液壓系統(tǒng)壓力表數(shù)據(jù)異常的分析與故障排除

　　關(guān)鍵詞：液壓錨機(jī)，制動(dòng)油缸，應(yīng)急控制閥，減壓閥。
　　Abstract：based on abnormal reading of the pressure gauge of hydraulic windlass brake system，the paper analyze the principle and structure of the emergency control valve ,reducing valve, and put forward the overhaul and adjustment method.
　　Key word：Hydraulic Windlass, Brake Cylinder, Emergency Control Valve, Reducing Valve.
　　前言
　　在液壓錨機(jī)控制閥維修過程中，我們會(huì)遇到控制閥裝配錯(cuò)誤的問題，而它的存在會(huì)對(duì)船舶的安全航行帶來極大安全隱患。
　　一．故障現(xiàn)象
　　某輪錨機(jī)在進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)其液壓制動(dòng)系統(tǒng)的壓力表與說明書所要求的狀態(tài)有差異，即在制動(dòng)狀態(tài)下，其液壓系統(tǒng)的壓力表所顯示的壓力為1．2 MPa，而說明書所述為0 MPa。
　　二．液壓原理圖及分析 （圖1） 　　來自液壓泵站的壓力油經(jīng)過濾器、應(yīng)急控制閥、減壓閥、單向節(jié)流閥后到達(dá)制動(dòng)油缸的有桿腔，推動(dòng)活塞向上移動(dòng)，通過機(jī)械機(jī)構(gòu)使錨機(jī)剎車松開；當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)送閥的手輪后，可調(diào)節(jié)減壓閥的輸出壓力，甚至使減壓閥的出口壓力為零，同時(shí)制動(dòng)油缸有桿腔的油路與回油管路連接而卸壓，制動(dòng)油缸中的活塞在主彈簧力的作用下向下移動(dòng)而使錨機(jī)恢復(fù)制動(dòng)狀態(tài)。當(dāng)應(yīng)急控制閥換向后，可以使處于松閘狀態(tài)的剎車帶回復(fù)到制動(dòng)狀態(tài)。
　　1．制動(dòng)器制動(dòng)
　　當(dāng)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)送閥手輪，使得針閥打開后，自液壓泵站來的壓力油經(jīng)應(yīng)急控制閥、到達(dá)減壓閥，經(jīng)閥口K而來到E腔，并經(jīng)閥芯內(nèi)部通道，分別到達(dá)閥芯的上下M、N兩腔。因閥芯下腔N的壓力油由管路經(jīng)打開的針閥而流回油箱卸壓，閥芯上腔M端面向下的液壓油作用力大于下腔N向上的作用力與彈簧力之和，所以減壓閥芯下降，并封閉閥口K，因減壓閥閥芯的特殊結(jié)構(gòu)，閥芯同時(shí)也封閉了H口。因閥芯下腔N的壓力油經(jīng)打開的針閥而流回油箱卸壓，液壓油作用在閥芯上腔M端面向下的力大于下腔N向上的力與彈簧力之和，減壓閥芯繼續(xù)下降，并打開了閥口H，制動(dòng)油缸有桿腔中的液壓油在主彈簧力的作用下，經(jīng)由單向節(jié)流閥從減壓閥的E腔、H口、F腔回油箱，制動(dòng)油缸活塞下移，活塞桿通過連接銷帶動(dòng)擺桿撥叉下降，使剎車帶處于制動(dòng)狀態(tài)。
　　2．制動(dòng)器松開
　　當(dāng)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)送閥手輪，使得其針閥關(guān)閉，減壓閥芯下腔N處的卸壓回路被關(guān)閉，壓力油作用在閥芯上下兩腔M、N端面上的力相等，在彈簧力的作用下，閥芯上升到極限位置，閥口K被打開，閥口H關(guān)閉，壓力油從應(yīng)急控制閥到達(dá)減壓閥的D腔，經(jīng)閥口K到E腔，再由通道經(jīng)單向節(jié)流閥后進(jìn)入制動(dòng)油缸的有桿腔，由于壓力油作用于活塞有桿腔上的力大于主彈簧向下的力，活塞桿上升，并通過連接銷帶動(dòng)擺桿撥叉同時(shí)上升，松開錨鏈輪的剎車帶。
　　3．應(yīng)急控制閥
　　當(dāng)剎車帶處于松閘狀態(tài)時(shí)，將應(yīng)急控制閥轉(zhuǎn)到另一位置時(shí)，從泵站來的壓力油被切斷，而制動(dòng)油缸有桿腔的液壓油經(jīng)管路到達(dá)應(yīng)急操作閥的通道B，并經(jīng)內(nèi)部流道由回油通道R回油箱而卸壓，制動(dòng)油缸活塞桿在主彈簧力的作用下通過連接銷帶動(dòng)擺桿撥叉下降，使剎車帶回復(fù)到制動(dòng)狀態(tài)，錨機(jī)制動(dòng)，此時(shí)即為應(yīng)急制動(dòng)操作。
　　三．應(yīng)急控制閥的結(jié)構(gòu)分析（見圖2） 　　該應(yīng)急控制閥為轉(zhuǎn)閥結(jié)構(gòu)，由閥座、轉(zhuǎn)閥芯、閥蓋、轉(zhuǎn)動(dòng)手柄等組成。閥座與轉(zhuǎn)閥芯等組成轉(zhuǎn)閥的內(nèi)部通道。按原理圖的要求，轉(zhuǎn)閥芯流道走向應(yīng)按圖2（c）所示的位置與閥座裝配，即壓力油從進(jìn)油通道P進(jìn)入后經(jīng)流道從通道A流出。而回油則由于通道B被封閉而無法回油箱。
　　當(dāng)轉(zhuǎn)閥芯轉(zhuǎn)換到另一位置時(shí)〈圖2（d）所示〉，壓力油進(jìn)油通道P被封閉，系統(tǒng)回油則從通道B經(jīng)流道到回油通道R而回油箱。
　　四．故障狀態(tài)時(shí)液壓回路分析
　　根據(jù)應(yīng)急控制閥的結(jié)構(gòu)（換向轉(zhuǎn)閥），當(dāng)轉(zhuǎn)閥芯出現(xiàn)如下圖3所示的安裝位置時(shí)，應(yīng)急控制閥的職能符號(hào)及其液壓回路將有如下變化：
　?。?）應(yīng)急控制閥的職能符號(hào)變?yōu)椋? 　?。?）制動(dòng)狀態(tài)時(shí)的液壓回路分析（見圖4）
　　系統(tǒng)壓力油經(jīng)應(yīng)急控制閥的進(jìn)油通道P由流道到達(dá)通道B，再經(jīng)管路到達(dá)制動(dòng)油缸的下腔，并作用于活塞有桿腔，同時(shí)該壓力油經(jīng)單向節(jié)流閥到達(dá)減壓閥的E腔，并經(jīng)閥芯內(nèi)部通道和阻尼小孔分別到達(dá)閥芯的上下兩個(gè)端面，由于此時(shí)減壓閥芯下腔N經(jīng)應(yīng)急發(fā)送閥卸壓的通道被打開，壓力油作用于閥芯上腔M端面上的力大于下腔N的彈簧力，所以閥芯向下移動(dòng)，這樣，壓力油就從E腔經(jīng)節(jié)流口H到達(dá)F腔，然后由管路回油箱。這使得同時(shí)連通的制動(dòng)油缸有桿腔的壓力油也卸壓，所以制動(dòng)油缸的活塞在主彈簧力的作用下，處于下端位置，活塞桿通過連接銷帶動(dòng)擺動(dòng)撥叉而使錨鏈輪的剎車帶處于制動(dòng)狀態(tài)。 　?。?）松閘狀態(tài)時(shí)的液壓回路分析
　　將發(fā)送閥逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)到極限后，針閥切斷了減壓閥閥芯下腔N經(jīng)發(fā)送閥卸壓的通道，所以作用在減壓閥閥芯上下兩端面的液壓力相平衡，減壓閥閥芯在彈簧力的作用下向上移動(dòng)到頂部位置，關(guān)閉閥口H，同時(shí)打開閥口K，于是從應(yīng)急控制閥進(jìn)油通道P來的壓力油因閥口H被關(guān)閉而停止從F腔經(jīng)管路卸壓，而是經(jīng)閥口K到達(dá)D腔，經(jīng)管路到達(dá)應(yīng)急操作閥的通道A，但在此狀態(tài)下通道A被封閉，油液不能從減壓閥卸壓，壓力油作用到制動(dòng)油缸的有桿腔，當(dāng)壓力油向上的作用力大于制動(dòng)油缸主彈簧向下的作用力時(shí)，活塞和活塞桿向上運(yùn)動(dòng)并通過連接銷帶動(dòng)擺動(dòng)撥叉而松開錨鏈輪的剎車帶。
　?。?）松閘狀態(tài)下轉(zhuǎn)換應(yīng)急控制閥時(shí)的液壓回路分析
　　當(dāng)剎車帶處于松開狀態(tài)時(shí)，將應(yīng)急控制閥順時(shí)針轉(zhuǎn)到另一位置時(shí)，壓力油進(jìn)油通道P與通道B的通道被切斷，進(jìn)油通道P被封閉，減壓閥閥芯的D腔經(jīng)管路由應(yīng)急操作閥的通道A與回油管路相連，由于此時(shí)減壓閥閥芯下腔N的卸壓油管被封閉，所以減壓閥閥芯在彈簧力的作用下向上移到頂部位置，制動(dòng)油缸有桿腔的壓力油從單向節(jié)流閥經(jīng)減壓閥閥口K到D腔從應(yīng)急控制閥而流回油箱卸壓，所以制動(dòng)油缸在主彈簧力的作用下向下推動(dòng)活塞及活塞桿，使擺動(dòng)撥叉下降，對(duì)錨鏈輪進(jìn)行制動(dòng)。 　　五．應(yīng)急控制閥兩種裝配方式對(duì)比
　　從操作液壓系統(tǒng)后制動(dòng)油缸的動(dòng)作看，兩種回路均可實(shí)現(xiàn)制動(dòng)，松開和應(yīng)急操作，而且兩種回路動(dòng)作的速度也基本一致，但從設(shè)備安全出發(fā)，實(shí)際上有著根本的區(qū)別：
　　在剎車帶處于制動(dòng)狀態(tài)時(shí)，正確的液壓回路中從液壓泵站經(jīng)應(yīng)急操作閥來的液壓油經(jīng)減壓閥減壓為0 MPa，即減壓閥后到制動(dòng)油缸的回路中的油壓為0 MPa，所以制動(dòng)油缸主彈簧的力全部作用在活塞上，并通過活塞桿輸出。
　　錯(cuò)誤的液壓回路則不然，從液壓泵站經(jīng)應(yīng)急操作閥來的液壓油在作用于制動(dòng)油缸有桿腔同時(shí)經(jīng)節(jié)流閥到達(dá)減壓閥，然后經(jīng)節(jié)流口由通道回油箱，所以液壓油處于卸壓狀態(tài)，而且由于減壓閥的節(jié)流作用，制動(dòng)油缸的有桿腔內(nèi)有壓力為1.2MPa的壓力油，所以制動(dòng)油缸中主彈簧產(chǎn)生的制動(dòng)力將由于有桿腔的壓力油的反作用力而被抵消一部分，影響了制動(dòng)系統(tǒng)的作用力。另外，一旦節(jié)流閥或者減壓閥出現(xiàn)故障，則卸壓管路被阻斷，使得壓力油作用于油缸的有桿腔，使剎車自動(dòng)松開。而剎車帶松開后，錨鏈輪在錨和鏈條的拖動(dòng)下會(huì)自行拋錨而造成事故。
　　六．結(jié)論
　　對(duì)液壓轉(zhuǎn)閥的修理中，應(yīng)特別注意閥芯與油口的位置關(guān)系，必須根據(jù)原理圖的邏輯關(guān)系進(jìn)行裝配，否則會(huì)造成看似正確，其實(shí)存在安全隱患的后果。同時(shí)對(duì)壓力表的讀數(shù)必須特別重視。
　　參考資料：
　　李壯云 等編  液壓元件與系統(tǒng)［ M ］  機(jī)械工業(yè)出版社  2006
　　張利平 主編  液壓閥原理、使用與維護(hù) ［ M ］化學(xué)工業(yè)出版社  2005