吊機液壓系統(tǒng)典型故障的維修和改進

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(中海油能源發(fā)展采油服務(wù)分公司,天津 300452)

1 吊機簡介

吊機型式：鋼絲繩變幅，桁架式吊臂;

型號：YQHG2500-40 t-9.5 m(5t-37 m);

驅(qū)動型式：電機-液壓驅(qū)動;

在100%負(fù)載時的起升速度：主鉤18 m/min，副鉤76 m/min;

工作最大半徑：主鉤34.5 m，副鉤37.0 m;

工作最小半徑：主鉤6.5 m，副鉤7.8 m;

變幅時間(15.0°～81.5°)：130 s;

回轉(zhuǎn)速度：0～1.5 r/min;

回轉(zhuǎn)區(qū)間：360°無限制[1]。

2 主鉤絞車故障分析及排除

2.1 主鉤絞車簡介

主鉤絞車由卷筒、支架，兩個行星減速齒輪箱和兩個液壓馬達組成。絞車制動通過彈簧制動器進行，制動器有摩擦片磨損補償?shù)墓δ?。在失壓的情況下，制動器可馬上咬合，實現(xiàn)了安全制動。液壓馬達一側(cè)裝有平衡閥塊，控制吊鉤的下降速度。絞車設(shè)有應(yīng)急下放系統(tǒng)，在吊機失去動力的情況下，可安全地將吊鉤上的貨物放到甲板上[2]。

2.2 平衡閥的工作原理及作用

YQHG2500型起重機各絞車的液壓系統(tǒng)均采用帶有遠程控制功能的平衡閥，見圖1。

1.3 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS 19.0軟件對數(shù)據(jù)進行分析，計量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，比較采用獨立樣本t檢驗；計數(shù)資料以例(百分率)表示，比較采用χ2檢驗；采用Logistic回歸分析對妊娠晚期羊水過少的發(fā)病危險因素進行分析，以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

圖1 副鉤絞車液壓系統(tǒng)原理

平衡閥由外控順序閥和單向閥組成。是一種特殊結(jié)構(gòu)的外控順序閥，它不但具有很好的密封性，能起到長時間的鎖閉定位作用，使執(zhí)行元件的回油路上保持一定的背壓，而且閥口大小能自動適應(yīng)不同載荷對背壓的要求，保證貨物下降速度的穩(wěn)定性不受載荷變化的影響，或貨物在懸空停止期間因自重而自行下滑。

2.3 故障過程

2010年2月， YQHG2500型起重機在吊裝25 t重的貨物時，起重機主鉤下放困難，且振動較大?？浙^進行下放測試，運行正常，吊運6 t貨物，絞車起升、下放工作正常。

2.4 故障分析及排除

檢查主鉤絞車兩個齒輪箱溫度：兩個齒輪箱溫度一樣，為20 ℃左右，齒輪箱溫度正常。檢查齒輪箱潤滑油液位：左右齒輪箱的液位都為1/2,滑油液位正常。檢查剎車：絞車起升正常。檢查液壓油路：沒有錯接或漏油，液壓油路正常。最后懷疑是平衡閥的故障。將平衡閥的閥芯拆下檢查，發(fā)現(xiàn)右齒輪箱平衡閥的閥芯有個O型密封圈出現(xiàn)一處點狀破損。分析得出：吊運較輕貨物時，平衡閥受到的背壓較小，破損的O型密封圈仍然起到密封的作用，故吊鉤下降時平衡閥工作正常，絞車下放平穩(wěn)。當(dāng)?shù)踹\較重的貨物時，破損的O型密封圈受到較大的壓力故而發(fā)生泄漏，導(dǎo)致平衡閥內(nèi)滑閥打不開，液壓油路不通或間歇不通，形成馬達憋壓不轉(zhuǎn)動，或間歇轉(zhuǎn)動，出現(xiàn)絞車下放困難，振動過大的故障。

更換過破損的O型密封圈后，絞車空載運轉(zhuǎn)測試為工作正常;載重15 t貨物運轉(zhuǎn)測試為工作正常;載重25 t貨物運轉(zhuǎn)測試為工作平穩(wěn)，故障得到解決。

3 副鉤絞車故障分析及改進

3.1 副鉤絞車簡介

副鉤絞車由卷筒、支架、一個行星減速齒輪箱和一個液壓馬達組成。絞車制動通過彈簧制動器進行，制動器有摩擦片，具有磨損補償?shù)墓δ?。在失壓的情況下，制動器可馬上咬合，實現(xiàn)安全制動。液壓馬達一側(cè)裝有平衡閥塊，控制吊鉤的下降速度。絞車設(shè)有應(yīng)急下放系統(tǒng)，在吊機失去動力的情況下，可將吊鉤上的貨物放到安全的位置﹝3﹞。

3.2 節(jié)流閥(調(diào)速閥)的工作原理

節(jié)流閥是一種最簡單又最基本的流量控制閥，其實質(zhì)相當(dāng)于一個可變節(jié)流口，即借助于控制機構(gòu)帶動閥心相對于閥體孔的運動來改變閥口的過流面積。節(jié)流閥在液壓系統(tǒng)起到調(diào)速的作用，稱之為調(diào)速閥，在應(yīng)急釋放時用來控制下方貨物的速度﹝4﹞。

3.3 故障過程

2010年7月，YQHG2500型起重機出現(xiàn)副鉤空鉤時自動慢慢起升，而負(fù)載貨物后懸空時又慢慢溜鉤的故障。

3.4 故障分析

分析是調(diào)速閥(圖1中 W03)與高壓球閥(圖1中 NA2)沒有關(guān)嚴(yán)或內(nèi)漏導(dǎo)致出現(xiàn)的上述故障。當(dāng)圖1中BR控制油通過單向閥(圖1中 W05)分別到達調(diào)速閥(圖1中W03)與高壓球閥(圖1中NA2)后，油壓經(jīng)過高壓球閥(圖1中NA2)到梭閥(圖1中W04)將兩位三通閥(圖1中W05)的左位機能連通,等候著的圖1中BR的控制油將絞車剎車打開。而另一路油通過調(diào)速閥(圖1中W03)到達馬達后，由于壓力流速小，又是空鉤，就出現(xiàn)了絞車自動慢慢地起升。在這種情況下，吊鉤有負(fù)載時由于貨物自重的原因使控制油通過高壓球閥(圖1中NA2)經(jīng)圖1中P202控制線到達圖中WB線到達馬達使馬達轉(zhuǎn)動，從馬達出來的油通過調(diào)速閥(圖1中W03)又到高壓球閥形成回路，就出現(xiàn)了吊鉤負(fù)載貨物懸空時慢慢溜鉤的現(xiàn)象。

3.5 故障排除及改進

先將調(diào)速閥(圖1中W03)與高壓球閥(圖1中 NA2)重新關(guān)嚴(yán)后測試，故障還存在。說明不是閥門關(guān)閉不嚴(yán)的問題，而是閥的內(nèi)部泄露。更換調(diào)速閥(圖1中 W03)與高壓球閥(圖1中NA2)，經(jīng)測試故障被排除。故障排除后，為防止調(diào)速閥再次泄露，在調(diào)速閥(圖1中W03)前面加裝一個同流量的高壓球閥，正常情況關(guān)閉，應(yīng)急時與調(diào)速閥同時打開，不影響應(yīng)急釋放的功能，還起到隔離的目的。

4 吊機在回轉(zhuǎn)中的故障分析及排除

4.1 回轉(zhuǎn)系統(tǒng)簡介

回轉(zhuǎn)系統(tǒng)由兩個行星減速齒輪箱和兩個液壓馬達組成。減速箱制動通過彈簧制動器進行，有緩沖延時功能，還有摩擦片磨損補償?shù)墓δ堋Ｔ谑旱那闆r下，制動器可馬上咬合，實現(xiàn)了安全制動。液壓系統(tǒng)裝有雙向平衡閥塊，控制回轉(zhuǎn)因慣性超速。回轉(zhuǎn)系統(tǒng)設(shè)有應(yīng)急解除剎車的功能，在吊機失去動力的情況下，可將吊車手動回轉(zhuǎn)到安全的位置。

4.2 雙向組合平衡閥的工作原理及作用

YQHG2500型起重機回轉(zhuǎn)機構(gòu)的液壓系統(tǒng)均采用帶有遠程控制功能的平衡閥。平衡回路的功能在于使執(zhí)行原件的回油路上保持一定的背壓，以平衡重力負(fù)載，使之不會因超速而失控。遠程控制平衡閥由外控順序閥和單向閥組成(圖2中S02)。是一種特殊結(jié)構(gòu)的外控順序閥，它不但具有很好的密封性，能起到長時間的鎖閉定位作用，還能根據(jù)不同的背壓要求自動調(diào)整閥的開度，保證回轉(zhuǎn)速度的穩(wěn)定性不受回轉(zhuǎn)速度變化和載荷變化的影響﹝5﹞。

圖2 回轉(zhuǎn)系統(tǒng)液壓原理

4.3 故障過程

2013年10月，YQHG2500型起重機在使用時回轉(zhuǎn)突然向一個方向轉(zhuǎn)動震動較大，而且系統(tǒng)壓力表跳動較大，吊車基本不能操作。

4.4 故障分析

檢查回轉(zhuǎn)兩個減速箱溫度：溫度20 ℃多點，兩個減速箱溫度一樣，減速箱溫度正常。檢查減速箱潤滑油液位：左右齒輪箱的液位都是4/5,不缺齒輪油。又懷疑是減速箱內(nèi)部齒輪或軸承損壞轉(zhuǎn)動不暢，釋放齒輪油檢查，油內(nèi)無金屬屑，也無其它雜質(zhì)，齒輪軸承完好。隨即拆除液壓馬達檢查減速箱上部齒輪，沒有發(fā)現(xiàn)異常，液壓油路也正常，沒有錯接或漏油。最后懷疑是平衡閥(圖2中s02)的故障。將平衡閥的閥芯拆下后檢查，發(fā)現(xiàn)右邊平衡閥的閥芯有個O型密封圈出現(xiàn)一處點狀破損。分析：吊車回轉(zhuǎn)時，破損的O型密封圈起不到密封的作用，導(dǎo)致平衡閥內(nèi)滑閥打不開，

液壓油路不通或間歇不通，形成馬達憋壓忽轉(zhuǎn)忽停，出現(xiàn)回轉(zhuǎn)震動大無法工作的故障。

經(jīng)過更換破損的O型密封圈，空載運轉(zhuǎn)測試，工作正常。載重3 t貨物運轉(zhuǎn)測試，工作正常，最后載重10 t貨物運轉(zhuǎn)測試，工作平穩(wěn)，故障得到解決。

5 結(jié)束語

吊機液壓系統(tǒng)的故障很多，這里僅討論了其中常見故障的維修和整改措施。通過對幾次平衡閥內(nèi)部O型密封圈損壞故障的統(tǒng)計和分析，總結(jié)得出：造成O型密封圈損壞的原因是橡膠老化失去彈性而承受不住高壓最終導(dǎo)致破損，為避免此類故障的發(fā)生，吊機管理部門計劃更換所有使用10年以上吊機液壓系統(tǒng)的O型密封圈。

[1] 李新獻.海洋吊機液壓原理及常見故障分析[R].中船華南船舶機械有限公司,梧州：2011.

[2] 全國起重機械標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會.GB/T3811-2008起重機設(shè)計規(guī)范,[S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008.

[3] 全國起重機械標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會.GB 6067.1-2010起重機械安全規(guī)程,[S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2010.

[4] 全國起重機械標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會.GB 5144-2006塔式起重機安全規(guī)程,[S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2006.

[5] 美國石油學(xué)會.API SPEC 2C-2004海上平臺起重機規(guī)范[S].北京：兵器工業(yè)出版社,2004.