船用绞缆(锚)机液压马达壳体破裂事故分析(2)-原因分析
从液压马达壳体破裂情况分析,都存在外力大于马达输出力,使马达处于当泵工作的工况。主要原因为:
1) 在放缆过程中,拖轮倒车航速大于绞缆机放缆速度,绞缆机外力大于马达输出力,使马达处于泵工作状态。从五次壳体破裂情况看,缆机放缆的速度都相对较低,实际使用时高速档在20~50m/min之间,而拖轮正常作业时,主机以最低稳定转速(400r/min)带主缆倒航,从0~50m时,航速即可达3~4节(93-120m/min)。通常作业时,放缆长度在50~100m之间。所以,在助泊作业时,从顶推紧急转至拖离时,拖轮的倒车航速控制不好,拖动绞缆机以90~120m min的速度放缆,液压马达处于泵状态,对应所需吸收容量为110~140L/m。而液压系统中液压泵输出量最大只能满足马达以50r/min速度放缆时的排量,当倒车航速大于5m/min(1.62节/时),油泵向系统输油不足,出现真空状态,根据气液两相流理论,当真空状态达到一定值时,系统液压油会释放空气。因放缆时通常B管进油、A管排油,马达各缸工作次序为1—2—3—4—5循环,这样会使系统中处于较高位置的第4缸最先出现气液两相流,在第4缸活塞下行时,缸内油道进口处出现大气团,循环到活塞上行时,气团迅速破裂爆炸,产生高压,造成马达缸体以油道进口处为中心的破裂裂纹。如A、B管接入相反,则破裂出现在马达的第1缸上,成因相同,但可排除马达超速的可能,因该液压马达的转速范围为1~400r/min,对应马达在400r/min时,放缆速度为150m/min,航速要大于6节。而拖轮在带缆倒车时(主机转速400~450r/min)难以达到这一速度,故可排除超速损坏的可能性。
2) 刹车打滑时出现的液压马达壳破裂。主要出现在段有补液的液压系统中。绞缆机刹车时,操纵阀联锁关闭,系统不向马达供油,当刹车打滑时,主缆滑出,带动马达向放缆方向转动,同时放缆A管排油,B管通过安全阀进油。通常液压马达的容积效率为90~95%,在循环过程中,有近10%的液压油进人马达低压油腔,经低压管系回到油柜,使系统油量不断减少,产生真空。同样,在相对位置较高的第4缸最先出现气液两相流,造成马达壳体破裂。A、B联接相反,则破裂出现在第1缸。
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