IHI型回转式液压起货机的液压系统故障分析

摘 要 船舶起货机液压系统的故障与对其的维修一直是重中之重，一直以来都是很多研究学者的研究热点。而对此的诊断是综合且复杂的一个技术。文章以ihi型回转式液压起货机为例，结合功率流理论，谈一下如何对其液压系统故障进行诊断。

关键词 IHI型；回转式；液压起货机；液压系统；故障；分析

中图分类号：TH137 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）23-0069-01

对于船舶来说，其起货机的液压系统的故障与对其的维修一直是重中之重，故而是很多研究学者的研究热点。而对此的诊断是综合且复杂的一个技术。通过诊断不仅有利于对系统设备的运行，还可以充分掌握系统的质量情况，从而对故障情况也了若指掌。进而提高系统和各个液压设备的使用寿命。本研究以IHI型回转式液压起货机为例，结合功率流理论，谈一下如何对其液压系统故障进行诊断，详情如下。

对于液压起货机来说，其系统经常伴随的故障主要有：压力方面的问题、噪音方面的问题、运行方面的问题、泄漏方面的问题及运作异常方面的问题等几个方面。本文以IHI型回转式液压起货机为例，探讨下其起吊重物时为什么达不到额定限度的原因，同时将诊断方法进行深入的研究。

1 IHI型回转式液压起货机系统的相关探究

此起货机来源于日本，是一种高压的甲板器械，这个系统的定量泵是柱塞式的，同时它的阀控型开式系统是由此泵和三速油力的马达构成。这个型号的起货机系统有着自身的特点：首先，从换向方面来看，这个功能主要通过开式过渡滑阀（起着换向的作用）来加以实现，此滑阀不仅能够对系统起到换向的作用，与此同时还可以对流量加以控制，从某种意义上说，它也是一个控制阀门。第二，从限速方面与制动方面来说，当系统下降的时候，就需要对系统进行减速的控制，而这个控制一般就通过系统的远程控制平衡阀来加以操作，同时对系统的制动操作可以通过起换向作用的开式过渡滑阀来操作，如果这个开式过渡滑阀回到中间的时候，那么就对系统实施了制动。第三，从系统的调速方面来说，当系统工作的时候，可以通过起调速作用的阀门来对其控制，如果载重不大，可以不动用调速阀门，若载重很大就可以通过这种阀门来控制，从而实行工作效率与输出功率的并驾齐驱。

2 依据功率流对液压系统故障探讨的办法

对于液压系统来说，其液压泵的机械功率来自于电动机，然后经过其的进一步转化，变成了液压的功率，而这些功率有可以被液压系统的各个装备加以分解，直至到最终此功率到达此系统的功率值可以让系统的马达加以正常运作。这个过程中，液压油就是整个功率的载体工作者，通过其流动，让功率也在系统各个元件中运转，这也是所谓的功率流理论。见图1。

总起来说，这个液压系统的各个部分都能对功率加以吸收或者输出。而液压泵就起到了这个吸收与排出作用，故而可以说它是一个双口设备，一个口用来做驱动轴，一个口用来做排放液压油的出口。当液压泵壳体有所泄漏的时候，对其功率的输出就有着或多或少的影响，所以应该把这个泄漏作为其第三个口，而在此位置将会损失部分功率。对于四通阀来说，顾名思义可以将其视为四口设备，一个口作为进油的入口，还有两个控制油量的入口，功率就是从这三个口中流入，然后从一个回油的出口流出。而对于三速液压马达来说，可以说它是一个具有五口的设备，其中有三个口用来扮演接受功率的角色，有一个口用扮演让一些功率回到油箱的角色，还有一个口用来扮演输出功率的角色。而对于油箱来说，也是个双口设备，一个口在泵泄漏的时候获取需要的功率，一般口在控制阀回油管的地方取得需要的功率。而对于负载来说，显然可以当作一个吸收功率的单口设备来看。将功率流理论在液压系统的诊断上加以应用，有着重要的现实价值。

图1 功率流示意图

3 针对IHI型回转式液压起货机起吊没劲的诊断

我们在实际操作中预见这样一起故障，起货机在吊重物时，远远没达到起吊的额度，工作人员将系统各个部件都进行了调整，仍然不能正常运转，然后就将系统的液压泵、马达进行了更新，仍然不能如意。于是，结合上述功率流理论，我们来对其故障进行分析：

结合图1来看，当功率从系统的液压泵流出来时候，此时的功率流为P0与Q0的积，然后功率到达管路以及控制阀的时候，就有所损失，这个损失值为P1与P2的和，到了这个位置，功率P0与Q0的积就将分家，一部分去了溢流阀，这个值为Q2，另一部分分为三支，一直至马达前，这三支流量平均分配，都为Q1，同时油马达也有所泄漏，其值为Q11。最后这两部分又得到了混合，值为（Q2+3Q1）的和与Q11相减，此时的压力值为PR，然后再逐步经过管路和控制阀，最终到达油箱，这个过程中的液阻值为P3，此时油箱前面的压力值是PT。系统起吊重物处于低速的时候，满足下面的公式：P0*Q0=（P1+P2）*Q0+（P1-PR）*3Q1+（P1-PR）*Q2+P3*（3Q1+Q2）+PT*（3Q1+Q2）

（P1-PR）*3Q1=M2*n2

从这个公式中可以看出，只要我们在泵后、液压的马达之后、油箱前与、液压的马达之前测出它们的压力值和流量值与系统正常运转时的值加以对比，就可以分析出系统在那些地方出现了问题，从而加以解决。

通过检测发现，在承载15顿重物（并未达到额度40吨）时，上述四个位置的压力值都超过了系统在正常运转时的值。此时液压马达前的压力值高于正常值5 Mpa，而当溢流阀起跳的时候，对于油马达来说，仅仅有1个通道进油，其值为Q1，此时的功率流可以计算为（P1-PR）*Q1，而这个时候起吊重物若油马达正好为低速，那么一般都是起吊重物的1/3左右，也就是约13.3吨

4 结束语

本次研究发现，功率流这种新式的诊断方法应用于IHI型回转式液压起货机的液压系统故障分析，有着较好的效果，可以快速而准确的诊断此液压系统的故障，值得广泛推广。

参考文献

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