液压系统浅析 胜利281论文

摘要

液压系统现已广泛的运用于施工船舶中，特别是船舶的甲板机械，如舵机、起货机、锚机、绞缆机等。在气动机械和蒸汽机械使用不便的条件下，液压传动的优点更是凸显。由于船舶液压系统具有尺寸小，重量轻操作性能好，使用寿命长，启动转矩高等优点，所以成为了大型船舶甲板机械的首选。但液压系统也存在着不少问题，例如精度系数，液压介质漏泄污染等问题。

液压油在液压系统中起着传递压力、润滑、冷却、密封的作用，液压油选择不恰当是液压统早期故障和耐久性下降的主要原因。所以合格的液压油是液压系统可靠运行的保障，正确的维护对船舶液压系统的工作性能，延长使用周期有着十分重要的意义。

关键词：船舶，液压系统，甲板机械.

第一章前言

第一次世界大战(1914-1918)后液压传动广泛应用,特别是1920年以后,发展更为迅速。液压元件大约在 19 世纪末 20 世纪初的20年间,才开始进入正规的工业生产阶段。1925 年维克斯(F.Vikers)发明了压力平衡式叶片泵,为近代液压元件工业或液压传动的逐步建立奠定了基础。20 世纪初康斯坦丁•尼斯克(G•Constantimsco)对能量波动传递所进行的理论及实际研究;1910年对液力传动(液力联轴节、液力变矩器等)方面的贡献，使这两方面领域得到了发展。第二次世界大战(1941-1945)期间,在美国机床中有30%应用了液压传动。应该指出,日本液压传动的发展较欧美等国家晚了近20多年。在1955年前后，日本迅速发展液压传动,1956年成立了“液压工业会”。近20~30年间，日本液压传动发展之快，届世界领先地位。

液压传动有许多突出的优点，因此它的应用非常广泛。如一般工业用的塑料加工机械、压力机械、机床等，钢铁工业用的冶金机械、提升装置、轧辊调整装置等；土木水利工程用的防洪闸门及堤坝装置、河床升降装置、桥梁操纵机构等。在这里我们主要探究液压系统在船舶甲板机械方面的应用，并从管理和维护方面提出一些预防性措施。船舶甲板机械主要包括舵机，起货机，锚机，绞缆机吊舱机等等。这些甲板机械按所用的动力不同，可分为气动、蒸汽、电动、液压等多种。但气动甲板机械虽然结构简单无污染，但因漏泄多而效率低，仅用于吊舱机等小功率甲板机械。而蒸汽甲板机械因散热损失大和管理不便已基本不用。但液压传动的优点很多，由于其具有尺寸小，重量轻操作性能好，使用寿命长，启动转矩高等优点，所以成为了大型船舶甲板机械的首选。

但液压系统也存在着不少问题，例如精度系数，漏泄污染等问题。随着科技的发展，改变船舶液压系统的介质，消除内部漏泄等问题成为航运界炙手可热的话题。很多事实证明70%的液压故障是由工作介质引起，特别是近年来不少国家纷纷立法禁止使用非生物降解润滑油，所以正确使用和选择液压介质对船舶液压系统的工作性能及工作可靠性，延长使用周期有着十分重要的意义。

第二章液压元件的相关介绍

2.1液压系统的基本原理

一个完整的液压系统由五个部分组成，即动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件和液压油。

动力元件的作用是将原动机的机械能转换成液体的压力能，指液压系统中的油泵，它向整个液压系统提供动力。液压泵的结构形式一

般有齿轮泵、叶片泵和柱塞泵。

执行元件(如液压缸和液压马达)的作用是将液体的压力能转换为机械能，驱动负载作直线往复运动或回转运动。

控制元件(即各种液压阀)在液压系统中控制和调节液体的压力、流量和方向。根据控制功能的不同，液压阀可分为压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀。压力控制阀又分为益流阀(安全阀)、减压阀、顺序阀、压力继电器等；流量控制阀包括节流阀、调整阀、分流集流阀等；方向控制阀包括单向阀、液控单向阀、梭阀、换向阀等。根据控制方式不同，液压阀可分为开关式控制阀、定值控制阀和比例控制阀。

辅助元件包括油箱、滤油器、油管及管接头、密封圈、压力表、油位油温计等。

工作介质是指各类液压传动中的液压油或乳化液，它经过油泵和液动机实现能量转换。

2.2液压泵和液压马达

在液压机械中，液压泵的作用是将原动机的机械能转变为液压油的压力能，为液压系统供给足够流量和足够压力去驱动执行元件。液压泵的结构形式一般有齿轮泵、叶片泵和柱塞泵。其中叶片泵主要用于中低压系统，其单位功率的重量是所有液压泵中最轻的。柱塞式液压泵特别适用于高压系统，效率高，但结构复杂，价格较高，对液压油的清洁程度要求也较高。其在液压系统中的作用相当于发电机。

液压马达（亦称油马达）输出回转运动，它是液压装置的执行元件，其作用是将液压油的压力能转为机械能，带动机械设备工作。就工作原理而言，任何容积式泵，如从其一根注油管输入液压油，而从另一根注油管回油至油箱或液压泵吸口，则都能被油驱动回转变成液压马达。液压马达一般都要求能双向转动，若液压泵结构是对称设计的，当然可以反转过来作为液压马达。其在液压系统中的作用相当于电路系统中的电动机。

2.3液压辅件

液压系统的辅助元件包括蓄能器、滤油器、油箱、热交换器、密封装置、管件与管接头、压力计等。这些元件从液压传动的工作原理来看起辅助作用，但从保证液压系统有效地传递力和运动以及提高液压系统。其中蓄能器的作用是将液压系统中的能量储存起来，在需要时重新释放出来。滤油器的作用是在工作中不断滤除液压油中的固体杂质，保持油的清洁度，降低液压设备的故障率，延长液压油的和装置的使用寿命。油箱的的作用是储存工作介质（通常为液压油），散发系统工作中产生的热量，分离油液中混入的空气，沉淀污染物及杂

质，油箱外表面还可用以安装其他系统元件等。

第三章液压油

3.1液压油的简介

液压系统使用的液体叫做液压油.液压系统的液压油主要是用来传递和分配油液压力去操纵各种部件的.液压油应能够在所有液压管道中流动，具有最小阻力并且必须是不可压缩的.它必须具有良好的润滑性能以减少液压部件的磨损，对液压系统中的部件及密封件没有化学腐蚀作用.而且液压油必须在工作时不产生泡沫。

目前，我国各种液压设备所采用的液压油，按抗燃烧特性可分为两大类：一类为矿物油系；一类为不燃或难燃油系。矿物油系的主要成分是提炼后的石油制品加入各种添加剂精制而成。这种液压油润滑性好、腐蚀性小、化学稳定性较好，故被大多数设备的液压系统所采用。

不燃或难燃油系可分为水基液压油和合成液压油两种。水基液压油的主要成分水，加入某些防锈：润滑等添加剂。其特点是价格便宜、不怕火、不燃烧，缺点是润滑性能差、腐蚀性大、适用温度范围小，一般用于水压机、矿山机械和液压支架等特殊场合。合成液压油是由多种磷酸脂和添加剂用化学方法合成，其优点是润滑性能好、凝固点低、防火性能好，缺点是价格贵、且有毒。一般用于钢铁厂、压铸车间、火力发电厂和飞机等防火要求较高的场合。

3.2液压油的要求和选择

液压传动中广泛采用石油基液压油作为工作液体。据统计资料表明,液压系统出现的各类故障,有60%～70%与液压油有关,所以液压油的选择在这里尤为重要。选择液压油时，首先考虑其粘度是否满足要求，同时兼顾其他方面。选择时应考虑如下因素：

⑴液压系统的工作压力工作压力高的液压系统宜选用运动粘度较高的液压油，以减少泄漏；反之，则选用粘度低的液压油。例如：当压力p=7.0～20.0MPa时宜选用N46～N100的液压油；当压力p<7.0MPa时宜选用N32～N68的液压油。

⑵运动速度执行机构运动速度较高时，为了减小液流的摩擦损失，应选用运动粘度较低的液压油。

⑶液压泵的类型在液压系统中，液压泵的润滑要求最为苛刻，选择液压油时，应参看液压泵样本的规定。

⑷环境温度环境温度高时宜选用运动粘度较高的液压油；反之则选用运动粘度较低的液压油。

3.3液压油的污染的危害和控制