徐曉 羅錫偉

摘 要：液壓系統(tǒng)可靠性包括了二個(gè)方面，即性能可靠性和使用可靠性。正確設(shè)計(jì)是保證性能可靠性的先決條件；而油液清潔度是保證使用可靠性的關(guān)鍵；正確操作和維護(hù)保養(yǎng)是提高使用可靠性的途徑……

關(guān)鍵詞：中高壓；液壓；系統(tǒng)；設(shè)備；傳動(dòng)

上世紀(jì)70年代末，隨著漁業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，海洋漁業(yè)資源的變化，漁船上應(yīng)用的機(jī)械傳動(dòng)和低壓（2.5Mpa）液壓傳動(dòng)的漁撈、甲板機(jī)械，其拉力和絞速等適應(yīng)不了逐步發(fā)展起來(lái)的遠(yuǎn)洋捕撈的需要，為此，中高壓漁撈甲板機(jī)械便應(yīng)運(yùn)而生。

中高壓液壓傳動(dòng)裝置以結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、可有效地防止過(guò)載，元件的通用性、互換性好，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制等優(yōu)點(diǎn)，而被捕撈船員所共識(shí)。

漁船作業(yè)往往遠(yuǎn)離大陸，環(huán)境工況又十分惡劣，維修條件十分差，因此，其液壓系統(tǒng)的工作可靠性尤其顯得重要?？煽啃允且环N綜合指標(biāo)，是一個(gè)復(fù)雜的技術(shù)問(wèn)題，可靠性與產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，制造和運(yùn)行過(guò)程直接相關(guān)。它包括了兩個(gè)方面，即性能可靠性和使用可靠性，兩者相輔相成。

在平時(shí)，直觀反應(yīng)的往往是使用可靠性，而對(duì)性能可靠性，則注意不夠，反應(yīng)不明顯。人們習(xí)慣上往往把“經(jīng)久耐用”當(dāng)作可靠性的唯一指標(biāo)，這是片面的。因?yàn)椤澳陀谩辈⒉坏扔谛阅芰己?。因此，作為理想的液壓系統(tǒng)及設(shè)備，我們第一希望是性能良好，沒(méi)有故障。其次是萬(wàn)一出了故障，應(yīng)能很快修復(fù)。其要求是在性能正常狀況下，能夠提供很高的運(yùn)轉(zhuǎn)率。實(shí)踐告訴我們，只要把住設(shè)計(jì)和建造兩個(gè)關(guān)鍵，并做到正確操作和維護(hù)保養(yǎng)，漁船中高壓系統(tǒng)的可靠性應(yīng)該是有保障的。

一、正確設(shè)計(jì)是性能可靠必保證的先決條件

就設(shè)計(jì)角度而論，應(yīng)著重解決性能可靠性問(wèn)題。液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算，有壓力、速度、功率和發(fā)熱量和熱平衡計(jì)算。必要時(shí)應(yīng)作出液動(dòng)機(jī)的功率曲線或關(guān)系圖表。以便能正確選擇元件和合理設(shè)計(jì)能源。

要保證液壓系統(tǒng)性能可靠，除了要正確選擇基本回路外，還要取決于系統(tǒng)中所選用的元件（包括組成的單機(jī)）質(zhì)量的優(yōu)劣。液壓元件的質(zhì)量，將直接影響到整個(gè)系統(tǒng)的正常工作。低劣的元件所組成的回路乃至整個(gè)系統(tǒng)，工作可靠性是無(wú)法保障的。當(dāng)然，影響元件性能的好壞是多方面的。有它本身的內(nèi)在因素即自然壽命，也有外部條件如油液的污染度、油溫、環(huán)境條件等所給予的影響。

由于漁船作業(yè)工況的限制，在設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)時(shí)特別強(qiáng)調(diào)可靠性。多考慮些系統(tǒng)本身應(yīng)付各種故障的能力，同時(shí)還要考慮在應(yīng)急條件下的安全措施。

二、降壓和降速度使用是提高系統(tǒng)性能可靠性的辦法

漁船在漁場(chǎng)作業(yè)時(shí)，受到風(fēng)浪、潮流、漁獲物和網(wǎng)具等多種因素的影響。在起、放網(wǎng)作業(yè)中，其單機(jī)的受力情況往往無(wú)法預(yù)估，所以就整個(gè)系統(tǒng)而言，在選用液壓元件時(shí)，應(yīng)注意壓力級(jí)和速度級(jí)的安全裕度。其安全系數(shù)一般應(yīng)大于1.25倍為宜。特別是對(duì)泵和馬達(dá)、采用降壓和降速使用，有利于延長(zhǎng)使用壽命、提高系統(tǒng)的使用可靠性。

三、保證油液清潔度是使用可靠性的關(guān)鍵

實(shí)際經(jīng)驗(yàn)表明，油液污染是導(dǎo)致液壓設(shè)備的主要原因，據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，液壓故障大約有75%左右是由油液污染所造成的液壓設(shè)備的工作可靠性和元件和使用壽命，很大程度上取決于油液的清潔度。

液壓油的清潔度用“污染度等級(jí)”來(lái)表示。過(guò)去各個(gè)國(guó)家以至各個(gè)工業(yè)部門制定過(guò)各自的油液污染度等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。目前使用較普遍的是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO4406油液污染度等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（表1）和美國(guó)NAS1638污染等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

表1 ISO 4406油液污染等級(jí)部分標(biāo)準(zhǔn)

例：如果每mL油液中有大于5μm的顆粒數(shù)為4000和15μm的顆粒數(shù)為90時(shí)，則相應(yīng)的污染度代號(hào)分別為19和14。因此，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織的污染度等級(jí)是19/14。

我國(guó)制定的油液污染度等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)等效采用ISO4406國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。機(jī)械設(shè)備液壓系統(tǒng)油液允許的污染度等級(jí)如表2所示。

表2 機(jī)械設(shè)備液壓系統(tǒng)油液允許污染度等級(jí)

我們?cè)鴮?duì)不同時(shí)期建造的8201、8203型圍網(wǎng)漁船和8154C型艉滑道拖網(wǎng)漁船的液壓系統(tǒng)所使用的油質(zhì)進(jìn)行了抽樣化驗(yàn)。從結(jié)果來(lái)看，液壓油的污染度與系統(tǒng)的故障率成正比關(guān)系，即污染度越大（等級(jí)數(shù)字越大）系統(tǒng)的故障率也越高。

實(shí)踐證明，保證中高壓系統(tǒng)的施工質(zhì)量將關(guān)系到系統(tǒng)的成功與否。關(guān)鍵是如何保證系統(tǒng)的油液清潔。這是施工中的難度所在。為了達(dá)到上述目的，在裝船過(guò)程中要嚴(yán)格招待有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，做到：A、液壓元件在裝入系統(tǒng)前，要進(jìn)行檢查和必要的清洗工作。B、液壓管（包括管接頭，法蘭）在裝船前，必須經(jīng)成型、試壓和化學(xué)處理，做好清潔工作。C、所有元件、附件、包括管子在裝船中，要做好及時(shí)封口，避免臟物和雨水進(jìn)入。D、液壓系統(tǒng)安裝完畢后，應(yīng)進(jìn)行把風(fēng)油循環(huán)沖洗，達(dá)到要求的清潔度。

四、正確操作和維護(hù)保養(yǎng)是提高使用可靠性的途徑

使用可靠性與操作有關(guān)。設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中，雖然受到環(huán)境條件等限制，但人為因素對(duì)可靠性的影響是不可忽視的。

作為自然資源開(kāi)發(fā)產(chǎn)業(yè)的海洋漁業(yè)，液壓傳動(dòng)技術(shù)特別是中高壓液傳動(dòng)，在我國(guó)漁船上的應(yīng)用，目前尚處于發(fā)展的初級(jí)階段。多數(shù)船員還缺乏液壓傳動(dòng)的基礎(chǔ)知識(shí)，以至不能及時(shí)處理一般的故障，有時(shí)甚至野蠻操作，其結(jié)果往往降低了使用可靠性，并給生產(chǎn)帶來(lái)了不必要的損失。為此，要推廣、發(fā)展中高壓液壓傳動(dòng)技術(shù)在漁船上的應(yīng)用，在漁船船員中進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)是必要的。通過(guò)培訓(xùn)，提高船員的技術(shù)素質(zhì)，使他們掌握液壓傳動(dòng)的基礎(chǔ)知識(shí)，學(xué)會(huì)正確操作和維護(hù)保養(yǎng)，學(xué)會(huì)一般故障的處理方法。

五、排除系統(tǒng)中的空氣是提高使用可靠性的措施

空氣進(jìn)入液壓系統(tǒng)后，如不及時(shí)排除，其危害性極大，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）系統(tǒng)壓力平生波動(dòng)。工作時(shí)壓力表指針不穩(wěn)定，忽高忽低，有時(shí)還會(huì)產(chǎn)生不規(guī)則的沖擊或伴有噪音發(fā)生。對(duì)此，除壓力表容易損壞外，系統(tǒng)中的元件也容易產(chǎn)生誤動(dòng)作，造成故障。同時(shí)由于沖擊而引起管道密封不良的后果。（2）運(yùn)動(dòng)速度的不穩(wěn)定。特別是對(duì)有油缸的回路中，由于氣體的可壓縮性，引起油缸（或活塞）運(yùn)動(dòng)速度的不穩(wěn)定。有時(shí)甚至出現(xiàn)爬行或不能工作的現(xiàn)象。對(duì)油馬達(dá)回路，將引起絞機(jī)轉(zhuǎn)速的不穩(wěn)定。

空氣進(jìn)入液壓系統(tǒng)后，隨著液體的流動(dòng)，空氣往往凝集在管路或元件的最高處，特別容易引起控制元件產(chǎn)生誤動(dòng)作，從而大大降低了液壓系統(tǒng)可靠性。

隨著油溫的變化，壓力的變化，停留在系統(tǒng)的空氣將產(chǎn)生氣化反應(yīng)。分離出的氣體會(huì)腐蝕元件機(jī)體和管道。降低元件的使用壽命。冷卻時(shí)，部份氣體又可能成為水進(jìn)入油液中，使油質(zhì)變壞。

為了防止空氣進(jìn)入液壓系統(tǒng)（特別是閉式系統(tǒng)）應(yīng)采取如下措施：A、嚴(yán)格控制油質(zhì)的純度，不允許水份進(jìn)入系統(tǒng)中。B、在回路或管道的最高部位，應(yīng)設(shè)置放氣裝置。C、在閉式系統(tǒng)中，則在泵啟動(dòng)后（一般為停泵12小時(shí)以上）要及時(shí)打開(kāi)放氣閥，排除空氣。D、系統(tǒng)在正常工作過(guò)程中，要經(jīng)常注意油箱液位的變化，防止在液壓油嚴(yán)重不足時(shí)，泵繼續(xù)工作而入大量空氣。E、要經(jīng)常檢查泵吸油口管路的密封，防止空氣進(jìn)入。