案例一 液压舵机单边满舵无法回舵
一、相关知识引导
阀控型液压舵机使用单向定量油泵，其吸排方向不变，油液进出转舵油缸的方向由驾驶台遥 控的换向阀来控制，以达到改变转舵方向的目的。当换向阀处于中位时，油泵的排油将经换向阀旁通而直接返回油泵的进口（闭式）或油箱（开式）；而转舵油缸的油路就会锁闭而稳舵。 二、案例表述
某轮舵机为液压阀控型、双撞杆式舵机。该轮途经某海域时，值班驾驶员发现正常航行的船舶突然快速地偏离设定航线，船头朝右舷方向偏转，舵角指示器指示舵角不断地增加，最后停止在满舵位置，整条船出现严重的右倾，GPS航线偏离报警器报警。出现这一情况后，值班驾驶员马上切换到另一台备用舵机并紧急停车，同时将有关情况报告船长及机舱，在确认备用舵机能正常使用、舵机系统运行正常时，起动主机修正航向。庆幸的是，由于当时四周过往船舶较少并未造成严重后果。
三、案例分析与处理
机舱人员马上对有问题的舵机进行检修及原因分析，发现由电磁线圈控制的换向导阀右侧复位弹簧碎性断裂，致使碎金属屑进入液控换向阀导致阀芯与阀座磨损卡死无法复位回中，引起单边满舵而出现上述的紧急情况。后对此阀拆卸、清洗并换新复位弹簧，故障解除。
四、经验与教训
通过轮机人员的查找与分析，发现舵机系统存在以下问题才导致上述故障的发生： 1. 液压油长期使用，未按说明书的要求进行换新，导致油液变脏变质。
2. 本航次电机员对自动舵机进行保养并调整相关参数时，由于不正确的调整使得自动舵机航向偏离自动修正，不灵敏区变小，引起舵机换向阀在单位时间内动作次数过多，造成换向阀复位弹簧疲劳断裂。
3. 回油箱液压油散热不良引起油温过高，造成运行元件相互磨损严重，也易造成液压油变质。
五、拓展提高
1、液压控制阀的常见故障诊断。 2、液压控制阀的拆卸、检修和装配。 3、轮机人员对液压系统的管理。
案例二 锚机液压马达动作速度过慢且无力
一、相关知识引导
液压锚机主要组成部件有液压泵、液压马达、控制阀、重力油箱和磁性滤油器等。控制阀控制液压马达的正转、反转和停转。液压系统管理要注意液压油的污染和空气进入液压系统。 二、案例表述
某轮船用锚机为三菱公司制造的液压锚机，该类型的锚机采用手动三位四通阀作为换向控制阀，用于改变锚机运行方向；采用变量泵用于控制进入液压马达的流量以控制锚机的运行速度。该轮在某锚地起锚开航时，水手长发现锚机的起锚速度慢且无力，液压泵发出的噪声较大。轮机长得知情况后，指派三管轮查找故障并进行检修。根据水手长所述现象，三管轮认为是液压泵前精滤器堵塞造成流量过小，使得锚机液压马达转速低引起起锚速度慢，于是对精滤器进行清洗，清洗完毕后在进行系统驱气作业时，只将换向操作手柄置于中位位置，起动液压泵进行驱气后交付使用。船航行至长江口北槽锚地抛锚，在锚链收紧时，液压马达速度慢且无力，随着运行时间的加长，这种现象越来越严重，最后无法收紧锚链。
三、案例分析与处理
在随后的检修中，维修人员发现液压油中泡沫非常多，油液发臭变黑。通过进一步分析才知道本次事故的原因：其一，三管轮只将换向操作手柄放置在中位位置进行系统驱气操作导致系统空气排的不彻底，液压油与空气混合使得液压泵进口真空度过小，导致其流量不足且压力过低，随着使用时间的加长液压油与空气混合加剧，造成液压泵吸排困难，流量、压力变得越来越小；其二，液压油长期使用而未按说明书的要求更换也是导致本次故障的原因之一。针对这一情况，机舱人员首先换新整个系统的液压油，彻底清洗系统避免新旧油混合，然后进行系统的驱气作业，先将操作手柄置于中位位置放气，然后再液压马达低负荷的情况下进行正反转反复操作运行，从
液压泵及液压马达放气开始，直至系统中没有空气为止。经过这样的检修后，整个系统完全达到正常使用的标准。
四、经验与教训
4. 这次故障是由于机舱人员对液压设备及系统维护保养不到位，未能按说明书规定的要求进行相应的维护保养所致。
5. 维护保养人员素质较低，操作管理过程中责任心不强，出现故障时分析解决故障的能力较差，这些是造成液压设备故障的根源。
五、拓展提高
1、液压设备的故障诊断。
2、如何加强船舶液压设备的管理。
案例三 执行元件速度过慢或不动作
一、相关知识引导
执行元件是把液压能转变为机械能的装置，其形式有做直线运动的液压缸，有做回转运动的液压马达。液压马达的运动速度取决于供入液压马达的油流量、油马达每转排量和内部存在的漏泄。
二、案例表述
某轮在作业时，舱口盖装置工作开始时速度正常，此后速度逐渐降低，直至无法工作。
三、案例分析与处理
执行元件的运动速度取决于进入执行元件的供油量。据此，首先拆检泵的进口滤网，发现上面糊满黑色胶质物，将其洗掉后试车，速度稍有加快，但仍旧达不到要求。并且发现随着使用时
间的延长，油温不断升高，当升到60-70℃时，就不能动作了。同时，系统压力随着使用时间有所下降，即使可调高点，也无法提高速度。因此认为，泵的容积效率已经很低。解体发现，泵的磨损严重，轴向和径向间隙都超限很多。更换齿轮，系统恢复正常。该系统在工作之初，油温较低、粘度较高、内泄漏量较少，因此工作速度还可以达到要求。随着使用时间的延长，正常工作引起的油温身高，加之泵本身容积效率低所产生的能量损失形成热量，使油温加速升高，油的粘度降低，泵的内漏泄量加大，并形成恶性循环，直至设备不能工作。
四、经验与教训
1. 执行元件的运动速度取决于进入执行元件的流量，因此出现这类故障首先要判断流量减少的原因。它既可能是液压泵流量不足或完全没有流量；也可能是系统漏修过多，进入执行元件的流量不足。
2. 还可考虑系统当中的阀件是否正常，有可能是溢流阀压力调整过低，克服不了工作机构的负载阻力等。
五、拓展提高
1、舱口盖液压系统。
2、常见液压马达的结构和工作原理。 3、液压系统故障分析。
案例四 压力不稳或压力调节失灵故障
一、相关知识引导
液压控制阀件包括方向控制阀、压力控制阀和流量控制阀。压力控制阀有：溢流阀、减压阀和顺序阀。溢流阀的作用是控制阀前压力维持在一个定值，通常做安全阀用。结构有直动型和先导型，直动型适用于低压小流量，先导型适用于高压大流量的液压系统。 二、案例表述
某轮在作业时，舱口盖液压系统压力逐渐低落，由原来的12MPa降至8MPa就不再恢复，再调也调不上去。
三、案例分析与处理
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大，内漏泄量加大引起。拆检齿轮泵，发现齿轮磨损程度不严重，轴向和径向间隙稍有增大。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12MPa下运转压力平稳，现在8MPa下压力也仍平稳，在压力变换中，系统没有发现明显破坏现象。据此分析认为；既然压力变换前后都平稳，系统也未发现明显破坏现象，可以认为该故障可能发生在溢流阀处，因为溢流阀的工作性能是容易受到其他因素的影响而发生变化。拆卸溢流阀检查，发现阀座处有污物密封不良。清洗阀座后予以装复，系统压力恢复正常。
四、经验与教训
此故障是由于有种污物偶然停留在阀座处，破坏了该处的密封而使系统油压跌落。污物清除后该密封作用恢复正常，所以系统压力也恢复正常。对于此种故障，如果污物偶尔被冲走，系统可自行恢复压力正常，一旦污物再在此处停留，则又会造成压力低落。因此应更换或净化油液。
五、拓展提高
1、溢流阀的结构和工作原理。 2、液压阀件的拆装注意事项。 3、液压阀件故障分析
案例五 起货机液压系统噪声和振动故障
一、相关知识引导
引起噪声和振动故障的原因十分复杂。不但系统的机械设备、电器可以引起噪声和振动，就是液压系统内部几乎每个环节都可以引起。系统内混入空气，机械振动，液压泵、控制阀等元件故障，系统内压力、流量脉动，以及由此形成的共振等都是引起噪声和振动的原因。分析和处理这种故障难度较大，必需根据故障特点，初步判断是那种类型原因引起，然后再通过浇油、探听、查看，以至解体检查，找出故障原因，予以排除。 二、案例表述
某轮起货机液压系统，工作时出现啸叫声。
三、案例分析与处理
仔细检查发现，系统压力在4.5-6.5MPa时有此声音，且随着压力的增大而增大，当压力升到6.5MPa时系统产生连续地啸叫声。此外，发现啸叫声发生在液压泵出口管路的溢流阀上，而泵和其他阀上均无此声音。于是认为啸叫声与该溢流阀有关。解体该阀发现，主阀芯上阻尼孔过大。更换阀芯后，啸叫声消除。
四、经验与教训
先导式溢流阀主阀芯上的阻尼孔过大，主阀芯下面的压力油，通过阀芯上的阻尼孔，再作用于导阀上的锥阀时，压力油的压力脉动与锥阀上的弹簧产生共振，使锥阀振动产生噪声。阻尼孔变小后，压力油经过阻尼孔再作用于锥阀，由于压力油通过阻尼小孔后压力达到平衡，就不再与锥阀上的弹簧发生共振，锥阀不再振动，啸叫声随即消除。
五、拓展提高
1、先导式溢流阀的结构。 2、先导式溢流阀的工作原理。
3、先导式溢流阀的常见故障分析和处理。
案例六 船舶锚机液压系统故障
一、相关知识引导
船舶驶达港口，常因等候泊位和引水以及接受检疫、避风和过驳等而需在港外停泊，为克服停泊时作用在船体上的水流力、风力和船舶纵倾、横倾时所产生的惯性力，以保持船位不变，就
需在船上设置锚设备。锚设备由锚、锚链、锚链筒、制链器和锚机组成。锚机必须有独立的原动机驱动，工作安全可靠。起锚机应有足够的功率，且能连续工作。 二、案例表述
夏季台风来袭时，某轮因业务之需而于港外抛下双锚避风，两天后台风离去，但起锚时发现双锚锚链打结，经过4h的起锚作业才勉强左锚回收，但右锚因机械方面的故障无法再行拉起。由于船期制约最后只好拖带右锚航向目的地，请求陆上支援处理。经工厂仔细检查发现两部锚机主液压泵轴承磨损及两部液压马达叶片与缸壁严重刮伤且部分断裂受损，造成公司营运不便，且花费巨额修理费用，损失惨重。
三、案例分析与处理
该船液压系统为挪威生产制造，基本设计为寒带使用，所以冷却器很小，通常起落锚及进出港时间为30-45min，因而液压油温度并未明显上升，日久致使轮机员疏忽而忘记开启冷却海水泵。但此动作很关键，尤其是起锚、进港、靠码头时，锚机除了要起锚外亦要使用于码头作业绞缆，温度上升是必然现象。因此海水冷却系统一定得开启以冷却液压油。
经紧急向公司总部请示后决定由船方轮机员先自行处理。处理时发现系统液压油稍减少，经补充液压油并清洁过滤器后又发现液压油温度为70℃，偏高，但短期使用尚不致有重大危害。后又反复多次测试，结果起动及暖机时一切正常，但当掉升出力达3MPa时液压泵声响异常，吊升时液压马达出力不足且声响异常。
此外，还做了以下维护与检查：清洁过滤器、补充液压油；拆卸液压马达控制把手，确定内部一切动作正常；拆卸液压马达压力调整阀，确定内部及弹簧一切正常。本轮使用三螺杆泵，配备叶片式液压马达，经反复测试确定两部液压泵及两部液压马达皆故障严重，随即请求公司工务部支援。
公司总部在征得船长同意后，将船舶拖曳25m左右未收回锚链及锚，使船慢速航行至目的港。再与公司依国际安全管理规则程序联络，为不延误船期初步决定于外港系妥锚标信号，将锚及锚链切断后进港。船长与港口当局联络后，领航员同意船舶带锚进港，由船长及领航员及全船人员通力合作，最后顺利靠码头，且未造成船期损失。
公司于一个工作日内回收了锚链及锚，并做妥海事报告。船级协会验船师签妥海事报告并指示；除非必要，于近海航行应避免下锚，应待完全修复后再下锚，以避免事态再恶化而发生无法
将锚回收的事故；此两台锚机液压泵及液压马达则依次序分两次拆下送厂检修，待修妥并试妥后再拆另一组。如此虽未造成营运业务上的任何船期损失，但却造成了维修金额的大幅增加。
四、经验与教训
此严重事故的发生主要有下列三点原因。
6. 人为疏忽 液压油冷却海水未开、液压油冷却器未定期清洁、液压油未定期检验及更换、过滤器未定期清洗、装备日常检查不确实。
7. 系统液压油品质劣化 油质劣化，造成液压泵和液压马达过度磨损，液压缸刮伤、功率下降及声响异常。
8. 船员使用者操作不当 台风已确定来袭却出港赶船期；大风大浪中起锚，其出力超出额定出力；操作及指挥者在船舶大起大伏时没有格外小心注意。
五、拓展提高
1、液压锚机工作原理。 2、液压锚机主要组成。 3、对锚机的基本要求。 4、锚机液压系统的管理
案例七 起货机变幅液压系统故障
一、相关知识引导
在各种液压起货机中，回转式起货机的液压系统比较复杂。其液压系统包括：起升机构液压系统、回转机构液压系统和变幅机构液压系统。通过变幅机构使吊臂顶起和放下。 二、案例表述
某船起货机采用单液压缸变幅，在使用中出现了吊臂起不来的现象。
三、案例分析与处理
由液压原理图知吊臂起不来的原因有以下几个：油箱油位不足；电机转向不对；液压泵不能正常工作；换向阀故障；安全阀、溢流阀故障；液压缸内漏。检查上述地方，最后打开液压缸上腔的管接头，用油桶接油，将换向阀置于右位，液压缸下腔进油，发现有大量的油从液压缸上腔
流出，而活塞不动，说明液压缸内漏。针对上面故障，先解体液压缸，发现液压缸活塞的密封圈已经破裂，其截面为矩形。密封失效，更换密封圈，装复液压缸，经试车，吊臂升降自如，故障得以排除。
四、经验与教训
1、起货机液压系统较复杂，且形式较多。出现故障先要找出说明书了解此设备的液压系统图，根据图来判断分析故障。
2、分析故障时要遵循由易到难，由常见到罕见的原则。
3、故障分析正确后，最关键的还是要修理。修理过程一定要严格按照操作规程，不能随心所欲，想当然。
五、拓展提高
1、液压起货机的组成。 2、液压起货机工作原理。 3、液压起货机维护保养。
案例八 液压油乳化
一、相关知识引导
在液压装置中，液压油不仅用来传递液压能，也起润滑、散热和除锈作用。其性能对液压装置的工作性能和使用寿命有重要影响。对液压油的要求有：粘度适宜，粘度指数较高；质地纯净，水分和机械杂质含量极少；安定性好；有良好的润滑性和较高的幽默强度；防锈性好，不锈蚀金属；抗乳化和抗泡沫性好等。 二、案例表述
某科学观察船航行于大洋，机舱值班员巡视舵机舱舱时，从油箱液位指示窗口异常地发现，箱体内油液由原先的澄清、浅黄色，变为浑浊、乳白色。显见，这是一起典型的舵机液压乳化事故，必须将系统内的油全部换新，而不是部分换液，否则将使新添加的油液也迅速乳化。乳化液生成的泡沫，不但影响系统压力的建立，同时会引起液压冲击，致使舵机失效。再则，油液乳化后，不溶性杂质悬浮在乳化液中，污损摩擦表面。而电动液压型舵装置中，泵、马达、转舵机构多为机床加工精度和配合精度很高的精密偶件，由于乳化液粘度降低，运动副间难于建立油膜，
必然使偶件部件摩擦损耗加剧。再加上乳化液中水分对机件的锈蚀，长此，势必会使精密偶件永远失效。
液压系统中，液压油含水量应＜0.025%。系统中漏入较多量水，与油液混合进入系统，经搅拌和挤压后，是产生油液乳化的直接原因。
三、案例分析与处理
不难查找，该轮舵机液压系统进水，是因为设置在油箱中的海水冷却盘管渗漏引起的。此类现象在多条船舶上都曾经发生。系统散热采用在油箱中设20*600的10根紫铜盘管，管内冷却海水压力0.2MPa。规定油箱内油温高于60℃时开启冷却器，系统温度低于15℃时开启电加热器。舵机液压系统中，无论开式或闭式系统，油箱总是与大气相通，即舵机液压回路中，流经背压阀后的系统回油压力为大气压力，而油箱冷却盘管内海水压力为0.2MPa，即海水压力高于液压油压力。一旦盘管因腐蚀等原因发生渗漏，就不可避免的出现海水漏入油箱，发生液压油乳化事故。这种系统的设计方案违背了热交换器中，系统介质的工作压力应高于冷却介质压力的原则。因此必须改进系统。
四、经验与教训
1、液压系统的使用和可靠程度，不仅取决于日常的管理和维护，更决定于设计、建造的合理性。
2、液压系统日常管理中很重要的一项就是液压油的管理。轮机员一定要时刻把握这一点。
五、拓展提高
1、液压油的品种和性能。 2、液压油的选择。
3、液压油质量恶化的原因和危害。
案例九 码头装卸桥液压系统故障
一、相关知识引导
现代化的港口大量装配液压设备，如龙门吊、堆垛机等，设备维修任务艰巨。装卸桥是液压登车桥的另一个称呼，它就是液压登车桥，液压登车桥的用途：登车桥分为固定式、移动式两种，
采用意大利进口液压系统。它的主要作用是在货台与运输车辆之间搭起一座桥，使叉车便利地行驶，达到装卸货目的。该设备一端与货台等高，另一端搭在车厢后缘上，并能根据不同的车型及装车过程中车厢的变化，自动调整高度。该产品可根据用户的不同需要，在外形尺寸、承受载荷等方面作特殊设计。 登车桥可广泛地应用于邮政、粮食、车站码头、海洋运输等行业。 二、案例表述
某电厂3.5万吨级煤码头配备有两台1350t/h岸边装卸桥，年卸煤量约250万吨。两台装卸桥各自配备一套相同的液压站，装卸桥的抓斗提升和开闭，大梁及牵引小车等机构的夹钳式制动器以及大车夹轨器均由此液压站提供动力。1#装卸桥在工作中经常出现制动器打不开的现象，给设备运行带来较大影响。经检查，制动器机械部分无卡涩现象，动作灵活；液压泵站的工作油温约为75℃，而正常工作时最高温度应低于65℃。最初怀疑油质不符合要求或电磁阀损坏，但经油质化验未发现问题；又清洗了液压泵站并更换了电磁阀，但故障仍存在。
三、案例分析与处理
该系统内几个电磁阀都布置在同一个电磁阀块上，很难分别测出各电磁阀油温偏高的原因，而现场又没有液压校验设备，给检修工作带来不便。为此采用了以下试验方法。对1#装卸桥的泵站进行试验，使工作机构停止动作，液压泵站空转2h，在此期间用红外线测温仪测试油箱、液压泵进口、液压泵本体、液压泵回油管、泵出口及电磁阀块处的温升，记录并绘出温升曲线。在未出现故障的2#装卸桥泵站，按1#机的试验形式同样试验2h，绘出温升曲线。对比两次测试的温升曲线，发现1#机液压系统油温升高速度明显比2#快，且2h后1#机油温仍显上升趋势，而2#机则趋于平缓。对测试温度分析，两液压系统电磁阀块处温升均只有3℃，这说明在工作机构未动作、两台泵站空运转时，各电磁阀及检修阀等处不存在内漏泄。1#机液压泵处温升最快，初步确认为1#机液压泵存在内漏泄，引起发热。为进一步验证故障原因，将两台装卸桥的液压泵进行调换，在同样条件下测试个处温升，发现2#机温升明显高于1#机，由试验结果可断定为1#机的液压泵存在内漏泄。
系统配置的液压泵为PVBS FRSY20-C-10型可调压柱塞变量泵。经解体后发现故障发生在泵流量调节系统部分。正常工作时，泵达到设定压力，压力油由导杆内孔流入，活塞在压力油作用下推动泵偏转崿，带动斜盘使其偏转角变小，旋转柱塞的工作行程也因而变小，从而泵流量减小。而该泵活塞头部及泵偏转崿相对应处磨损明显，活塞头部半球形处有部分被磨平，偏转崿磨出约1mm的圆坑，在泵达到设定压力时活塞右移的行程比正常设备长约1.5mm，从而使活塞导杆中的泄压孔露出，致使过多的压力油泄出，造成节流发热。查出故障后将活塞的球头及泵
偏转崿磨损处进行补焊，然后磨制成原形状使其修复。将修好的泵装到原设备上，使装卸桥工作机构投入运行后，工作正常，油温正常。
四、经验与教训
1、当缺少故障诊断设备时，可以采用船舶现有设备，想方设法诊断故障。 2、互为备用的设备，我们可以用比较法，轻易的查处故障。
五、拓展提高
1、装卸桥的液压系统。 2、船机维修工艺及方法。
案例十 液压舵机实例（学生参与）
一、理论基础（教师）
向学生讲解舵设备的组成和舵的类型、液压舵机的工作原理、液压舵机的转舵机构和液压舵机的管理。船上的作用及空压机的工作原理。在此基础上，针对实训室现有摆缸式液压舵机展开案例教学，整个过程在实训室进行。
船舶必须装备控制航向的设备，才具有良好的操纵性能。绝大多数船舶都是以舵为控制航向的设备。舵设备包括舵机、转舵机构、舵叶和控制系统。引出以下几个问题：
1、实训室液压舵机系统属于哪种类型。 2、此液压舵机是哪种控制系统。 3、液压舵机是哪种转舵机构。 4、此液压舵机日常管理有哪些。 二、分组讨论 （学生）
将学生分成4个小组，分别解决以上4个问题。在解决问题的过程中，学生结合实训室设备，各抒己见，每一小组达成共识，选出一个代表，向其他小组讲解。
第一组 第二组 液压舵机类型 液压舵机控制系统 液压舵机的转舵机液压舵机的管理 第三组 第四组
分组讨论阶段是学生掌握知识的最好时机，要让每位学生参与进去，勇于表达自己的观点，培养学生思考问题的能力。
三、得出结论，互相讲解（学生）
经过分组讨论后，各小组汇总讨论结果，按照先后顺序向大家讲解本小组讨论结果。
第一组能根据基础讲解和课本，表述舵机液压系统都有哪些类型、各类型结构组成和特点。并指出实训室该设备为哪种类型，讲出判断依据。
第二组能根据基础讲解和课本说出常见的液压舵机遥控系统类型，讲解各类型组成和大致的工作原理。并指出此设备为哪种控制系统和判断依据。
第三组说出液压舵机转舵机构有哪几种？简单表述各种转舵机构的设备组成及特点。并指出实训室设备是哪种转舵机构。
第四组结合教材，说出液压舵机日常管理内容。结合实训室设备指出该系统日常维护保养要点。
四、教师总结 （教师）
1.点评每一组的讨论情况，对四个小组排名，鼓励后面的小组继续努力。 2.老师对每一组学生的讨论情况补充汇总。
第一组：采用对比法讲解开式液压和闭式液压系统。
第二组：对控制系统难点进行重点讲解，特别是结合控制系统图把每一个控制过程讲清楚。 第三组：各种转舵机构的扭矩特性区别较大，要让学生明确结构决定性质，重点讲解每种转舵机构的结构。
第四组：强调液压舵机日常管理对船舶正常营运、人员安全的重要性，提高学生对管理的认识。
五、布置任务、拓展提高
1、网上搜索其他控制航向的设备？ 2、舵设备的安装与调试？ 3、舵机系统设计？
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