研究与解决船用液动阀误动作
船用机械液压式调速器及常见故障处理
刘之伦
（ 秦皇 岛港股份有 限公 司船舶分公 司 河北秦皇 岛）
摘要 液压调速 器 ， 也 称为 间接作 用式调速 器。 在 大功率低速 柴油机与船用 柴油发 电机组 中应 用广泛 。 分析船用机械 液压 式
调 速器常见故 障处理方法 。
关键 词 液压调速器
图 １ 电机 风罩两侧加焊 板筋
田 设 备 篁 理 与 维 伍２ ０ １ ４ № ６
筮 鐾一
用寿命 ， 对于调速器油的合理选择十分重要 。 调速器油必须具 备
几个条件 ： ①不沉淀 。 ②不 易产生泡沫 。 ③ 内热 陛能好 。 ④１ ０ ０ ℃以上保持不变质 。⑤黏度变化小 。⑥对于调速器 的密封材料
较 小 的滑 阀 ， 通 过 滑 阀对 液 压 放 大 机 构 进 行 控 制 ， 即控 制 动 力 活
服电机 ， 利用摩擦 离合器 连接传动齿轮 ， 能够通过配电板中的控 制开关对伺服 电机进行操作 ， 以此对转速进行调节 。 在调节旋钮 的下方装 有转速指示牌 ， 能够 反映调速 弹簧 的压缩状况 ， 从而指 示柴油机的转 速。但是转速指示牌上反映 的信息数据只能用来 参考 ， 需要进行测量来确定实际转 速。 如果转速指示牌 中反映 的 转速与实际测 量转 速之 间的差异较大 ，可 以对传动齿轮所处 的
度 差 凸 轮 与 摇 臂 的运 作 ，支 点 销 在 连 接 叉 中 的 位 置 会 出现 相
成， 见图 １ 所示 。 转速调节机构 ， 一部 分主要 由传动齿轮 、 同步旋 钮、 调速齿轮相互结 合构成 ， 转动 同步旋 钮的时候 ， 传动齿轮 的
转动 能够 带 动 调 速 齿 轮 的转 动 ，并 且 使 调 速齿 轮 沿 着 螺 柱上 下
《船舶阀门电动静液作动器设计及控制研究》范文
《船舶阀门电动静液作动器设计及控制研究》篇一一、引言随着现代船舶技术的快速发展，船舶设备的自动化和智能化水平日益提高。
其中，船舶阀门电动静液作动器作为船舶控制系统中的关键部件，其设计及控制技术的研究显得尤为重要。
本文旨在探讨船舶阀门电动静液作动器的设计原理、结构特点及控制策略，为船舶自动化和智能化提供技术支持。
二、电动静液作动器设计1. 设计原理电动静液作动器是一种利用电力驱动液体进行工作的装置。
其设计原理主要基于帕斯卡定律和流体传动原理，通过电动机驱动液压泵，将机械能转化为液压能，从而实现对船舶阀门的控制。
2. 结构特点电动静液作动器主要由电动机、液压泵、油缸、控制系统等部分组成。
其中，电动机提供动力，液压泵将动力转化为液压能，油缸则将液压能转化为机械能，实现阀门的开启和关闭。
此外，控制系统作为作动器的“大脑”，负责控制作动器的运行状态和动作顺序。
三、作动器设计要点1. 电机选择：作动器的电机应具有高转矩、低速性能好、调速范围广等特点，以满足作动器在低速高转矩工况下的需求。
2. 液压泵设计：液压泵的选型应考虑作动器的流量、压力等参数要求，以确保作动器的正常工作。
同时，应采用高效、低噪音的液压泵，以提高作动器的工作效率。
3. 油缸设计：油缸是作动器的执行机构，其结构设计应考虑密封性能、耐磨性、抗腐蚀性等因素，以确保作动器的长期稳定运行。
4. 控制系统设计：控制系统是作动器的核心部分，应采用先进的控制策略和算法，实现对作动器的精确控制。
同时，应考虑控制系统的可靠性和稳定性，以确保作动器的安全运行。
四、控制策略研究1. 传统控制策略：传统的控制策略主要包括PID控制、模糊控制等。
这些控制策略在作动器的控制中具有一定的应用效果，但存在响应速度慢、抗干扰能力差等问题。
2. 现代控制策略：为提高作动器的控制性能，可采用现代控制策略，如自适应控制、神经网络控制等。
这些控制策略具有响应速度快、抗干扰能力强等优点，可有效提高作动器的控制精度和稳定性。
《船舶阀门电动静液作动器设计及控制研究》范文
《船舶阀门电动静液作动器设计及控制研究》篇一一、引言随着现代船舶工业的快速发展，对于船舶设备的高效、安全、智能化的要求日益提高。
其中，船舶阀门作为船舶系统中的重要组成部分，其性能的稳定性和可靠性直接关系到船舶的安全运行。
电动静液作动器作为控制船舶阀门的重要装置，其设计及控制研究具有极其重要的意义。
本文旨在深入探讨船舶阀门电动静液作动器的设计原理及控制策略，以期为相关领域的研究和应用提供理论支持。
二、电动静液作动器基本原理与设计1. 基本原理电动静液作动器（Electro-Hydrostatic Actuator，EHA）是利用电动机驱动液压泵，通过静液压传动系统驱动执行机构，实现阀门的开关和调节。
EHA具有高精度、高效率、高响应速度等优点，广泛应用于船舶、航空、航天等领域。
2. 设计要点（1）电机选择：根据作动器的性能要求和工作条件，选择合适的电机类型和规格。
通常选择直流电机或交流电机，根据需要可选择无刷电机以减少维护工作量。
（2）液压泵和控制系统设计：液压泵的设计应满足作动器的压力和流量要求，控制系统应具有高精度、高响应速度等特点，以确保作动器的稳定性和可靠性。
（3）执行机构设计：执行机构是实现阀门开关和调节的关键部件，其设计应考虑机械强度、耐腐蚀性、防震性能等因素。
三、电动静液作动器的控制策略研究1. 传统控制策略传统的电动静液作动器控制策略主要包括PID控制、模糊控制等。
这些控制策略在简单工况下具有良好的控制效果，但在复杂工况下存在响应速度慢、稳定性差等问题。
2. 现代控制策略针对传统控制策略的不足，现代控制策略如自适应控制、鲁棒控制等逐渐被应用于电动静液作动器的控制中。
这些控制策略能够根据系统的实时状态调整控制参数，提高系统的稳定性和响应速度。
3. 智能控制策略随着人工智能技术的发展，越来越多的研究者将智能控制策略应用于电动静液作动器的控制中。
例如，基于神经网络的控制策略、基于遗传算法的优化控制等。
采盐船液压系统故障诊断及处理方法论文.
采盐船液压系统故障诊断及处理方法论文2018-12-11摘要：罗布泊盐田采盐船是汲取了绞吸式挖泥船和工程机械的一种采矿设备，采用全液压驱动、半浮式履带行走、GPS导航。
因此，采盐船液压系统故障诊断的准确性、快捷性、便利性必将取得极大改善和提高，对液压系统常见故障的处理能力提出更高要求。
关键词：采盐船；液压系统；故障诊断；处理方法罗布泊盐湖具有强烈的大陆干旱性气候特点，夏季炎热，冬季寒冷且干燥，降水稀少，蒸发量大，4级以上的大风每年有127次，最大风力可达10级。
采盐船工作环境相当恶劣，而且液压控制元件和执行元件选用进口品牌、精密度高。
为使采盐船能够连续稳定运行，我们必须提高液压系统故障诊断水平及处理办法。
否则，液压阀极易卡滞，液压泵、液压马达极易磨损、采盐船动作失真等。
给采盐船稳定、可靠运行造成困难。
1液压油问题及处理方法液压油污染是导致液压系统故障的主要原因。
据权威数据统计，液压油污染造成元件故障占液压系统总故障率的70%～80%。
因此，液压系统的污染控制愈来愈受到人们的关注和重视。
实践证明：提高系统油液清洁度是提高系统工作可靠性的重要途径，必须认真做好。
1.1液压油理化指标和污染度监测方法液压油是采盐船液压系统的血液。
当液压阀频繁出现卡滞时，可能原因是液压油水分超标导致液压油变质产生的漆膜黏附于阀杆，也可能是杂质超标或黏度指数发生变化。
我们可以在液压油箱的'底部安装复合传感器并事先标定传感器为符合采盐船正常工作的液压油指标，实时监测液压油的水分、杂质、黏度、污染度、铁含量、铜含量等理化指标，通过数据线将监测结果实时传输给中央控制室，当液压油理化指标超标时出现报警信号，提醒操作人员采取必要措施。
1.2液压油污染度、水分等的控制方法传统液压油污染度的控制方法是选用通透性过滤原理的滤油机或滤油器，该滤油机能滤除杂质但不能滤除水分。
当液压油中水分超标时，选用离心式过滤原理的滤油机或滤油器。
如果既要滤除水分又要滤除杂质就需要两台滤油机，这样不但投资成本高而且体积大，不适宜采盐船液压系统滤油。
船舶液压设备的常见故障探讨
船舶液压设备的常见故障探讨随着船舶液压设备技术水平的不断提升，各类自动化和集成技术也在不断完善，液压传动技术在船舶建造中也越来越重要，尤其是远洋船舶的建造中。
较常应用的位置主要有水密门的启闭位置、舱口盖的启闭位置、阀门的开关、液压舵机、自动系缆装置以及起锚机等位置。
由于船舶建造者中大部分的液压设备都安装在甲板上，船舶长期行驶于大海中，受到的风吹、雨淋以及日晒较为严重，加上外界海洋气候等情况的影响，液压设备的故障发生率明显增高。
因此，船舶在运行过程中需要加强对液压设备的管理，通过科学有效的方式提升其运行质量，及时排除故障，提高船舶运行的安全性。
一、船舶液压设备的常见故障类型船舶液压设备在实际应用中较常见的故障类型主要分为四种，首先，动作类故障，主要指的是液压设备在液压设备启动异常，换向时对方向的把控不佳，常出现卡滞情况，各指令相应不佳，且液压设备实进行高负荷运转时速度达不到正常标准;其次，压力类故障，主要指的是液压设备的压力不足，无法达到预期的设计要求，液压器调节灵敏度降低，压力控制不稳定;另外，电气类故障，主要指的是船舶液压设备中的线路出现故障，如保险丝烧断等，配电板中电路故障短路，继电器与其他设备线路相接位置松动或者无联通动作;除此之外，还有其他因素导致液压设备异常情况，主要有液压油受到污染、运行出现噪音以及油温过高等情况。
二、船舶液压设备的常见故障特点船舶液压设备包含的故障类型比较多，且内容较为复杂，且大部分故障的发生均非单独发生，常出现多个故障共同出现的情况，导致此类情况的主要是某个配件或多个配件出现异常情况。
导致此类故障的原因较为复杂，且同一原因也有可能造成多种不同的故障类型，而多种因素也可能造成同一类故障。
而船舶液压设备在运行过程中出现的各类操作不当情况也会增加液压设备运行中各类故障的发生，管理控制人员的工作能力以及业务熟练度等也会增加各类故障的发生，甚至缩短船舶液压设备的使用寿命。
比如，液压油温度在实际运行中会因环境温度的变化而出现变化。
如何解决船舶液压系统设备出现故障
随着船舶工业和航运业的迅速发展，液压技术在船舶上的运用日益广泛，尤其是远洋船舶，因此要求液压设备必须具备较高的可靠性，以保证船舶的安全航行和正常运营。
某轮在港卸货期间，由于下雨，紧急关舱作业时，发现舱口盖液压系统压力由原来的1．2×107Pa 逐渐降至8×106Pa就不再恢复，再调也调不上去。
因为该系统使用时间较长，起初估计可能是液压泵长期使用，磨损较甚，内漏泄量加大引起。
拆卸检查齿轮泵，发现泵齿轮磨损程度并不严重，轴向间隙径向间隙稍有增大，重新调整间隙装复后试车，故障仍未解决。
但试车发现系统原来在1．2×107Pa下运转，压力平稳，现在8×106Pa下压力也仍平稳，在压力变换中，系统没发现有明显破坏现象。
据此分析认为：既然系统在压力变换前后都能平稳运转，系统也未发现明显破坏现象，可以认为该故障可能产生在溢流阀处，因为溢流阀的工作性能是很容易受其他因素的影响而发生变化的。
拆卸溢流阀检查，发现溢流阀处有污物，造成密封不良。
清洗溢流阀座后装复，系统压力恢复正常。
某轮德国JSW —HAGGUNDS H1624克令吊在启动后压力突然由4．0MPa下降到2．0MPa，之后压力也不再改变，但克令吊吊臂不能正常起落。
起初同样也认为是液压齿轮泵或阀件过度磨损，但对其拆检修理了数天后，故障仍未消除。
后通过逐一分析排除，发现在克令吊封闭油箱内有一管接头螺丝松动漏油，更换了新垫床新螺丝，系统压力随即恢复正常。
由此可见，即使是同一故障现象，产生故障的原因也不一样。
1 液压设备的常见故障及其原因1．1船舶液压设备的常见故障1．1．1压力故障。
常见的有：压力不稳定，高于或达不到要求的压力，压力转换时迟滞，压力控制失灵，压力损失过大，卸荷回路工作不正常等。
1．1．2动作故障。
常见的有：起动不正常、不能动作、运动方向错误、调速控制失灵或达不到要求、负荷加大时速度明显下降、换向时出现死点、换向起步迟缓、爬行动作的设备自动循环不能正常实现等。
船用多液动蝶阀启闭控制液压系统研究
船用多液动蝶阀启闭控制液压系统研究船用多液动蝶阀启闭控制液压系统是各类船舶中的重要关键设备,其作用是通过液压系统中的液压执行器对液动蝶阀的启闭控制来实现管道的通断,达到使管道中诸如压载水、日用燃油及消防水等流体介质得到合理调配的目的,从而为船舶的姿态平衡、设备的正常运行及消防安全提供保障。
由于目前船舶所用液动蝶阀启闭控制液压系统的功能相对简单、可靠性及安全性不高,也缺少深入的理论分析,因此,有必要对船用多液动蝶阀启闭控制液压系统进行研究,解决系统研究过程中所涉及的关键技术,达到为我国各类船舶中液动蝶阀启闭控制液压系统的的研发提供可靠的理论和设计依据的目的。
本文针对船舶所用液动蝶阀数量多、液压管道长等特点,设计出了一台以水基难燃液压液为液压介质的多液动蝶阀启闭控制液压系统,并搭建了该系统的试验平台。
在系统设计中,采用冗余设计方法,利用两台互为备用的液压泵组分别控制部分液动蝶阀,在每台液压泵组排液管道上设置限流切断阀,通过电磁阀组等部件的耦合控制,解决了各液动蝶阀在诸如系统中某些部件出现故障等紧急状态下的交互控制问题。
提出了一种长液压管道压力损失较为精确的理论计算方法。
在充分考虑液压液在长液压管道中流动时摩擦生热、管壁散热与内能关系的基础上,采用热平衡方程及伯努利方程等建立了长液压管道压力损失的数学模型；并在多种环境温度及液箱内液温条件下,对上述数学模型进行了数值仿真和试验验证。
该理论计算方法对液压系统的设计与性能分析具有重要的实用价值。
结合所设计的液压系统,对多液动蝶阀在启闭过程中转动角速度的变化规律、角速度误差、启闭时间及其影响因素进行了仿真分析和试验研究。
结果表明,各液动蝶阀转动角速度的变化规律与其负载特性有关；其转动角速度误差及启闭时间受液箱内的液温及环境温度的影响较大。
上述仿真方法及试验结果可为船舶中各液动蝶阀启闭控制策略的制定提供理论和试验依据。
通常,某些液压执行器与液动蝶阀相连接的液压管道长,在液压系统维护过程中要涉及管道内液压液的吹除问题。
船用阀门故障和维修建议论文
船用阀门故障和维修建议论文摘要：船用阀门是用于控制船舶管路内流体的压力、流量和流动方向的设备。
该文首先介绍了船用阀门的基本种类，对于船用阀门的常见故障进行了原因分析，并针对阀门故障提出了相应的修理方法建议。
阀门是流体管路的控制装置，其基本功能是接通或切断管路介质的流通，改变介质的流通，改变介质的流动方向，调节介质的压力和流量，保护管路的设备的正常运行。
对于船用阀门而言，是为满足船舶环境条件，用于控制船舶管路内流体的压力、流量和流动方向的设备。
在船用阀门使用量大、开闭频繁的情况下，往往由于制造、使用选型、维修不当，发生跑、冒、滴、漏现象，由此引起火焰、爆炸、烫伤事故，或者造成产品质量低劣，能耗提高，设备腐蚀，物耗提高，环境污染。
因此人们希望获得高质量的阀门，同时也要求提高阀门的使用，维修水平，这对从事阀门操作人员，维修人员以及工程技术人员提出了新的要求，除了要精心设计、合理选用、正确操作阀门之外，还要及时维护、修理阀门，使阀门的“跑、冒、滴、漏”及各类事故降到最低限度[1]。
1 船用阀门一般分类船用阀门的种类繁多，总的可分两大类：第一类自动阀门：依靠介质（液体、气体）本身的能力而自行动作的阀门。
如止回阀、安全阀、调节阀、疏水阀、减压阀等。
第二类驱动阀门：借助手动、电动、液动、气动来操纵动作的阀门。
如闸阀，截止阀、节流阀、蝶阀、球阀、旋塞阀等[2]。
此外，阀门的分类还有以下几种方法：按结构特征，根据关闭件相对于阀座移动的方向可分为截门形：关闭件沿着阀座中心移动；闸门形：关闭件沿着垂直阀座中心移动；旋塞和球形：关闭件是柱塞或球，围绕本身的中心线旋转；旋启形；关闭件围绕阀座外的轴旋转；碟形：关闭件的圆盘，围绕阀座内的轴旋转；滑阀形：关闭件在垂直于通道的方向滑动。
按与管道连接方式分，根据阀门与管道连接方式可分为法兰连接阀门：阀体带有法兰，与管道采用法兰连接的阀门；螺纹连接阀门：阀体带有内螺纹或外螺纹，与管道采用螺纹连接的阀门；焊接连接阀门：阀体带有焊口，与管道采用焊接连接的阀门；夹箍连接阀门：阀体上带有夹口，与管道采用夹箍连接的阀门；卡套连接阀门：采用卡套与管道连接的阀门。
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随着船舶自动化技术的不断发展和提高，液动控制遥控阀门在船舶上的应用越来越广泛．阀门采用液动装置驱动的主要优点在于结构简单、紧凑、体积小；传动平稳可靠；可获得较大的输出力矩；在突发动力中断时，仍可利用蓄压器进行一次或数次动力操作，这对自动紧急切断阀和井口喷放阀具有重要意义．阀门液动装置液压回路主要由动力液压源、控制阀和执行机构三部分组成，而这些阀门液压回路又与其它液动设备采用并联或串联，从而形成液压系统控制回路，也就是说现代船用液压系统一般都由多个液压回路组成，各回路之间既有密切联系，又有相对独立性，构成较为复杂，所以往往会出现动作上的相互干扰和误动作．干扰或误动作发生往往会引起较大的故障或事故，对船舶的安全造成危害．
单向阀是回路防干扰中最简单最有效的液压元件之一，研制结构简单、安装方便的单向阀，对现用的液压系统加装单向阀，抗干扰有重要意义．
1 现象及原因分析
船用液压系统中，各液压机和液压缸均由全船液压系统提供动力源，各液压机和液压缸又均有各自的控制回路，控制回路由基础液压元件组成，如电磁换向阀、节流阀、溢流阀等．液压系统由于回路多和液压元件的质量或功能特点参差不一等原因，液压系统在实际运行中往往会产生相互干扰或误动作．以某船用液压系统液缸产生误动作为例(见图1)，图中1号和2号球阀液缸与1号和2号液压机并联，球阀液缸为Φ32mm口径的小缸，由两位四通电磁换向阀控制切换油路，使液缸动作，控制简单、操纵迅速；液压机为Φ80mm的大通径液缸，由三位四通换向阀控制切换油路，使液压机动作．图中1号和2号液压机动作或蓄压器卸荷产生的压力波动，会造成T回油压力突然升高，超过P进口压力时，球阀液缸发生动作或动作趋势，而球阀操纵力矩较小，容易造成阀误动作；液压机电磁换向阀为滑阀式中位O型机能，中位时有一定内泄漏量，如标准GB／T13852中O型三位四通换向阀的内泄漏量最大为130ml／min．从P 到A、P到B、A到T、B到T均有泄漏量，但量不同，P到A与P到B的泄漏量很难相等，这样内泄漏的液压油通过管路进入1号和2号液压机油缸，可导致油缸一腔的能量积聚，从而使液压机产生漂移，造成液压机带动阀的动作．另外，液压机所驱动为海水舌阀或蝶阀，其负载压力也可引起阀误动作产生．
图1 某船液压系统局部原理图
2 解决对策与措施
2．1 球阀误动作的改进措施
球阀只具有开和关两位置，控制阀为两位四通电磁换向阀，要消除回油管路的压力波动冲击对液缸的影响．改进措施之一是在球阀的T口加装单向阀(见图2)，提高液动遥控设备相对于系统的独立性和抗干扰能力．但因船上液压管路的布置和空间关系，市场上的标准单向阀无法安装，管路也已串油完成，重新布置管路施工存在困难．
图2 改进后液压原理图
为此设计了一种管接头式单向阀(见图3)，结合船用标准CB 56的接头尺寸，把液压单向阀部件置于管接头中，采用锥形阀头，接口是标准液压管路接头，但具有液压单向阀的功能，在船用液压系统中具有一定的通用性．根据液动遥控设备在系统中的位置，不影响原有的安装接口与空间，把带单向阀的管接头安装在液动遥控设备液缸的进油管路或回油管路中．它可以是端接头型式，也可以中间接头型式．该单向阀安装方便，结构紧凑，不仅可以应用于原有船用液压系统控制改进管路中，也可以应用于新设计液动遥控阀门设备控制系统中，以提高液动遥控阀门的系统抗干扰能力．
图3 管接头式单向阀结构
1. 阀体
2. 锥阀芯
3. 弹簧
4.弹簧座
5. 档圈
2．2 液压机误动作的改进措施
措施一，根据内泄漏量是引起液压机误动作的主要原因，所以只要消除电磁换向阀的内泄漏量，就能防止液压机油缸漂移．无内泄漏的国产电磁换向阀很少，国外截止式电磁换向阀已有，但种类不多，如哈威VBVP型，其内部阀座为锥型，可直接把图1中的中位O型三位四通换向阀更换为中位截止式三位四通电磁换向阀．但截止式换向阀价格较高，一般是普通滑阀式价格的10倍多．当然经济性必须是在安全、液压英才网用心专注、服务专业
适用、可靠的基础上的经济．不单是产品的售价，更要优先考虑其功能和质量以及安装维修及其它附件所需要的费用．
措施二，在液缸和换向阀之间加装液控单向阀(如图2)，同时需将三位四通换向阀中位机能O型更换为中位机能Y型，从而形成典型液压锁回路(见图4)，使用液控单向阀的锁紧回路其换向阀的中位机能不宜采用0型，而应采用H或Y型机能换向阀，以便在中位时，液控单向阀的控制压力立即释放，单向阀立即关闭，液缸活塞运动停止，经得起负载变化的干扰．
图4 典型液压锁回路
本液控单向阀为叠加式液控单向阀(如图5)，这也是方便现有的船用液压系统改进，可以关闭两个油口，可达到无泄漏密封．油液从A1到A2或B1到B2自由流通，反向则被截止，如从A1到A2，压力油作用在阀芯上，阀芯向右运动推开阀头离开阀座，单向阀被控制油打开时，油可以从B2到B1流通，压力在Bl 腔卸荷，单向阀开启．为保证两个单向阀在换向阀中位时能可靠关闭，阀的Al、Bl口与回油路连通．从而使液压机液缸两腔相对封闭，锁定所驱动阀的位置，避免阀误动作产生．
图5叠加式液控单向阀结构图
(1阀芯。
2单向阀)
3 结束语
综上所述，对船用遥控阀门的控制回路增加单向阀和液控单向阀来防止液动执行装置误动作是最简单的和有效的方法．在液压系统的设计时，需要对各自独立的分系统进行有效的逻辑整合，并对可能出现的故障模式进行预先的确定和评估，采取有效的技术进行规避，有效地提高系统的安全性、可靠性，从而保证船舶安全性．
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