集裝箱正面吊運(yùn)機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)故障處理

李元錚

摘要：制動(dòng)系統(tǒng)是集裝箱正面吊運(yùn)機(jī)的主要?jiǎng)恿υ?，由于集裝箱正面吊運(yùn)機(jī)的工作環(huán)境十分惡劣，裝卸動(dòng)作較頻繁，而且需要連續(xù)工作很長(zhǎng)時(shí)間，因此很容易出現(xiàn)系統(tǒng)故障問(wèn)題。對(duì)此，從制動(dòng)系統(tǒng)原理入手，列舉了設(shè)備的常見(jiàn)故障，并提出相應(yīng)處理方法和改進(jìn)措施，以解決正面吊運(yùn)機(jī)的制動(dòng)故障。

關(guān)鍵詞：集裝箱；正面吊運(yùn)機(jī)；制動(dòng)系統(tǒng)；故障

中圖分類(lèi)號(hào)：TH24文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095－6835（2014）08－0009－02

目前，集裝箱正面吊運(yùn)機(jī)被廣泛應(yīng)用于集裝箱場(chǎng)堆的裝卸作業(yè)中，是港口重要的設(shè)備之一。現(xiàn)對(duì)集裝箱正面吊運(yùn)機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)的工作原理和基本特性進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹，對(duì)其制動(dòng)系統(tǒng)故障記錄進(jìn)行歸納分析，找出故障的真正原因，并結(jié)合正面吊整機(jī)結(jié)構(gòu)和使用要求，提出改進(jìn)方案，以提高集裝箱正面吊運(yùn)機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)的工作性能。

1DRD-S，DRF正面吊制動(dòng)系統(tǒng)的原理

DRD-S和DRF的正面吊制動(dòng)系統(tǒng)的工作原理和液壓工作系統(tǒng)是相一致的，差異在于DRF系列使用的是獨(dú)立帶冷卻風(fēng)扇的液壓小油箱。

1.1系統(tǒng)組成

葉片泵、蓄能器、充壓閥、剎車(chē)閥、手剎閥和制動(dòng)片等相關(guān)器件共同組成該剎車(chē)的系統(tǒng)。其中，駐車(chē)制動(dòng)器是一種鉗盤(pán)式制動(dòng)器，一般安裝在傳動(dòng)軸上，其工作原理是依靠彈簧壓縮的力量進(jìn)行相關(guān)的制動(dòng)來(lái)完成相關(guān)工作。

1.2剎車(chē)油路

全液壓式的系統(tǒng)模式組織是由充壓閥、剎車(chē)踏板閥和蓄能器構(gòu)成和控制的。當(dāng)移動(dòng)剎車(chē)踏板閥閥芯下移時(shí)，蓄能器壓力迅速作用到輪邊剎車(chē)，輪邊剎車(chē)的壓力隨著剎車(chē)踏板閥閥芯位移的改變而改變。剎車(chē)的踏板閥閥芯位置如果發(fā)生移動(dòng)，則會(huì)直接影響輪邊剎車(chē)的位置。蓄能器壓力值的正常范圍為17 MPa，當(dāng)蓄能器的出口壓力值保持在正常范圍內(nèi)時(shí)，蓄能器作用于剎車(chē)的次數(shù)可以反復(fù)、多次作用；當(dāng)蓄能器出口部分的壓力低于設(shè)定的壓力值時(shí)，則其沖壓閥會(huì)迅速切換油路，液壓受到切換作用則向蓄能器增壓，在壓力滿(mǎn)充后，充壓閥進(jìn)行油路切換，壓力根據(jù)剎車(chē)回路的情況導(dǎo)入葉片泵的壓力進(jìn)行冷卻，隨后進(jìn)行潤(rùn)滑處理，制動(dòng)片導(dǎo)入的油經(jīng)過(guò)冷卻處理后再回到油箱中。

2剎車(chē)系統(tǒng)的概要

蓄能器是影響剎車(chē)系統(tǒng)的關(guān)鍵，剎車(chē)系統(tǒng)在進(jìn)行調(diào)節(jié)和維修時(shí)必須特別注意其工作狀態(tài)，定期檢查其預(yù)充壓力。如果蓄能器損壞，通常會(huì)出現(xiàn)以下問(wèn)題：①剎車(chē)效果滯后，響應(yīng)不及時(shí)。②在充壓閥持續(xù)不斷的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，發(fā)動(dòng)機(jī)停止會(huì)衰減剎車(chē)的作用。③充壓閥頻繁動(dòng)作容易引起閥芯彈簧因過(guò)度受力而發(fā)生損壞，油泵受到過(guò)大的沖擊力而損壞。④充壓閥充壓或閥芯發(fā)卡等狀態(tài)，使冷卻油不能順暢進(jìn)入制動(dòng)器，不能及時(shí)冷卻系統(tǒng)進(jìn)行剎車(chē)時(shí)的熱量，造成密封件老化和磨損。⑤在吊作業(yè)過(guò)程中，換向十分重要，需要運(yùn)行多次、頻繁制動(dòng)，這直接影響了剎車(chē)系統(tǒng)，使其液壓沖擊次數(shù)增多。⑥如果蓄能器失去效用，液壓產(chǎn)生的沖擊會(huì)損壞液壓閥和葉片泵等相關(guān)系列原件，加快系統(tǒng)磨損，受損的金屬器件和顆粒在制動(dòng)的回路過(guò)程中沒(méi)有進(jìn)行過(guò)濾就回到油箱，共用一個(gè)液壓油箱會(huì)對(duì)DRD造成破壞。⑦柱塞在工作過(guò)程中吸入磨屑，斜盤(pán)式的軸向柱塞泵中的摩擦副受到阻塞，閥靴與斜盤(pán)之間的摩擦由于磨粒變成了干摩擦，滑靴的頭部與斜盤(pán)之間

圖1所示。圖1中的聚合關(guān)系表明，在一個(gè)ACC系統(tǒng)中可能有多個(gè)線路，一個(gè)線路（或車(chē)站）下又有多個(gè)車(chē)站（或設(shè)備）。結(jié)合AFC五層結(jié)構(gòu)，在系統(tǒng)領(lǐng)域模型基礎(chǔ)上，對(duì)ACC系統(tǒng)的軟件概念架構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，如圖２所示。

如圖2所示，ACC系統(tǒng)可劃分為設(shè)備子系統(tǒng)、車(chē)站子系統(tǒng)、線路子系統(tǒng)和ACC中心子系統(tǒng)4級(jí)，每一級(jí)子系統(tǒng)又可劃分為展現(xiàn)層、業(yè)務(wù)層、通信層和數(shù)據(jù)層。其中，展現(xiàn)層負(fù)責(zé)處理用戶(hù)界面，業(yè)務(wù)層負(fù)責(zé)處理管理邏輯，通信層負(fù)責(zé)處理網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫(kù)交互，而數(shù)據(jù)層則負(fù)責(zé)處理持久性數(shù)據(jù)維護(hù)。中心子系統(tǒng)是ACC系統(tǒng)的核心，它不僅擁有展現(xiàn)層，而且業(yè)務(wù)層和數(shù)據(jù)層的內(nèi)容也比其他級(jí)別的子系統(tǒng)要復(fù)雜得多。對(duì)于前文所述的系統(tǒng)核心需求而言，線路級(jí)子系統(tǒng)和車(chē)站級(jí)子系統(tǒng)則不需要表現(xiàn)層，而且其業(yè)務(wù)層也僅為解析數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，數(shù)據(jù)層也僅處理車(chē)票交易數(shù)據(jù)。對(duì)于設(shè)備級(jí)子系統(tǒng)，甚至連數(shù)據(jù)層也無(wú)需設(shè)計(jì)。

3結(jié)束語(yǔ)

在分析南京市地鐵ACC建設(shè)需求的基礎(chǔ)上，對(duì)南京市地鐵ACC的技術(shù)需求和性能需求進(jìn)行了分析，并運(yùn)用軟件工程、軟件領(lǐng)域建模等有關(guān)理論方法，對(duì)ACC系統(tǒng)的領(lǐng)域建模進(jìn)行了架構(gòu)，對(duì)軟件概念進(jìn)行了設(shè)計(jì)。

參考文獻(xiàn)

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［4］吳娟，徐鐘全，毛建.南京市地鐵AFC區(qū)域線路中心的規(guī)劃設(shè)計(jì)［J］.鐵路通信信號(hào)工程技術(shù)，2012（05）.

〔編輯：王霞〕

Nanjing Subway Ticket Clearing Management Systems Requirements Analysis and Architecture Design

Wang Yuanyuan, Li Lifen, Mi Chuanmin

Abstract: On basis of core business needs of ACC system of Nanjing subway, the requirements analysis is made, the system domain model is established, and the conceptual architecture of the ACC system is designed.

Key words: rail transit; AFC system; ACC; system architecture

遭到破壞，容積損壞使造成壓力無(wú)法建立。

3駐車(chē)制動(dòng)器

驅(qū)車(chē)制動(dòng)器的駐剎原理是通過(guò)駕駛室內(nèi)的手動(dòng)開(kāi)關(guān)控制二位四通手動(dòng)換向閥而改變油路，起駐剎和停止作用。

當(dāng)油路開(kāi)關(guān)不作用時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，液壓油通過(guò)駐車(chē)換向閥導(dǎo)向駐車(chē)制動(dòng)器進(jìn)油腔。此時(shí)，壓力油推動(dòng)駐車(chē)制動(dòng)器活塞克服彈簧壓力，使制動(dòng)蹄片打開(kāi)，駐車(chē)制動(dòng)解除。在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)（或蓄能器有壓力）時(shí)，合上開(kāi)關(guān)，駐車(chē)換向閥則改變油路方向，使液壓油不進(jìn)入駐車(chē)制動(dòng)器，而通過(guò)另一路導(dǎo)向驅(qū)動(dòng)橋輪邊制動(dòng)器使其作用。此時(shí)的駐車(chē)制動(dòng)器由于壓力油被切斷，活塞通過(guò)強(qiáng)彈簧力的作用將蹄片和傳動(dòng)軸剎車(chē)盤(pán)抱死，使車(chē)輛停止，防止車(chē)輛在熄火后自動(dòng)滑行，保障停車(chē)安全。

駐車(chē)制動(dòng)器具有較好的做功效用，主要表現(xiàn)為：在車(chē)輛停止時(shí)，駐車(chē)制動(dòng)器借用彈簧力的作用抱住傳動(dòng)軸的剎車(chē)盤(pán)，控制機(jī)械滑移；當(dāng)液壓系統(tǒng)在一定條件下失去壓力時(shí)，駐車(chē)制動(dòng)器起到應(yīng)急、避險(xiǎn)的作用，如果腳制動(dòng)沒(méi)有失去功用，則不可用手制動(dòng)控制剎車(chē)。

要對(duì)駐車(chē)的制動(dòng)器進(jìn)行定期檢查和調(diào)整，注意進(jìn)油壓力和制動(dòng)器油腔是否完好、是否泄漏，確保手剎車(chē)能夠正常使用。彈簧力是駐車(chē)制動(dòng)力的保障，所以要時(shí)刻注意其彈簧力是否充足。另外，檢查剎車(chē)蹄片是否有磨損及其磨損程度，并根據(jù)間隙的情況進(jìn)行調(diào)整，力求達(dá)到最佳狀態(tài)，確保行車(chē)安全。

4常見(jiàn)故障及處理

制動(dòng)系統(tǒng)常見(jiàn)故障及處理方法如表1所示。

表1制動(dòng)系統(tǒng)常見(jiàn)故障及處理方法

常見(jiàn)故障 主要原因 處理方法

制動(dòng)響應(yīng)滯后 蓄能器損壞或預(yù)充壓力過(guò)低 更換蓄能器或補(bǔ)充氮?dú)?/p>

制動(dòng)距離過(guò)長(zhǎng) 泵1有內(nèi)泄 檢修葉片泵

閥4或2壓力設(shè)定太低 檢測(cè)壓力重新調(diào)整

制動(dòng)摩擦片磨損 更換摩擦片

制動(dòng)活塞油封漏油 更換油封

駐車(chē)制動(dòng)失靈 駐車(chē)制動(dòng)器7液壓油泄露 檢修更換換手剎閘

驅(qū)車(chē)制動(dòng)器10彈簧力不足 更換彈簧

驅(qū)車(chē)制動(dòng)器10摩擦片磨損 更換摩擦片

制動(dòng)器的液壓油

漏到輪邊減速器 制動(dòng)腔油封老化失效 更換制動(dòng)腔油封

5故障分析

制動(dòng)系統(tǒng)的相關(guān)故障現(xiàn)象主要為制動(dòng)失靈或制動(dòng)器漏油。究其原因首先是由于蓄能器失效造成液壓沖擊運(yùn)動(dòng)加強(qiáng)、頻率增加，導(dǎo)致泵、閥磨損，對(duì)液壓軸造成污染。被污染的液壓油在系統(tǒng)中循環(huán)，使整車(chē)液壓系統(tǒng)零部件受到程度不一的破壞，造成液壓的相關(guān)零件摩擦間隙不一致，多數(shù)呈微米級(jí)狀態(tài)，液壓泵的摩擦副被破壞也就破壞了容積泵的密封條件，使泵失效無(wú)法建立壓力油。除此之外，磨損的調(diào)壓閥閥芯直接影響著蓄能器的壓力狀態(tài)，使其無(wú)法達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，使充壓閥先導(dǎo)閥無(wú)法換向，充壓閥一直處于左位或中位，往冷卻回路的液壓油不足，導(dǎo)致制動(dòng)器油封過(guò)熱老化而失效。

6改進(jìn)方案

針對(duì)故障原因、正面吊的實(shí)際使用和維護(hù)情況，要真正提高正面吊液壓制動(dòng)系統(tǒng)的可靠性，必須對(duì)液壓制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行改

進(jìn)，具體的改進(jìn)方案如下：①加裝蓄能器的壓力感應(yīng)塞，按照一定的標(biāo)準(zhǔn)與警示燈保持串聯(lián)，檢測(cè)正面吊和低壓警示燈的運(yùn)作是否符合規(guī)定。通常情況下，如果調(diào)壓閥產(chǎn)生故障或者蓄能器的性能下降，則會(huì)引起亮燈的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)等現(xiàn)象。②增加溫度傳感器裝置，將其增設(shè)在冷卻潤(rùn)滑的回油管相關(guān)接頭處，當(dāng)液壓油的溫度達(dá)到一定的高溫標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，則會(huì)發(fā)出“蜂鳴”般的警報(bào)聲。③采用順序閥和減壓閥代替?zhèn)鹘y(tǒng)舊的充壓組合閥，將其安裝在通往冷卻潤(rùn)滑的相關(guān)管路上。改裝的思路是保證蓄能器回路的供油，保證制動(dòng)回路的可靠性。當(dāng)蓄能器壓力充足時(shí)，順序閥打開(kāi)，通過(guò)減壓閥進(jìn)行減壓，給冷卻回路供油。

7液壓回路分析

在閥件安裝的管路上對(duì)原系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)是可行的，首先將待換閥固定在鉆有孔的鋼板上，再把鋼板安裝在原沖壓閥的相應(yīng)位置；然后旋開(kāi)壓力繼電器和溫度傳感器的管接頭，并串聯(lián)一個(gè)能與接頭對(duì)接的三通管接頭。

改進(jìn)后的液壓回路可以動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)整個(gè)制動(dòng)系統(tǒng)的性能，發(fā)現(xiàn)故障所在并及時(shí)保修，避免了正面吊運(yùn)機(jī)長(zhǎng)期帶病工作直到系統(tǒng)癱瘓才保修的現(xiàn)象，提高了正面吊行駛操作的安全性，更重要的是，及時(shí)報(bào)修可以有效避免因油液污染引起的連鎖故障。

當(dāng)閥芯出現(xiàn)卡阻或磨損時(shí)，會(huì)使冷卻回路中液壓油急速降低，并且此種現(xiàn)象初期不易被發(fā)現(xiàn)，如果不能及時(shí)處理，則會(huì)影響制動(dòng)器的密封，導(dǎo)致液壓沖擊加強(qiáng)，致使閥體和管接頭等相關(guān)部件受損。原舊系統(tǒng)過(guò)濾器安裝在冷卻回路上，沒(méi)有過(guò)濾制動(dòng)系統(tǒng)，不利于運(yùn)轉(zhuǎn)，留下了隱患。液壓系統(tǒng)受到損壞，吸入帶有磨粒的液壓油，嚴(yán)重?fù)p害泵的安全，形成致命傷害。改進(jìn)的新系統(tǒng)將高壓過(guò)濾器安裝在泵出口處，確保整體的系統(tǒng)液壓油過(guò)濾，有效減小零件之間“牽一發(fā)而動(dòng)全身高”的損壞效應(yīng)，避免一個(gè)零件磨損而影響整個(gè)系統(tǒng)；去掉充壓閥，使新制動(dòng)系統(tǒng)的可靠性增強(qiáng)，蓄能器增強(qiáng)了及時(shí)補(bǔ)壓的功效，有效減小因閥芯卡阻和磨損帶來(lái)斷流等負(fù)面影響。增設(shè)壓力繼電器，能夠更好地動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)蓄能器，及時(shí)了解調(diào)壓器和順序閥的性能狀態(tài)，確保工作有序進(jìn)行。溫度傳感器設(shè)置在冷卻油路出口處的管接頭上，當(dāng)溫度超過(guò)一定的負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)時(shí)能夠及時(shí)顯現(xiàn)。通過(guò)傳感器加強(qiáng)監(jiān)測(cè)制動(dòng)系統(tǒng)的相關(guān)性能，避免因冷卻回路缺油又無(wú)法及時(shí)察覺(jué)，導(dǎo)致制動(dòng)系統(tǒng)故障頻發(fā)的情況發(fā)生。

8結(jié)束語(yǔ)

總之，隨著液壓技術(shù)的不斷發(fā)展，液壓元件集成化程度將會(huì)越來(lái)越高，使得系統(tǒng)的穩(wěn)定性能更加優(yōu)越。由于集裝箱正面吊運(yùn)機(jī)大多工作時(shí)間長(zhǎng)、使用頻繁、起重量大，為減少設(shè)備故障率，通過(guò)對(duì)集裝箱正面吊運(yùn)機(jī)液壓系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，使設(shè)計(jì)在滿(mǎn)足定量和可靠度的前提下達(dá)到最佳的優(yōu)化效果，使正面吊運(yùn)機(jī)液壓系統(tǒng)以往所遇到的一系列問(wèn)題以更加合理的方式解決。

參考文獻(xiàn)

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〔編輯：李玨〕

Container Front Lifting Braking System Troubleshooting

Li Yuanzheng

Abstract: The braking system is the main power source of container reaches stacker, container reach stacker because the work environment is very harsh, more frequent loading and unloading operations, and the need to work continuously for a long time, so it is prone to system failure. In this regard, the principle of starting from the brake system, citing the common failure of equipment, and the corresponding treatment methods and improved measures to address the brake failure front lifting machines.

Key words: containers; positive lifting machine; braking system; fault