液压技术在船舶工业中的应用概述

出处：按学科分类—工业技术 北京理工大学出版社《新编液压工程手册下册》第2432页（2925字）

液压传动在船舶机械中的应用至今已有近二百年的历史了。由于液压传动具有许多优点，近半个世纪以来，随着液压技术的不断发展和完善，同时也随着船舶工业的迅速发展，对船舶机械性能的要求也日益提高，液压技术在船舶设备中得到越来越广泛的应用。船舶用液压机械的基本状况见表46．1－1。

表46．1－1

由于船舶液压设备工作的环境条件比陆上恶劣，受摇摆、冲击、振动、温度、湿度、盐雾、霉菌、油雾等的影响，所以在设计船舶液压系统时还应考虑如下问题：

(A)应满足表46．1－2对倾斜和摇摆、表46．1－ 3对耐冲击能力、表46．1－4对振动和表46．1－5抗颠震能力等船用环境条件的要求。

表46．1－2 船舶的倾斜、摇摆角度

表46．1－3 船舶的耐冲击力

表46．1－4 船舶的振动

表46．1－5 船舶的抗颠震能力

(B)材料应选用适合于使用水域环境的材料。用于军舰上的材料应为冲击韧性α_k≥50Nm／cm²，延伸率≥5%的非脆性材料。

(C)对元件寿命要求

液压泵、马达：≥3000h；

电磁换向阀、电液换向阀、液动换向阀：≥10⁷次；

单向阀、安全阀、减压阀：≥10⁵次；

液压缸运动次数≥2．0×10⁵次；累计行程≥10⁴m：

蓄能器应能承受5倍的液压系统工作压力；

滤油器应带发讯和堵塞指示装置及设置旁通阀；

油箱一般用不锈钢制作，若用普通碳钢，则内壁应涂防蚀涂料，油箱的长度宜大于宽度，在舰上布置尽量使长度方向沿着船的纵向安装。

(D)对管路的要求。一般情况，压力小于2．5MPa的管路采用焊接钢管；压力大于2．5MPa的管路采用无缝钢管，对于超高压的管路则用合金钢管。

硬管最好贴壁敷设或沿设备外形敷设，尽量减少弯头及穿越船舶中的筋板，相互平行的管路应保持一定间隔距离并用管夹固定，随工作部件运动的管路可用软管，但软管布置应注意防止发生扭转状况。

(E)液压油的选择。除了一般液压系统应满足的要求外，船舶液压传动系统使用液压油还应考虑下述因素：

·粘度要适当，要考虑满足船舶的航行区域，当跨越纬度较大时，应使用粘温特性好的液压油，一般运动粘度为(20～30)×10^－6m²／s(50℃时)，粘度指数在90以上的液压油；

·防锈性好。因船舶的液压管路不经常拆装，液压元件长期处于封闭的油中，防锈性差的液压油，易使元件锈蚀，影响系统工作寿命；

·凝固点要低，船舶航行于低温区，其凝固点低于－30～+40℃；

·闪点要高，船舶防火要求很高，特别是海洋石油平台开发工程船、油轮和军舰，其闪点至少要高于135℃；

·某些明火区域工作的液压系统，如舰艇的飞机弹射器和导弹发射器的液压系统，潜水作业用的加压舱等液压系统的液压油，要求用防火性能高的非燃性或难燃性流体作为工作介质。总之，在选择液压油时，要考虑系统中主要元件的类型(液压泵对粘度要求较严)工作压力、环境温度、运动速度以及工作机械的不同而有所差异。通常情况，舵机选用舵机液压油，甲板上的起货机使用抗磨液压油，要求较高的减摇鳍装置、调距桨则用航空液压油，某些易燃易爆区域则采用硅油或难燃油液。

·对于进口船或出口船则常用制造厂商规定的其他国家的液压油。

·舰艇液压系统的特殊环境对液压油提出了一些特殊的要求，如在密闭条件使用时不引起中毒，尽量不要有明显气味，粘温性要好(特别是全船液压系统)，一般50℃粘度不低于20mm²／s，20℃粘度不高于65mm²／s为宜；在海水作用下不水解等，这类液压油有美国船用磷酸脂，常见的如谢鲁留波(Cellulube)主要由三芳基磷酸酯组成，Cellulube220是工业液压系统的主要液压油和空气压缩机的滑润剂，也适用于舰艇液压系统。美国军用标准MIL－H－18457适用于航空母舰的飞机弹射和起飞液压系统。

(F)对于船舶液压系统固体颗粒污染度等级代号的要求如下：

一般液压系统：供货时不高于18／15，运行时不高于19／16；

比例阀的液压系统：供货时不高于15／12，运行时不高于16／13；

伺服阀的液压系统：供货时不高于14／11，运行时不高于15／12。

鉴于船舶使用状况的特殊性，对元件的要求也更加严格。在可燃气氛的场合，电磁阀及电气控制设备应考虑隔爆、防爆的措施。对一般元件都要经过船用条件的严格考核，未经船用环境条件考核的元件，不允许装船使用。于是从70年代起，开始着手船用液压元件的标准化工作，目前已制定了国家标准和船舶行业标准如GB／T13342－92船用液压缸通用技术条件、GB／T13852－92船用液压控制阀技术条件、GB／T13853－92船用液压泵、马达技术条件以及CB1168－86船用控制阀用电磁铁技术条件、CB3403－91船用比例电磁铁、CB1142－85船用二通插装阀图形符号、基本参数和技术条件等一整套船用液压元件的标准共计70余项，基本上做到船用液压元件标准化自成体系，对船舶液压系统的技术性能和可靠性起着极其重要的推动作用。国家军用标准GJB2732－1996舰船用液压设备通用规范已正式颁布。

为了简化船厂管路安装工作和提高系统工作质量，舰船液压装置普遍采用组装化和集成化，加油路板式、集成块式、叠加阀式和插装阀式等形式。