液壓泵站異常噪聲故障分析與排除

何法明

(青島遠(yuǎn)洋船員職業(yè)學(xué)院，山東青島 266071)

筆者在從事船舶液壓維修時(shí)經(jīng)常發(fā)現(xiàn)，由于液壓泵站設(shè)計(jì)不合理或施工的疏忽，造成液壓泵啟動(dòng)時(shí)噪聲大［1］，冬天液壓泵建壓時(shí)間很長(zhǎng)，特別是一些重要設(shè)備例如液壓舵機(jī)，由于液壓泵建壓慢，造成舵機(jī)來(lái)舵慢，給航行帶來(lái)巨大安全隱患。下面以某考察船船尾大A架液壓泵站為例，分析此類(lèi)故障產(chǎn)生的原因，并對(duì)液壓泵站提出改造的方法。

1 故障現(xiàn)象

操作人員反映該考察船在操縱船尾大A架前啟動(dòng)液壓泵時(shí)，液壓泵產(chǎn)生讓人無(wú)法忍受的異常噪聲，同時(shí)系統(tǒng)建立油壓時(shí)間比較長(zhǎng)，操縱船尾大A架時(shí)油缸有時(shí)出現(xiàn)爬行現(xiàn)象，系統(tǒng)運(yùn)行0.5 h后，噪聲消失。初步判定液壓泵產(chǎn)生異常噪聲和油缸出現(xiàn)爬行現(xiàn)象的原因主要是由于系統(tǒng)存在空氣造成的，為檢驗(yàn)該結(jié)論，我們啟動(dòng)液壓泵，發(fā)現(xiàn)此時(shí)液壓泵噪聲的確很大，斷續(xù)松開(kāi)主操縱閥主油管的P(從油泵過(guò)來(lái)的壓力油)口接頭，從中排出大量泡沫，幾分鐘的斷續(xù)排放，松開(kāi)的接頭油液成股流出后擰緊，液壓泵異常噪聲消除，大A架升放正常。

2 故障分析

2.1 液壓系統(tǒng)分析

液壓泵站如圖1所示，該液壓泵為德國(guó)力士樂(lè)A10vo45，位于油箱上方，根據(jù)設(shè)計(jì)要求液壓泵應(yīng)位于油箱液位上方最高不超過(guò)800 mm，經(jīng)測(cè)量該系統(tǒng)液壓泵吸油口離液面約400 mm，完全滿(mǎn)足設(shè)計(jì)的要求。此外液壓泵體上泄油口所接的油管最高部分不能低于泵的軸線(xiàn)。該泵泵殼泄油管接在殼體的斜上方的接口上，也滿(mǎn)足上述對(duì)泄油管的要求。從吸油口和卸油管的安裝來(lái)看，該液壓泵的布置是按照泵站設(shè)計(jì)規(guī)范來(lái)設(shè)計(jì)的，從而排除由于液壓泵安裝造成液壓泵吸空產(chǎn)生噪聲的可能性［2-4］。

通過(guò)查找系統(tǒng)各接頭和油泵軸封，也未發(fā)現(xiàn)有漏油現(xiàn)象，從而排除從接頭和油泵軸封等常漏泄的部位漏入空氣的可能［2］。

圖1 液壓泵站示意圖

第2天到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，拆下液壓泵泄油管檢查泵體內(nèi)部的油位發(fā)現(xiàn)，液壓殼體油位位于液壓泵吸口最低位。說(shuō)明有空氣漏入液壓泵造成殼體缺油。由于該液壓泵出口有單向閥，在停泵期間即使系統(tǒng)漏泄，外界空氣也不會(huì)通過(guò)單向閥漏入到液壓泵中，空氣漏入液壓泵殼體的可能只能集中在液壓站自身與系統(tǒng)無(wú)關(guān)。經(jīng)過(guò)對(duì)液壓站仔細(xì)檢查發(fā)現(xiàn)，該泵的泄油管通過(guò)與焊接在油箱上蓋的接頭和油箱相連，該泵產(chǎn)生異常噪聲的原因終于找到了。

2.2 故障原因分析

由于液壓泵泄油管與油箱的上蓋通過(guò)焊接的接頭相連，該泄油管的出口位于油箱液面之上，并通過(guò)油箱上方的透氣孔與大氣相通，在停泵期間泵體通過(guò)泄油管實(shí)際是與大氣相通的。此外液壓泵內(nèi)部存在漏泄的路徑很多，包括缸體與配油盤(pán)之間、柱塞與油缸、滑履與斜盤(pán)之間由于磨損都存在一定漏泄。在較長(zhǎng)時(shí)間的停泵期間，在重力的作用下，空氣通過(guò)泵體內(nèi)部的漏泄途徑通過(guò)泵的吸入管漏入油箱，直到液位低于泵體吸入口最低位，使泵的油缸和吸入管路充滿(mǎn)空氣，若此時(shí)啟動(dòng)液壓泵，液壓泵將該部分空氣與液壓油一起排入系統(tǒng)，在高壓時(shí)空氣溶入液壓油，在低壓時(shí)又會(huì)從液壓油中析出，從而產(chǎn)生異常的噪聲，只有將溶入空氣的液壓油全部通過(guò)回油流回油箱，液壓油中的空氣在油箱中全部析出后系統(tǒng)噪聲才能消除。

3 故障處理

1)將泄油管加長(zhǎng)，使之出口位于油箱液面之下。以避免油泵殼體與大氣相通，造成空氣侵入。

2)在液壓泵的吸入管路上增設(shè)阻力較小的單向閥，避免液壓泵在停用期間泵體液壓油回流。

根據(jù)維修方案，首先在泄油管與油箱連接的接頭下方焊接接頭，下方加裝500 mm、通徑為12 mm的銅管，銅管出口位于液面以下300 mm深度;同時(shí)拆卸液壓泵的吸入管，在吸入管與吸入濾器之間加裝一與吸入管同種通徑 (DN32)的黃銅彈簧立式止回閥。該閥啟閥壓力很小，另外由于該閥采用了NBR橡膠墊片，所以該閥的密封性能很好。改造后的液壓泵站如圖2所示。

圖2 改造后液壓泵站示意圖

4 結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過(guò)1年的使用觀察，液壓泵異常噪聲現(xiàn)象再未發(fā)生，液壓泵建壓時(shí)間很短。對(duì)該考察船液壓泵站故障查找和改造有如下體會(huì)。

1)雖然柱塞泵有自吸能力，但在高緯度航區(qū)特別是冬季氣溫低，液壓油黏度大，如果液壓泵有一定自吸高度，常常會(huì)造成吸入困難［5］，所以在液壓泵站的設(shè)計(jì)中要充分考慮船舶常航行的區(qū)域，對(duì)經(jīng)常航行在高緯度的船舶建議最好讓液壓泵具有一定流注高度 (液壓泵吸入口低于油箱液面)，避免液壓泵由于油液黏度增大而吸入困難造成液壓泵建壓慢并產(chǎn)生異常的噪聲，此外由于泵體存在正壓也能有效地避免空氣的侵入。

2)對(duì)于液壓泵位于油箱液位上方的液壓站，液壓泵泄油管出口一定要在油箱液位之下，設(shè)計(jì)時(shí)一定要注明并強(qiáng)調(diào)，避免在施工時(shí)由于人員的疏忽，使液壓泵在運(yùn)行時(shí)由于空氣通過(guò)泄油管的漏入不但會(huì)造成上述故障，長(zhǎng)期使用時(shí)液壓泵每次啟動(dòng)由于泵體缺油還會(huì)造成過(guò)度磨損影響其使用壽命。

［1］李建宇.液壓系統(tǒng)振動(dòng)噪聲產(chǎn)生原因分析 ［J］.液壓與氣動(dòng)，2006(5):13-22.

［2］劉忠，楊國(guó)平.機(jī)械液壓傳動(dòng)原理、故障診斷與排除［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2004.

［3］ Hydraulic components for industrial applications［Z］.Rexroth Bosch Group 81-82.

［4］雷天覺(jué).新編液壓工程手冊(cè)［M］.北京:北京理工大學(xué)出版社，1998.

［5］朱振華，蘇勛家，侯根良，等.軸向柱塞液壓泵常見(jiàn)故障診斷與處理方法 ［J］.液壓氣動(dòng)與密封，2010(10):5-7.