸性能上也相应的有了极大的提高。绞吸式挖泥船是以“绞”和“吸”的结合来实现疏浚土质的一种工程船舶。“绞”是由绞刀进行的，即通过绞刀的旋转切削将泥土破碎并与水相混合“吸”由泥泵进行，通过泥泵的抽吸将绞刀“绞”成的泥水混合物排出。
“新海鳄”轮是由南通港闸造厂建造的当时国内最大的绞吸船，被誉为“神州第一绞”，于二零零六年十月交付中交上海航道局，现隶属于中交上海航道局（福建）交通建设工程有限公司。本轮为双泥泵结构，有两台泥泵柴油机，在上机舱左右两边，单机功率3700KW，中间放置一台水下泵柴油机和一台主发电机柴油机；下机舱左弦是一台液压泵柴油机和一台停泊发电机，停泊时为全船供电。
1 液压传动系统的概况及其各附件
“新海鳄”轮的液压传动系统驱动对象为绞刀系统和有关甲板机械部分。该液压系统由油箱、液压泵站、电动泵组、专用阀件集成块、附件组成，并由船厂配制液压管系。整个船的液压系统分为两个独立系统，互不干扰。其中一个为闭式系统，负责控制绞刀的运动。另一个为开式系统，负责控制横移绞车、桥架绞车及定位桩升降油缸、台车油缸和夹紧油缸的运动[2]。
1.1液压泵柴油机
液压泵柴油机是由美国CATERPILLAR公司生产的CAT3608型中高速柴油机，是八缸、四冲程直列机，并配有涡轮增压和后冷装置。它的缸径为280mm、行程300mm、功率2460KW，额定转速能达到1000r/min，燃油消耗率为197.7g/KW.h。为包括绞刀头液压系统、横移液压系统，桥架起升液压系统、台车移动液压系统、主副钢桩液压系统提供最初的原始动力源。
1.2 液压泵站
两个系统配备的液压主油泵，为双联柱塞泵。包括3台K3V280比例变量泵组、1台K3V140比例变量泵组、3台K3V280恒压泵组。所以泵组集中由液压泵柴油机通过分动箱及气控弹性离合器驱动。
另外配备补油泵组、应急油泵组、辅助油箱驳油泵组辅助整个液压系统，当柴油机驱动的正常泵组失效时，可由应急油泵提供甲板机械及绞刀复位及反转。
1.3 油箱组
甲板机械用一个10m3主油箱、绞刀用一个6m3主油箱、主副定位桩各用一个1.6m3辅助油箱。油箱配空气滤清器、回油滤器、冷却器、电加热器、液位液温计、放泄阀、出口球阀，设低液位报警、滤器阻塞报警、高温报警等附件，确保液压系统安全，另设滤油车一台[3]。
1.4 阀件集成块
除油箱组、主泵站外还有控制横移绞车、绞刀架起升绞车、绞刀的阀件，定位桩油缸系统的阀件等，各阀件采用独立集成块形式，便于安装、控制维护。
其中主工作油路采用引进二通插装阀。由于该阀一方面流道压阻小，能提高传动效率，另一方面抗污能力强，能提高系统可靠性，已广泛使用于各种规格的绞吸挖泥船[4]。
1.5 其他附件
包括油泵吸入软管、高压橡胶软管、压力表、压力表开关、压力传感器、显示器等。为确保操作安全，挖泥机械液压控制传感系统应确保在驾驶室的操作和显示，同时将显示和报警也传递到监控室。
2.液压系统主要部件介绍及其原理
2.1 液压传动系统原理
1#-14#共6台K3V280和1台K3V140柱塞泵组由齿轮箱通过柴油机带动，将来自油箱的液压油经液压泵获得液压能后经过各自的液压阀台到达执行机构，主要为绞刀马达和甲板机械提供油源。在绞刀液压传动系统中有2台CB210齿轮泵补油泵组分别由5.5KW电动机带动，供4台绞刀泵组吸油口补充油液使用。
而在甲板机械液压系统上则有2台CB210齿轮驳油泵组分别由11KW电动机带动，分别将主副桩辅助油箱里的油液转驳至主油箱。在绞刀液压传动系统和甲板机械液压系统的回油管路上分别设有冷却器和回油过滤器。以此来保证来保证液压油的清洁和冷却，保障了整个系统的正常运行。
2.2 K3V型比例变量泵
在该系统中泵的主要功能是把柴油机输入的机械能转变为流体的压力能，供给液压系统。主泵从结构上，主要由转子部分、斜盘部分、配油盘三个部分组成。
当柴油机的动力经弹性联轴节花键传到泵传动轴使转子转动。同时，柱塞在缸体中作往复运动，柱塞从下死点运动到上死点为一个行程。当每个柱塞在朝离开配油盘方向的180°半周内转动时，柱塞从上死点向下死点运动。容积变大，产生一定真空度，把油经配油盘吸油孔吸入实现进油过程，而在其余的半周（180°）旋转中，柱塞将朝配油盘方向运动，即柱塞从下死点向上死点移动，容积变小，把压力油通过配油盘的出油中排油，实现排油过程。泵的连续旋转，油将不断吸进和排出，完成能量转换，给液压系统提供液压油，推动执行机构马达或油缸运动[5]。
2.3 赫格隆液压马达
新海鳄轮所使用于驱动绞刀的液压马达为赫格隆公司生产的马拉松液压马达，该马达为径向柱塞式，壳体固定，油缸体/空心轴旋转。油缸体安装在壳体的滚柱轴承上。偶数个柱塞均布与油缸体的径向缸孔中，配流盘实现对工作柱塞的准确配油。每个柱塞都作用也在凸轮滚子上（图1）。
当液压力作用在柱塞上，凸轮滚子就将力传递到凸轮环的斜面上，而凸轮环与壳体固定在一起，因而产生扭矩。凸轮滚子轴端的两个导向板上，导向板与油缸体/空心轴固定在一起。因而产生旋转，同时扭矩正比与系统压力[6]。
图1赫格隆液压马达原理图
2.4 液压油缸
在本轮中油缸分为两种液压油缸，其中台车油缸和倒桩油缸是双作用油缸，而定位桩液压油缸则是柱塞液压油缸。台车油缸是移船的动力机构，台车油缸是一个双作用液压油缸，台车移船油缸行程约为6米。其工作原理每次行走约为1-3米，全部走完行程后，油辅桩起倒手作用，拔起主桩，将定位桩台车移船油缸行程收回到“0”位。如此循环，以达到连续疏浚作业。
定位桩油缸采用柱塞液压油缸，液压油缸底端和定位桩台车铰接，顶端与钢丝绳导向的铸钢滑轮联接。当定位桩起升时，液压系统供油，在油压的作用下柱塞伸出，钢桩提升，当钢桩下降时，依靠柱塞自重时油缸柱塞收回。
3.液压传动系统常见的故障分析
3.1 液压油质量恶化
3.1.1 液压油污染
系统液压油中含有固体杂质可能导致阀件卡死以及油泵和油马达运动时的摩擦和擦伤。如果杂质颗粒的直径与运动时的间隙相当而其硬度又与零件相近时，则泵和油马达运动时也可能卡死。油中含水则会腐蚀设备和管路，恶化油的润滑性能，还会使产生“气穴现象”的可能性增加。显然，液压系统的设计工作压力越高，运动副的间隙越小，对污染控制也就越要严格[7]。
3.2液压传动故障
3.2.1液压泵不出油，压力上不去
液压泵供油量不足的原因可能是：1）电动机转速不够。2）吸油过滤器滤网堵塞3）密封不严，空气侵入内部。4）油的粘度过大。5）液压泵轴向及径向间隙过大、内泄增大。
排除方法有：1）提高电动机转速。2）疏通管道，清洗过滤器。3）紧固各连接处螺钉，避免泄漏，严防空气混入。4）正确选用油液，控制温升。5）检查更换有关零件。
3.2.2节流阀节流作用失灵及调速范围不大
节流阀节流作用失灵及调速范围不大的原因可能是：1）节流阀和孔的间隙过大，有泄漏及系统内部泄漏。2）节流孔阻塞或阀芯卡住。
排除方法有：1）检查泄漏部位零件损坏情况，予以修复，更新，注意结合处的油封情况。2）拆开清洗，更换新油液，使阀芯运动灵活[8]。
参考文献：
[1]钱卫星.挖泥船的分类及其发展趋势[J].江苏：江苏船舶，2008.12第六期
[2]3500m3/h绞吸挖泥船机械专业说明书[D].南通：南通港闸造厂，2006.06.
[3]3500m3/h绞吸挖泥船液压系统使用说明书[D].上海：上海式申城液压气动公司，2006.05.
[4]黄元峰，谈宏华，颜昌文.工程船舶中电液比例控制系统的改进设计[D].武汉：武汉工程大学，2008.
论文作者:郑梁贵1,杨捷2
论文发表刊物:《基层建设》2019年第19期
论文发表时间:2019/9/21
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