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淺談某輪變螺距柴油液位計系統(tǒng)改進方法

發(fā)布時間:2019-08-27  發(fā)布作者:

摘要:某輪推進系統(tǒng)采用可變螺距的推進系統(tǒng),該輪從營運以來,螺距控制系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)故障,給船舶正常營運和安全產(chǎn)生敲響了警鐘。本文通過對該輪的螺距液壓系統(tǒng)研究,提供改進方案,減少螺距系統(tǒng)故障,給船舶安全營運創(chuàng)造良好的設(shè)備環(huán)境。
 
   某輪為一艘老年船舶,船舶推進器采取可調(diào)螺距螺旋槳(CPP)。該輪從營運以來,螺距控制系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)故障,嚴重影響船舶正常營運和安全生產(chǎn)。
 
    1 某輪螺距液壓系統(tǒng)概況
    某輪采用定速變螺距系統(tǒng)。變距槳結(jié)構(gòu)形式為推拉桿式,其螺距動力油缸布置在齒輪箱傳動齒輪內(nèi),圖 1 為該輪的螺距液壓原理圖。
 
第二篇文章圖.jpg
 
    該液壓系統(tǒng)中機帶螺距泵(1)為雙聯(lián)泵,備用螺距泵(2)也是雙聯(lián)泵,與機帶螺距泵并聯(lián),管路上有單向閥(4),防止液壓油倒流至泵內(nèi),造成泵的損壞。螺距液壓系統(tǒng)工作時,齒輪箱油底殼內(nèi)的液壓油,通過螺距泵(雙聯(lián)泵)泵出的液壓油分成兩部分,一臺泵供齒輪箱潤滑,另外一臺泵提供主液壓油路系統(tǒng)和伺服液壓系統(tǒng)。
    (1)齒輪箱潤滑部分。來自螺距泵泵出的潤滑油,經(jīng)過經(jīng)過雙聯(lián)濾器(3C)、冷卻器 (12),對齒輪箱齒輪各個軸承點進行潤滑、冷卻清潔;另外經(jīng)過減壓閥 (14),減壓至2.5bar,對齒輪箱內(nèi)齒輪進行潤滑、冷卻、清潔等。
    (2)主液壓油路系統(tǒng)部分。來自螺距泵泵出的潤滑油,經(jīng)過雙聯(lián)濾器(3A),分成兩路,一路作為螺距系統(tǒng)動力油,經(jīng)過經(jīng)減壓閥(7)進行減壓至 26bar,進入配油軸上配油閥(8)處;當液壓油回路不暢通或者堵塞等就會造成液壓系統(tǒng)主油路壓力升高,當壓力超過50bar 時,安全閥(6)動作,高壓的液壓油就會被旁通,齒輪箱軸承潤滑點和齒輪潤滑點回流至齒輪箱油底殼(13),避免過高的油壓損壞液壓元器件和管路,對整個液壓系統(tǒng)進行保護。
    (3)螺距柴油液位計系統(tǒng)部分。螺距系統(tǒng)主油路的液壓油,經(jīng)溢流減壓閥(5)進行減壓至 18bar,通過雙聯(lián)濾器(3B)過濾,進入伺服控制閥(11)待命,當駕駛室、集控室、機旁等處操縱螺距控制手柄,指令(螺距)信號經(jīng)過電氣控制系統(tǒng)作用到伺服系統(tǒng)的伺服控制閥(11),使其動作,伺服液壓油就會進入伺服控制活塞(10),推拉分配閥(8),將主油路高壓液壓油輸入到齒輪箱傳動齒輪內(nèi)的螺距動力油缸(9),通過螺距推拉桿傳遞到轉(zhuǎn)葉機構(gòu)(槳轂內(nèi)),驅(qū)動槳葉,實現(xiàn)螺距改變。
 
    2 故障判斷與制定方案
    (1)故障判斷。通過對螺距系統(tǒng)故障統(tǒng)計,發(fā)現(xiàn)螺距系統(tǒng)故障的絕大多數(shù)為該輪的距柴油液位計系統(tǒng)的伺服控制閥(注:該閥為 24V 精密三位四通電磁閥,MOOG CONTROLSLIMITED 產(chǎn) 品,TYPE:4683-251-000,S/N & ISS F383)損壞造成。該輪螺距液壓該系統(tǒng)采用齒輪箱潤滑油(MobilGear 600XP 150)作為液壓系統(tǒng)油,其兼顧軸承和齒輪箱的潤滑。齒輪箱內(nèi)的齒輪油通過機帶螺距油泵(雙聯(lián)),雙聯(lián)濾器和溢流閥(減壓作用),得到不同壓力的壓力油,以滿足不同系統(tǒng)的需求。如供給螺距動力油缸的液壓油為26bar,供油螺距伺服控制部分液壓油壓力為 18bar,供給齒輪箱潤滑的壓力為 2.5bar。該系統(tǒng)的優(yōu)點:設(shè)備少,投資少,安裝方便。缺點:液壓部分和齒輪箱潤滑部分使用公用同一系統(tǒng)和同種潤滑油,系統(tǒng)油壓高時潤滑油穩(wěn)定性差,容易引起潤滑油氧化、污染等,容易造成液壓元器件特別是精密的液壓元器件損壞,引起液壓系統(tǒng)的故障。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查和船舶平時對螺距液壓系統(tǒng)保養(yǎng)的記錄,液壓系統(tǒng)濾器內(nèi)經(jīng)常出現(xiàn)存在齒輪箱內(nèi)部脫落的油漆皮及被齒輪碾碎的油漆皮等雜質(zhì),并且根據(jù)船舶定期的油品化驗報告的檢查,每次化驗結(jié)果均不理想。分析認為該船船年齡大,設(shè)備老化,機械磨損,齒輪箱內(nèi)部油漆皮脫落等原因造成液壓油含有雜質(zhì),并且螺距液壓該系統(tǒng)采用齒輪油作為液壓系統(tǒng)油,其兼顧軸承和齒輪箱的潤滑,容易引起液壓油氧化、污染等,影響螺距伺服控制閥的使用壽命。
    (2)制定方案。根據(jù)上述情況,提出改進方案,并對改進方案進行優(yōu)選,建議螺距伺服系統(tǒng)采用使用獨立的液壓系統(tǒng),這樣可避免“油”的原因,造成螺距伺服控制閥不能正常工作。①齒輪箱徹底解體清潔。這項工程需費時費工,生產(chǎn)上也不允許船舶停航進行徹底清潔齒輪箱。②加強對螺距液壓系統(tǒng)進行維護保養(yǎng),縮短檢查清洗液壓系統(tǒng)的上濾器周期,船上備一定數(shù)量的螺距伺服控制閥。這種辦法僅是緩解,不能根治故障。還會出現(xiàn)螺距失靈,存在安全隱患,也會增加備件的消耗。③采取獨立的螺距柴油液位計系統(tǒng),減少伺服系統(tǒng)液壓油的污染,避免伺服控制閥損壞。從而減少螺距系統(tǒng)故障,給船舶安全營運創(chuàng)造良好的設(shè)備環(huán)境。
 
    3 選擇獨立的液壓站
    根據(jù)螺距柴油液位計系統(tǒng)壓力(18bar)和管徑等的要求,采用某公司生產(chǎn)的小型液壓站,該液壓站能夠連續(xù)提供 0 ~60bar 的液壓油。采用雙泵雙電機裝置,互為備有,即一組泵和電機運行,另外一組電機和泵處于備用狀態(tài),電機電壓440AC/60Hz,功率為 0.75kW,油泵流量為 6L/min,工作壓力6MPa,工作溫度10~55℃,液壓泵站冷卻要求為自然冷卻。油泵在油箱內(nèi),電動機、濾器、單向閥、壓力表、壓力繼電器、溢流閥 ( 減壓閥 )、對外接口 1/4 "均在油箱上面。結(jié)構(gòu)小巧,安裝方便,也能夠滿足螺距伺服系統(tǒng)使用。
    該液壓站的維護保養(yǎng)要求:第一,日常檢查油位,壓力,保持在正常位置;第二,管路接頭是否存在滴漏;第三,液壓設(shè)備保持清潔,防止各種污染物進入油箱;第四,液壓系統(tǒng)每 3 個月定期檢查管路接頭,緊固螺釘?shù)扔袩o松動,進行定期緊固;第五,液壓系統(tǒng)每使用 1 年,更換液壓油一次,更換液壓油時,應(yīng)徹底清洗油箱內(nèi)腔,清洗時禁用棉紗等易脫纖維物品揩擦,不允許殘存任何纖維及機械雜質(zhì);定期清洗或更換濾油器。
 
    4 液壓站控制箱選擇
    根據(jù)船上使用的電制(440V/60Hz、220V/60Hz),選擇液壓站控制箱控制箱,其主要功能如下:(1)控制箱內(nèi)電氣元器件適合 440V/60Hz 使用;(2)1 臺運行,另外 1 臺備用,如油壓低,另外 1 臺自動投入工作;(3)控制箱上有運行 /停止按鈕及顯示;(4)手動 / 自動功能;(5)過載、過流等保護功能。
 
    5 改造
    利用船舶修理期間,按照上述方案,對船舶螺距系統(tǒng)進行改裝,螺距柴油液位計系統(tǒng)采用獨立的液壓站,采用 MobilDTE 10 Excel 46 液壓油作為螺距伺服系統(tǒng)控制油(注:船上舵機、克令吊等使用此油品)。第一,安裝并固定液壓站;第二,液壓站控制箱安裝,接線;第三,安裝液壓油管:液壓站和原螺距柴油液位計系統(tǒng)管徑均為 DN10 管路。對原伺服系統(tǒng)管路采取法蘭連接(盲板封。。液壓站與原伺服系統(tǒng)采取法蘭連接(直通),讓液壓站獨立供給伺服系統(tǒng)壓力油,進行螺距操縱。(這種連接方式,基于不損壞原有的管路。如果液壓站出現(xiàn)故障,船上也能夠方便地恢復(fù)到原來系統(tǒng),繼續(xù)使用)。其中,液壓站包含 15 油泵(含電機)、16 單向閥、17 關(guān)于濾器、18 安全閥、19 油泵吸入口濾器、20 液位鏡、21 油箱等元器件。第四,調(diào)試:電氣系統(tǒng)調(diào)試、液壓系統(tǒng)調(diào)試。
 
    6 結(jié)語
    自螺距柴油液位計系統(tǒng)改進以來,該輪營運至今,經(jīng)歷多次重大作業(yè),船舶螺距系統(tǒng)運行良好,工作穩(wěn)定,未出現(xiàn)伺服控制閥損壞,也未出現(xiàn)螺距系統(tǒng)故障,保證了船舶安全生產(chǎn),也節(jié)省了修理和備件等費。該輪螺距伺服系統(tǒng)改進是非常成功,也達到了預(yù)期的效果。

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