船舶行业液压系统是船舶中非常重要的一个部分,它有着广泛的应用。
一、基本组成部分
动力元件
主要是液压泵。在船舶液压系统中,常用的液压泵有
齿轮泵、叶片泵和柱塞泵。例如,齿轮泵结构简单、工作可靠,它通过齿轮的啮合来实现吸油和压油的过程,能够为液压系统提供一定流量和压力的油液,一般用于对压力要求不是特别高的船舶辅助设备的液压系统,如小型绞缆机等。
叶片泵则具有流量均匀、运转平稳等特点,其工作原理是通过叶片在转子槽内的滑动,在吸油区和压油区实现油液的输送,在一些对工作平稳性要求较高的船舶设备液压系统中有应用,像部分船舶的舵机液压系统。
柱塞泵的压力可以很高,并且能够提供精确的流量控制,它是通过柱塞在缸体中的往复运动来实现吸油和压油,常用于船舶上需要大压力的设备,如大型起重机的液压系统。
执行元件
液压马达和液压缸是主要的执行元件。液压马达将液压能转化为机械能,驱动船舶设备旋转运动。比如船舶的起锚机,其液压马达可以根据系统提供的液压油流量和压力,带动锚链轮旋转,实现起锚和抛锚的操作。
液压缸主要用于实现直线运动。在船舶的舱口盖开闭系统中,液压缸可以推动舱口盖的开启和关闭,通过液压油进入液压缸的不同腔室,使活塞产生直线位移,进而带动舱口盖运动。
控制元件
包括各种
液压阀。例如方向控制阀,它能够控制液压油的流动方向,在船舶舵机系统中,方向控制阀可以根据操舵指令,改变液压油进入液压执行元件的方向,从而实现舵叶的左右转动。
压力控制阀用于控制系统中的压力。溢流阀是一种常见的压力控制阀,当系统压力超过设定值时,溢流阀开启,将多余的油液排回油箱,保证系统压力的稳定。在船舶起重机的液压系统中,当起吊重物时,若系统压力过高,溢流阀就会发挥作用,防止系统过载损坏。
流量控制阀则可以调节液压油的流量,在船舶的一些需要精确速度控制的设备中很重要,如船舶的可调螺距螺旋桨的液压控制系统,通过流量控制阀来调节进入螺旋桨液压执行机构的油液流量,从而改变螺旋桨的螺距。
辅助元件
油箱是储存液压油的容器。在船舶上,油箱的设计要考虑船舶的晃动等因素,其容量需要满足系统正常工作的需求,并且要设有液位计等装置,方便船员观察油位。
过滤器用于过滤液压油中的杂质。船舶液压系统中的过滤器精度不同,一般安装在液压泵的吸油口和系统的回油口等位置,防止杂质进入液压泵和其他元件,保证系统的正常工作。例如,在船舶主机的润滑和冷却液压系统中,高精度的过滤器能够有效去除油液中的微小颗粒,延长设备的使用寿命。
管路和管接头用于连接各个液压元件,在船舶上要考虑其耐腐蚀性和密封性。由于船舶工作环境恶劣,有海水、盐雾等因素,管路一般采用不锈钢等耐腐蚀材料,管接头的密封方式也很重要,以防止液压油泄漏。
二、在船舶中的应用领域
船舶操纵系统
舵机是船舶操纵系统的关键设备。液压舵机系统通过液压油驱动舵叶转动,使船舶改变航向。这种系统具有输出扭矩大、响应速度快等优点。在大型船舶上,液压舵机能够精确地控制船舶的转向,即使在恶劣的海况下,也能保证船舶的操纵性能。
侧推器也是船舶操纵系统的一部分。液压侧推器安装在船舶的首部或尾部,它通过液压马达驱动螺旋桨旋转,产生侧向推力,用于船舶在港口停靠、起航或者在狭窄航道中操纵时,辅助船舶的转向和定位。
船舶甲板机械
起锚机和绞缆机是船舶甲板机械中常用的液压设备。起锚机利用液压马达的动力来收放锚链,绞缆机则用于收放缆绳。在船舶靠泊和离泊时,绞缆机可以快速地调整缆绳的松紧程度,起锚机能够高效地完成起锚和抛锚操作。
船舶起重机也是重要的甲板机械。液压起重机可以实现货物的吊运,其起升、变幅和回转等动作都是通过液压系统来控制的。与其他驱动方式相比,液压起重机具有结构紧凑、承载能力大等优点,能够满足船舶在海上装卸货物的需求。
船舶推进系统(部分应用)
可调螺距螺旋桨(CPP)的
液压控制系统。通过液压系统调节螺旋桨的螺距,可以改变螺旋桨的推力大小和方向,从而实现船舶的前进、后退和变速。这种系统在一些对船舶机动性要求较高的船舶上应用广泛,如拖船等。
三、维护和保养要点
油液管理
定期检查液压油的品质,包括油液的粘度、清洁度和含水量等。在船舶环境中,由于温度变化较大,液压油的粘度会受到影响。例如,在寒冷的海域,液压油可能会变得粘稠,影响系统的工作效率,此时需要更换合适标号的液压油或者对油液进行预热。
同时,要防止油液污染。海水、灰尘等杂质很容易进入液压系统,所以要确保油箱密封良好,过滤器正常工作。一旦发现油液污染,应及时更换或过滤油液。
元件检查
对液压泵、液压马达等动力和执行元件进行定期检查。检查液压泵的工作压力、流量是否正常,有无异常的噪音和振动。例如,若液压泵出现异常振动,可能是内部零件磨损或者吸入了空气,需要及时维修。
对于
液压阀等控制元件,要检查其阀芯的灵活性,确保阀门能够正常开启和关闭。在船舶长期停靠后重新启动液压系统时,有可能会出现液压阀阀芯卡滞的情况,需要进行清洗和调试。
辅助元件如过滤器要定期清洗或更换滤芯,管路要检查有无泄漏和腐蚀现象。若管路出现泄漏,不仅会造成油液损失,还可能会导致系统压力下降,影响设备正常运行。