電動液壓甲板吊車常見故障分析與維護保養(yǎng)

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(中海油能源發(fā)展采油服務公司，天津 300457)

“渤海明珠號”FPSO上配備了兩臺電動液壓甲板吊機。兩臺吊機分別布置于左舷前部和右舷中部。其工作半徑覆蓋了生產(chǎn)模塊甲板。兩臺吊機的副鉤可互相搭接，便于左右舷或艏部艉部傳遞貨物[1]。兩臺吊機產(chǎn)于挪威，采用交流電動機作動力，利用液壓進行傳動。吊機有恒張力和緩沖裝置，使其更加適應海上顛簸的作業(yè)環(huán)境。

1 電動液壓甲板吊機簡介

1.1 電動液壓甲板吊車原理

電動液壓甲板吊車首先由馬達帶動液壓泵，將機械能轉(zhuǎn)換為便于輸送的液壓能，通過液壓管線連接液壓馬達，再通過液壓馬達將液壓能轉(zhuǎn)換為機械能帶動工作部件。在整個工作過程還要用到：①各種控制調(diào)節(jié)元件，包括各種閥類元件，②輔助元件，如油箱、油管、濾油器等;③工作介質(zhì)，即傳動液體，通常稱液壓油。因此液壓系統(tǒng)一般由動力元件、執(zhí)行元件、控制元件和輔助元件組成[2]。

1.2 結(jié)構(gòu)組成

吊機機械結(jié)構(gòu)主要由三部分組成:

基座(吊機的固定部分),機體(吊機的回轉(zhuǎn)部分),吊臂(吊機的變幅部分)。

在吊機基座中心安裝驅(qū)動電機,其轉(zhuǎn)軸豎直向上。在吊機機體內(nèi)安裝液壓泵，其轉(zhuǎn)軸豎直向下,驅(qū)動電機和液壓泵通過柔性聯(lián)軸器連接。

機座的上法蘭與機體的下法蘭之間裝有回轉(zhuǎn)軸承，由預應力螺栓連接?；剞D(zhuǎn)軸承靜止部分的內(nèi)圈上有內(nèi)齒，與回轉(zhuǎn)齒輪箱的小齒嚙合，齒輪箱固定在吊機的機體上，使機體產(chǎn)生回轉(zhuǎn)運動[3]。

吊機的吊臂通過軸銷與機體相連。

1)液壓部分。該系統(tǒng)有兩個獨立的液壓泵系統(tǒng)。因此，液壓泵有足夠的裕度，確保較長的使用壽命。其中一臺給吊車的提升提供動力，另一臺為吊車回轉(zhuǎn)運動和吊臂變幅運動提供動力。

2)遙控系統(tǒng)。吊機的主控制閥是一種導向操縱閥，它將液壓動力油根據(jù)需要分配到不同部件以實現(xiàn)絞車轉(zhuǎn)動、吊機回轉(zhuǎn)和吊臂變幅等功能。

3)液壓油冷卻系統(tǒng)。吊機配有一個液壓油冷卻器，冷卻風扇由電機驅(qū)動。它的啟停由恒溫器自動控制或手動操作。

4)絞車系統(tǒng)。絞車由鋼制滾筒和行星齒輪箱組成，由變速液壓馬達驅(qū)動。絞車齒輪裝有一個失效安全型制動片和一個單向卡爪。制動片能夠承受吊鉤吊重和沖擊載荷的疊加負荷。當液壓管路破損時，制動裝置能立即剎車。

5)負載測量系統(tǒng)。配置數(shù)字式負載測量裝置，一個負載測量螺栓安裝在頂部鋼絲繩滑輪上，該螺栓上貼有應變測量片。在扒桿端部靠近滑輪處安裝了一個信號放大器。

2 常見故障分析

常見故障見表1。

表1 常見故障分析

在吊車常見故障中起升系統(tǒng)由于動作最頻繁，也最易出現(xiàn)故障，常見故障如下。

1)吊鉤下降時抖動，在吊重物時尤為明顯。這種狀況屬于液壓系統(tǒng)的平衡閥問題，一般不需更換，需將平衡閥進行調(diào)解，平衡閥下降時控制著重物下降的速度并保證重物不會越下放越快。調(diào)解原理：出現(xiàn)此種現(xiàn)象時屬于平衡閥出現(xiàn)“蜂點”現(xiàn)象，需將平衡閥的背壓提高并且(順時針調(diào)節(jié)調(diào)整螺絲)。直至抖動現(xiàn)象減輕或消失，調(diào)整時應保證每次調(diào)整90°。

2)吊車出現(xiàn)溜鉤(滑鉤)現(xiàn)象。這種情況一般為剎車機構(gòu)出現(xiàn)磨損或機械故障，但不排除液壓系統(tǒng)導致的原因。出現(xiàn)這種現(xiàn)象應該先檢查液壓系統(tǒng)再檢查剎車機構(gòu)。檢查位置為剎車活塞的液壓油是否能夠順暢回油(可調(diào)整剎車回油阻尼口的螺絲);檢查剎車供應油壓力是否正常(使用專用壓力表進行測量);檢查剎車控制閥的狀態(tài)是否正常(可拆卸活塞檢查O-Ring是否完好);檢查操作手柄是否處于中位狀態(tài)(檢察調(diào)整注塞螺栓)如果以上部位均正常需拆解機械部位和剎車活塞檢查剎車片厚度、檢查復位彈簧、檢查剎車活塞O-Ring是否完好[4]。

3)主鉤鋼絲繩打扭。主鉤在使用一定時間后鋼絲繩會出現(xiàn)疲勞現(xiàn)象(鋼絲繩被拉長產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)應力)解決此次故障的方法是：將鋼絲繩端頭拆下后反方向人為扭轉(zhuǎn)。BZ25-1油田起重機主鉤鋼絲繩為18×7+1IWS型，根據(jù)此種鋼絲繩的特性,人為旋轉(zhuǎn)鋼絲繩時以此鋼絲繩的外圈鋼絲的正旋轉(zhuǎn)方向即可，旋轉(zhuǎn)圈數(shù)依現(xiàn)場情況而定。

3 故障實例分析

吊車在使用過程中發(fā)現(xiàn)變幅齒輪箱透氣孔,有少量滑油溢出，拆開吊車變幅絞車，發(fā)現(xiàn)吊車剎車油缸的密封有輕微損壞，損壞情況為：白色的Telfon backup ring沿內(nèi)圈有一個地方有切斷的殘片，黑色的矩形密封有壓壞或切壞的斷列，但經(jīng)過檢查該組密封還勉強可以使用，就將其進行應急使用，準備等新密封到貨后進行更換。

新密封到貨后將新的密封更換，把舊密封拆下，在拆卸過程中也發(fā)現(xiàn)白色的Teflon backup ring沿內(nèi)圈也有一個地方有切斷的殘片。黑色密封圈有擠壓的痕跡，但沒有損壞。

吊車更換完新密封圈試車正常，在使用了1 d之后，吊車司機在使用過程發(fā)現(xiàn)變幅齒輪箱透氣孔有大量液壓油冒出，吊車停止使用，拆開變幅絞車發(fā)現(xiàn)白色的teflon backup ring和黑色的矩形密封都嚴重損壞,還發(fā)現(xiàn)剎車彈簧長短不一，最多差別達5 mm。該彈簧是剛換的一組新彈簧,更換前彈簧長短完全一致。

3.1 分析故障原因

1)新彈簧的質(zhì)量差,安裝使用一段時間后彈簧彈力不一致,導致剎車油缸局部受力,最終使得墊片擠壓損壞。

2)剎車油缸剎車油壓過高，導致剎車油缸運動的行程變長,油缸的邊沿切割墊片。

3)墊片尺寸不合理,沒有完全充填在墊片槽內(nèi)， 在使用過程中墊片會局部變形,導致活塞擠壓或切割墊片。

4)吊車的使用過程會在減速箱內(nèi)產(chǎn)生部分的鐵屑與銅粉，混雜在潤滑油中，剎車油缸往復動作帶來鐵屑與密封件相互磨擦導致密封件損壞。

表2 明珠號甲板吊機維護保養(yǎng)工作表

3.2 針對以上幾種可能做檢查

1)檢查剎車油壓,油壓為5 MPa；正常。

2)檢查彈簧的長度,18對彈簧的長度參差不齊。

3)檢查滑油油質(zhì)量，滑油干凈[5]。

3.3 解決措施

1)將原來有輕微損壞的舊密封換上。

2)考慮到新彈簧可能裝上后不久也會出現(xiàn)長短不一的情況，于是沒有將彈簧換新，而是把彈簧長度一樣的對角放置,盡量分配使各個油缸在各個位置上的受力一致。

3)更換滑油。

4 維護保養(yǎng)

明珠號甲板吊機設(shè)備使用至今累計運轉(zhuǎn)時間為6 000多h，除了額定起重量有下降、變幅及吊鉤操作手柄動作稍有滯后及振動大，整體運轉(zhuǎn)狀況基本良好。這與明珠號平時甲板吊機的良好的維護保養(yǎng)分不開。表2是明珠號甲板吊機維護保

養(yǎng)的工作表。

5 結(jié)束語

分析研究吊機常見故障，既能為以后類似故障排查提供思路又可以根據(jù)故障原因制定切實有效的維護保養(yǎng)措施，將對避免安全事故的發(fā)生以及降低企業(yè)維修費用起到積極作用。

[1] 劉富良.船舶甲板起重機[J].機電設(shè)備,1979,(2):31-34.

[2] 陳玉森,周福詳.船用起重機及液壓系統(tǒng)[J].機電設(shè)備1994,(3):24-26.

[3] 黃大巍，李 風，毛文杰,等.現(xiàn)代起重運輸機械[M].北京:化學工業(yè)出版社,2006.

[4] 時均蓮,曲 飛,趙 麗.海上平臺起重機典型液壓系統(tǒng)功能原理及故障分析[J].起重運輸機械,2012，(8)：25-28.

[5] 詹高峰.電動液壓回轉(zhuǎn)起重機制造工藝及措施[J].城市建設(shè)理論研究,2012，17:14-16.