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在液压锚机装配调试过程中，会遇到部件定位偏差的问题，它会使得设备无法投入运行，甚至给船舶设备的正常使用带来极大安全隐患。 某船的液压锚机因船体结构改造而重新进行定位、装配，在安装完毕对制动系统进行液压操作试验时发现制动系统没有动作响应；当改为手动机械操作时，也没能及时响应，而且当操作的力大大超出正常范围时，也无法动作。 一、制动系统的组成 该锚机的制动系统由机械制动系统和液压制动系统组成，且2种系统可以互相转换。 锚机制动系统如图1所示。 图1 锚机制动系统 1、机械制动系统的结构及工作原理 1)机械制动系统由制动手轮、制动螺杆、螺 母、摆杆拨叉、调节杆、刹车带、锚链轮制动毂等主要部件组成。 2)机械制动系统工作原理。 (1)制动原理。 当顺时针转动制动手轮时，与制动手轮联接的制动螺杆同步转动，根据丝杆螺母[1]的原理，当制动手轮顺时针转动时，由制动螺杆(左旋螺纹)带动的螺母沿支架的滑动槽向下移动，并作用于摆杆拨叉，使得摆杆拨叉绕支点P逆时针向下转动，摆杆拨叉上的连接销B同时带动调节杆拉紧刹车带而制动。 (2)松闸原理。 当逆时针转动制动手轮时，制动螺杆(左旋螺纹)同步带动螺母沿滑槽向上移动，并推动摆杆拨叉绕支点P顺时针向上转动，连接销B同步带动调节杆松开刹车带而松闸。 活塞、摆杆拨叉运动轨迹如图2所示。 图2 活塞、摆杆拨叉运动轨迹 2、液压制动系统的结构及工作原理 1)液压制动系统由液压泵站、应急控制阀、 减压阀、单向节流阀、发送阀、制动油缸等组成。 液压制动系统工作原理图如图3所示。 图3 液压制动系统工作原理图 2)液压制动系统的工作原理。 来自液压泵站的压力油经过滤器、应急控制阀、减压阀、单向节流阀后到达制动油缸的有杆腔，推动活塞向上移动，并由制动油缸活塞杆头部的连接销R，带动摆杆拨叉绕支点P转动，使锚机刹车带松开。 当转动发送阀的手轮后，可调节减压阀的输出压力，甚至使减压阀的出口压力为零，同时使制动油缸有杆腔的油路与回油管路连接而卸压，制动油缸中的活塞在主弹簧力的作用下向下移动而使锚机恢复制动状态。 当应急控制阀换向后，可以使处于松开状态 的刹车带恢复到制动状态。 (1)制动器制动。 当顺时针转动发送阀手轮、使得针阀打开后，自液压泵站来的压力油经应急控制阀到达减压阀，又经阀口K而来到E腔，并经阀芯内部通道，分别到达阀芯的上下M、N两腔。 因阀芯下腔N的压力油经减压阀底部的管路，通过发送阀中打开的针阀而流回油箱，作用于阀芯上腔M端面向下的液压压力大于下腔N向上的液压力与弹簧力之和，导致减压阀芯下降，封闭阀口K，并打开了阀口H。 活塞有杆腔中的液压油在主弹簧力的作用下，经节流阀从减压阀的E腔、H口、F腔回油箱，制动油缸活塞在主弹簧的作用下向下移动，活塞杆通过连接销R使摆杆拨叉下降，刹车带处于制动状态。 (2)制动器松开。 当逆时针转动发送阀、使得针阀关闭后，减压阀芯下腔N处的卸压回路被关闭，压力油作用在阀芯上下两腔M、N端面上的力相等。 在弹簧力的作用下，阀芯上升到极限位置，阀口K被打开，阀口H关闭，压力油从应急控制阀到达减压阀的D腔，经阀口K到E腔，再由通道经单向阀后进入制动油缸的有杆腔。 由于压力油作用于活塞有杆腔向上的力大于主弹簧向下的力，活塞杆上升，并通过连接销R带动摆杆拨叉同时上升，松开锚链轮的刹车带。 (3)应急控制阀。 当刹车带处于松开状态。 并将应急控制阀转到另一位置时，泵站来的压力油被切断，而制动油缸有杆腔的压力油则经管路到达应急操作阀的B口，并经内部流道由R口回油箱而卸压，制动油缸活塞杆在主弹簧力的作用下通过连接销R使摆杆拨叉下降，刹紧刹车带，并使锚机制动，此时即为应急制动操作。 二、制动系统故障现象及分析 1、机械制动系统故障现象及分析 1)故障现象。 当顺时针转动发送阀时，针阀关闭，发现油缸并未作上升的动作，而是静止不动，而逆时针转动发送阀手轮时，针阀打开，制动油缸的活塞杆仍未动作，为此对油缸的有杆腔进行排气，而后再次操作，液压制动油缸仍无动作。 转动制动手轮进行松闸操作后，发现松闸操作所需的力很大，而顺时针转动制动手轮操作时却发现制动油缸的活塞杆及其连接销R并未下降，仍处于原来停止的位置，说明制动油缸的活塞杆被卡住了，经分析，造成这种现象的原因是液压制动油缸的定位装配偏差。 2)故障分析。 在制动状态下，当逆时针转动制动手轮进行松闸操作时，制动螺杆带动螺母迫使摆杆拨叉绕支点P转动，同时通过连接销R使制动油缸的活塞杆缩回。 2个零件在连接销处的运动轨迹不同，摆杆拨叉绕支点P转动，其运动轨迹为圆弧形，而活塞杆只能作上下直线移动。 所以，当摆杆拨叉转动一定角度后，连接销R的位置在向上移动距离h的同时，向支点P方向水平偏移了距离δ，而活塞杆的连接点在摆杆拨叉的推动下，只能直线向上移动距离h，所以在安装不正确时就会发生由于两者的运动轨迹不同而出现活塞杆卡死的现象。 2、液压制动系统的故障现象及分析 当消除了机械安装上的位置偏差后，开动泵站，逆时针转动发送阀进行松闸操作，却发现制动油缸的活塞杆静止不动，始终处于制动状态。 通过对液压系统的工作原理分析可知，要使刹车带松开，只要使制动油缸的活塞杆在压力油的作用下做缩回的动作，即压力油进入制动油缸的有杆腔。 如果没有压力油进入制动油缸的有杆腔，则活塞杆静止。 制动油缸的有杆腔没有压力油进入，同减压阀的工作状态异常有关，根据对减压阀的结构及工作原理分析可知，这是一种外控式先导定压减压阀，同时它还带有卸压功能。 减压阀始终处于关闭状态即减压阀出口压力为零的原因有2种。 (1)原因一： 当发送阀的针阀关闭时，减压阀的阀芯内部通道由于被杂物堵塞，也就是阀芯中通往下腔N的阻尼小孔被堵，使得经阀芯内部通道到达阀芯上腔M的压力油对阀芯端面的作用力大于下腔N中弹簧向上的作用力，所以阀芯向下移动而关闭了阀口K，减压阀的出口压力为零。 (2)原因二： 当发送阀的针阀因杂物卡住而无法关闭时，则减压阀芯下腔N的压力油经发送阀中的针阀流回油箱后，在阀芯上腔M中的压力油对阀芯端面的作用力克服了弹簧向上的力而向下移动，关闭了阀口K，使减压阀出口压力为零。 三、故障排除 1、机械制动系统故障 首先拆卸制动油缸的连接销R，检查销与摆杆拨叉上槽的位置偏差量；修正制动油缸基座的位置，使之与摆动拨叉上的槽相配。 其次检查摆动拨叉上的长槽，其总长度应大于水平偏移距离δ与连接销R的直径d之和，以符合摆杆拨叉和油缸活塞杆的运动规律及受力状况。 且在制动状态下，连接销R的定位应在长槽靠近支点P的一端，如图2中实线所示。 通过以上方法消除了机械装配上的偏差后。对该制动系统的机械操作部分再次进行试验，确认了该制动油缸的手动操作及复位灵活、可靠，没有任何的卡滞现象。 2、液压制动系统故障 对于原因一引起的故障，进行修检时，在将减压阀的阀芯进行拆检后，清洁阀芯的阻尼小孔，使得阀芯的内部流道和阻尼小孔保持通畅。 对于原因二导致的故障，进行修检时，将发送阀的针阀进行解体和清洁，检查阀头和阀座的密封面，不得有凹槽等缺陷，同时检查弹簧的状态，其轴线与端面保持垂直，不得有弯曲变形，并保证上下2个面的平行度。 另外，对针阀内部进行清洁，保证油道的畅通。 四、结束语 对于机械液压联动设备出现的故障，一般首先根据机械原理从结构方面进行检查，对设备机构进行分析(如本文所述的螺旋机构、杠杆机构和带式制动器)。 在排除了机械故障因素后，再对液压制动系统进行分析判断。 而液压制动系统首先从动力源即液压泵站开始检查，然后检查控制元件，最后检查执行元件，通过逐步查找并最终排除故障。 参考文献： [1]孙恒，傅则绍．机械原理[M]．北京：出版社高等教育，1990． 转自：船舶讲武堂 |
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