探討空箱堆高機(jī)液壓系統(tǒng)異常形狀鐵屑故障排查與維護(hù)

摘要：空箱堆高機(jī)是集裝箱運(yùn)輸?shù)年P(guān)鍵性設(shè)備，在碼頭、港口、鐵路、堆場(chǎng)內(nèi)均有著廣泛應(yīng)用，同時(shí)發(fā)揮著重要作用。內(nèi)部的液壓系統(tǒng)為設(shè)備運(yùn)行提供重要?jiǎng)恿?，一旦發(fā)生故障，會(huì)嚴(yán)重影響空箱堆高機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，嚴(yán)重情況下還會(huì)發(fā)生安全事故。為了確?？障涠迅邫C(jī)液壓系統(tǒng)的正常運(yùn)行，本文以液壓系統(tǒng)異常形狀鐵屑故障為重點(diǎn)研究對(duì)象，分析異常形狀鐵屑故障現(xiàn)象及產(chǎn)生原因，著重探究空箱堆高機(jī)液壓系統(tǒng)異常形狀鐵屑故障的排查方法和維護(hù)措施，以供參考。

關(guān)鍵詞：空箱堆高機(jī)；液壓系統(tǒng)；故障；維護(hù)

DOI：10.12433/zgkjtz.20231934

空箱堆高機(jī)的液壓系統(tǒng)主要包括工作裝置液壓系統(tǒng)和行走驅(qū)動(dòng)液壓系統(tǒng)兩部分，二者在空箱堆高機(jī)運(yùn)行中發(fā)揮著重要作用。但在實(shí)際工作過(guò)程中，由于空箱堆高機(jī)液壓系統(tǒng)的高強(qiáng)度運(yùn)行狀態(tài)，很容易出現(xiàn)各類(lèi)故障，例如，漏油等，會(huì)阻礙空箱堆高機(jī)的正常運(yùn)行。其中，受運(yùn)行偏移和摩擦的影響，會(huì)出現(xiàn)異常形狀鐵屑故障，影響空箱堆高機(jī)的運(yùn)行，對(duì)此，要分析故障排查和維護(hù)措施。

一、空箱堆高機(jī)液壓系統(tǒng)異常形狀鐵屑故障現(xiàn)象及產(chǎn)生原因

空箱堆高機(jī)液壓系統(tǒng)中包括兩個(gè)相互獨(dú)立的液壓泵，為整個(gè)裝備的液壓執(zhí)行元件提供運(yùn)行動(dòng)力，使得吊具完成任務(wù)動(dòng)作，正常運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)集裝箱的堆存和裝卸等工作?？障涠迅邫C(jī)液壓系統(tǒng)中，電液控制系統(tǒng)為主要構(gòu)成，可以智能化地跟進(jìn)輸入的指令變化，進(jìn)而有效控制液壓流量，保證設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性和高效性。但在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，常出現(xiàn)各類(lèi)故障，異常形狀鐵屑故障是其中之一，該故障體現(xiàn)在液壓油箱的濾芯磁棒上附有大量鐵屑，會(huì)嚴(yán)重影響設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。

空箱堆高機(jī)液壓系統(tǒng)異常形狀鐵屑故障，表現(xiàn)為液壓油箱的濾芯中心的固定磁棒上附有大量的細(xì)長(zhǎng)鐵屑。在該故障發(fā)生前，設(shè)備往往處于長(zhǎng)期運(yùn)行狀態(tài)，并在例行檢查維修中，由于不會(huì)有明顯的響聲或異常振動(dòng)，因此不易被及時(shí)發(fā)現(xiàn)，設(shè)備在此過(guò)程中的運(yùn)行情況也基本正常，運(yùn)行速度、溫度、動(dòng)力和壓力等相關(guān)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)均不會(huì)出現(xiàn)明顯的異常，如果不能及時(shí)排查故障情況，分析故障原因，采取相應(yīng)的維護(hù)措施，將造成嚴(yán)重的安全事故。

在分析空箱堆高機(jī)液壓系統(tǒng)異常形狀鐵屑故障時(shí)，拆解起升油缸。將設(shè)備放置在安全且適合吊拆的場(chǎng)地下，降低油缸水平，確保內(nèi)部的油全部回流到油箱內(nèi)部，避免設(shè)備吊拆過(guò)程中出現(xiàn)漏油。在正式進(jìn)行吊拆前，做好安全準(zhǔn)備工作，將高空作業(yè)的安全防護(hù)品準(zhǔn)備齊全，佩戴安全設(shè)施，并將作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)圍蔽，使用正面吊、堆高機(jī)等吊裝設(shè)備進(jìn)行吊拆作業(yè)，使起升油缸放置在安全位置。在拆除時(shí)，先拆除油缸端蓋，將缸筒和柱塞桿分離，拉出柱塞桿時(shí)，缸筒內(nèi)會(huì)同時(shí)出現(xiàn)大量鐵屑，此時(shí)經(jīng)過(guò)檢查檢測(cè)，便能發(fā)現(xiàn)柱塞桿的柱塞頭和導(dǎo)向支撐環(huán)有嚴(yán)重的磨損問(wèn)題?？障涠迅邫C(jī)的起升機(jī)構(gòu)包括多個(gè)組成部分，起升油缸主要采用直接升頂?shù)淖鳂I(yè)方式，控制油壓以實(shí)現(xiàn)對(duì)起升油缸內(nèi)外門(mén)架的升降控制，使門(mén)架在油缸傾斜動(dòng)作下保持在2～4?的傾斜角度范圍內(nèi)，由此觀察起升油缸在傾斜狀態(tài)下的工作情況，對(duì)接空箱和堆碼。

在起升油缸運(yùn)行過(guò)程中，門(mén)架的傾斜角度和貨物吊起的高度會(huì)直接影響起升時(shí)的載荷承受程度，當(dāng)門(mén)架傾斜角過(guò)大時(shí)，門(mén)架和起升貨物的中心會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重偏移，此時(shí)門(mén)架與起升油缸的連接部位作用力也會(huì)發(fā)生偏移，導(dǎo)致缸筒內(nèi)的柱塞受力作用發(fā)生變化。在此過(guò)程中，如果支撐導(dǎo)向環(huán)受到嚴(yán)重磨環(huán)，厚度變薄，支撐和導(dǎo)向效果也會(huì)有所下降，難以發(fā)揮功能，柱塞頭會(huì)受到嚴(yán)重磨損。同時(shí)，在此過(guò)程中，缸筒內(nèi)壁和柱塞頭之間會(huì)出現(xiàn)更大間隙，柱塞頭磨損在運(yùn)行中不斷偏移，導(dǎo)油槽的倒角部分與缸筒內(nèi)壁接觸，在不斷升降作業(yè)中，缸筒內(nèi)壁被不斷摩擦切削，進(jìn)而產(chǎn)生鐵屑。

二、空箱堆高機(jī)液壓系統(tǒng)異常形狀鐵屑故障的排查方法

引發(fā)空箱堆高機(jī)液壓系統(tǒng)故障的原因種類(lèi)較多，具有一定的復(fù)雜特點(diǎn)，在排查空箱堆高機(jī)開(kāi)展正式的液壓系統(tǒng)異常形狀鐵屑故障前，要充分掌握液壓系統(tǒng)的工作運(yùn)轉(zhuǎn)原理，詳細(xì)了解空箱堆高機(jī)的液壓系統(tǒng)原理圖、結(jié)構(gòu)說(shuō)明書(shū)和過(guò)往的維修記錄，對(duì)液壓系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)了然于心，保證空箱堆高機(jī)液壓系統(tǒng)維修檢測(cè)人員具備充足的知識(shí)儲(chǔ)備以及維修經(jīng)驗(yàn)。需注意的是，在沒(méi)有找到引發(fā)空箱堆高機(jī)液壓系統(tǒng)故障原因以及故障零部件之前，不可隨意拆卸液壓系統(tǒng)，避免造成液壓油泄露，引發(fā)污染，破壞密封組件，提高液壓系統(tǒng)發(fā)生疊加故障的概率。總體來(lái)說(shuō)，要最大程度上避免空箱堆高機(jī)維修排查工作存在盲目性與隨意性行為，減少對(duì)故障位置作出錯(cuò)誤判斷的行為。

（一）液壓泵排查

空箱堆高機(jī)的液壓系統(tǒng)由兩個(gè)處于獨(dú)立運(yùn)行狀態(tài)的液壓泵發(fā)揮支撐作用，液壓泵的運(yùn)行不當(dāng)也會(huì)發(fā)生液壓系統(tǒng)異常形狀鐵屑故障，所以要對(duì)液壓泵進(jìn)行排查檢修。液壓泵的動(dòng)力輸出離不開(kāi)變矩器的裝置驅(qū)動(dòng)作用，一個(gè)液壓泵的實(shí)質(zhì)作用為提供驅(qū)動(dòng)力，促使升降功能零部件實(shí)現(xiàn)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)一些返回的液壓油可以流動(dòng)旁邊通道剎車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)中的冷卻回路上，由此完成剎車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)的散熱工作，液壓油最終可以回傳至液壓油箱中。另一個(gè)液壓泵承擔(dān)的功能作用為空箱堆高機(jī)液壓系統(tǒng)的其他功能零部件提供動(dòng)力支持，以及完成儲(chǔ)能器供油工作，儲(chǔ)能器提供必要的壓力支撐駐車(chē)制動(dòng)器和行車(chē)制動(dòng)器伺服系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，其他液壓油會(huì)自動(dòng)移動(dòng)至升降功能零部件所處位置。

根據(jù)對(duì)呈切削形狀的鐵屑觀察，可以初步鎖定空箱堆高機(jī)發(fā)生故障的具體區(qū)域在旋轉(zhuǎn)零部件位置。當(dāng)兩個(gè)同步旋轉(zhuǎn)的齒輪在經(jīng)過(guò)與機(jī)器外殼的摩擦作用后產(chǎn)生一定的吸力作用，液壓泵由此產(chǎn)生泵油，液壓泵屬于高速旋轉(zhuǎn)的零部件，發(fā)生故障的概率較高。通過(guò)衡量油路的具體流動(dòng)方向，液壓泵的輸油過(guò)程中是先到達(dá)高壓濾芯位置后，再運(yùn)轉(zhuǎn)至控制閥組和發(fā)揮負(fù)荷承載的零部件位置，同時(shí)對(duì)液壓泵的輸油油路高壓濾芯進(jìn)行拆卸檢查，可以發(fā)現(xiàn)并沒(méi)有出現(xiàn)任何鐵屑，由此表明液壓泵并沒(méi)有出現(xiàn)故障。

（二）液壓油箱和回油管路排查

為了盡快找到空箱堆高機(jī)液壓系統(tǒng)異常形狀鐵屑故障產(chǎn)生的具體原因，要詳細(xì)排查液壓油箱和回油管路?？障涠迅邫C(jī)中的液壓油箱位于機(jī)身的右端位置上，是空箱堆高機(jī)右側(cè)側(cè)板的重要組成部分。液壓油箱中包括液壓濾芯，作用是為過(guò)濾清洗液壓系統(tǒng)工作機(jī)構(gòu)回油。當(dāng)承擔(dān)多種功能負(fù)荷機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的鐵屑通過(guò)回油管路流通至液壓濾芯位置處時(shí)，會(huì)在短時(shí)間內(nèi)被濾芯磁棒吸附。對(duì)空箱堆高機(jī)液壓油箱和回油管路的排查工作，要采取一定的拆檢措施，確保排查工作詳細(xì)完備。拆檢工作主要對(duì)空箱堆高機(jī)承擔(dān)液壓功能的零部件進(jìn)行拆卸檢查，主要包括轉(zhuǎn)向零部件、升降零部件、制動(dòng)冷卻零部件以及油管的接頭位置，拆卸檢查工作要重點(diǎn)關(guān)注空箱堆高機(jī)的油口位置和閥口位置是否含有殘存鐵屑。通過(guò)排查液壓油箱和回油管路，尚未發(fā)現(xiàn)鐵屑，由此可以確定空箱堆高機(jī)的液壓油箱和回油管路沒(méi)有故障。

（三）起升油缸排查

空箱堆高機(jī)的起升油缸呈垂直運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，柱塞頭的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)只可為單向，回程步驟要在自身重力或外力的支持作用下才得以完成。當(dāng)柱塞油缸內(nèi)部存在一定的磨損情況時(shí)，并不會(huì)干擾其升降功能，但在這一過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生許多鐵屑，所以當(dāng)空箱堆高機(jī)液壓系統(tǒng)的起升油缸出現(xiàn)故障行為時(shí)，鐵屑出現(xiàn)的可能性較大。通過(guò)起升油缸回油油路的工作原理觀察發(fā)現(xiàn)，當(dāng)油缸做下降運(yùn)動(dòng)時(shí)，控制操作手柄會(huì)向外輸送可變電流信號(hào)，使電磁閥開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)，與伺服油路相連接，在伺服油路主閥的控制作用下，液壓油移動(dòng)至液壓油箱。液壓油流動(dòng)的過(guò)程中，一定會(huì)經(jīng)過(guò)下降控制閥，鐵屑從油缸流出也必然經(jīng)過(guò)此位置，所以部分鐵屑?xì)埩舻目赡苄暂^大。對(duì)起升油缸拆卸檢查發(fā)現(xiàn)，下降控制閥的內(nèi)部位置有少量的鐵屑纏繞，基本可以認(rèn)定為起升油缸是空箱堆高機(jī)液壓系統(tǒng)異常形狀鐵屑故障產(chǎn)生的具體位置。

（四）驅(qū)動(dòng)橋剎車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)排查

驅(qū)動(dòng)橋剎車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)模式是全封閉濕碟式，包括冷卻回路和制動(dòng)回路，工作運(yùn)轉(zhuǎn)介質(zhì)主要依托液壓油。驅(qū)動(dòng)橋制動(dòng)的主要流程為：當(dāng)腳剎閥處于打開(kāi)狀態(tài)時(shí)，剎車(chē)盤(pán)在儲(chǔ)能器帶有液壓壓力的作用下，控制剎車(chē)鼓內(nèi)活塞，對(duì)制動(dòng)片做擠壓運(yùn)動(dòng)，促使制動(dòng)輪轂剎住車(chē)輪。空箱堆高機(jī)剎車(chē)所用的油壓由制動(dòng)回路支持，冷卻回路在制動(dòng)時(shí)會(huì)同步出現(xiàn)摩擦行為，冷卻油帶走全部熱量。在驅(qū)動(dòng)橋剎車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)處于工作運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，輪轂軸承會(huì)出現(xiàn)一定的磨損，剎車(chē)活塞和輪轂之間的距離有所縮短，剎車(chē)活塞與花鍵齒直接接觸，在旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中產(chǎn)生切削磨損行為，成卷曲狀的鐵屑由此出現(xiàn)。對(duì)驅(qū)動(dòng)橋剎車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)的拆卸檢查工作是一個(gè)大工程，通過(guò)以往空箱堆高機(jī)液壓系統(tǒng)檢修記錄可知，輪轂齒和剎車(chē)活塞存在磨損情況的主要原因是輪轂的軸承有磨損情況，詳細(xì)測(cè)量二者之間的距離后，發(fā)現(xiàn)仍處于規(guī)范要求的范疇內(nèi)，可以排除驅(qū)動(dòng)橋剎車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)發(fā)生故障的可能性。

三、空箱堆高機(jī)液壓系統(tǒng)異常形狀鐵屑故障的維護(hù)措施

（一）制定完善的維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)和制度

空箱堆高機(jī)液壓系統(tǒng)出現(xiàn)異常形狀鐵屑故障，會(huì)嚴(yán)重影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行效果。為了確?？障涠迅邫C(jī)液壓系統(tǒng)的正常運(yùn)行，避免出現(xiàn)故障，應(yīng)首先制定完善的維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)和維護(hù)制度。液壓系統(tǒng)維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)的制定應(yīng)基于空箱堆高機(jī)的實(shí)際工作環(huán)境、日常工作強(qiáng)度、工作期限和負(fù)載機(jī)構(gòu)工作元件的使用期限等?？障涠迅邫C(jī)液壓系統(tǒng)管理人員和維護(hù)人員應(yīng)通過(guò)閱讀設(shè)備維修說(shuō)明書(shū)，全方位了解和把握維護(hù)重點(diǎn)，并以此為基礎(chǔ)，結(jié)合設(shè)備的實(shí)際使用情況，制定明確的維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)和維護(hù)制度，規(guī)范和約束空箱堆高機(jī)液壓系統(tǒng)的維護(hù)行為，結(jié)合激勵(lì)制度、獎(jiǎng)懲制度等，提升維護(hù)人員和管理人員的安全責(zé)任意識(shí)，促使維護(hù)人員在標(biāo)準(zhǔn)和制度的要求下完成日常維護(hù)工作，提升液壓系統(tǒng)的維護(hù)質(zhì)量與效率，保證空箱堆高機(jī)液壓系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

（二）安排定期檢查標(biāo)準(zhǔn)

檢查標(biāo)準(zhǔn)的制定會(huì)直接影響日常設(shè)備系統(tǒng)檢查效果。在空箱堆高機(jī)液壓系統(tǒng)日常維護(hù)檢查的過(guò)程中，明確定期檢查的標(biāo)準(zhǔn)，可確保工作的有序進(jìn)行，及時(shí)發(fā)現(xiàn)液壓系統(tǒng)內(nèi)存在的問(wèn)題或潛在隱患，采取維護(hù)維修措施，最大限度上減少故障損失，避免出現(xiàn)安全事故。在確定定期檢查標(biāo)準(zhǔn)的過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)實(shí)際的空箱堆高機(jī)工作時(shí)長(zhǎng)和頻率等情況，制定明確的檢查時(shí)間、檢查重點(diǎn)和檢查記錄標(biāo)準(zhǔn)等，盡可能排除各類(lèi)安全隱患問(wèn)題，為設(shè)備后續(xù)的維護(hù)和檢修工作提供重要的參考依據(jù)。通過(guò)定期檢查工作，幫助管理人員和維修人員確定重點(diǎn)的維修項(xiàng)目，控制維修間隔和時(shí)間，并制定明確合理的檢修計(jì)劃。

（三）制定定期維修更換標(biāo)準(zhǔn)

空箱堆高機(jī)液壓系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，內(nèi)部元件很容易相互摩擦，形成密封件磨損物和金屬磨損物等，使其在液壓系統(tǒng)的內(nèi)部出現(xiàn)各類(lèi)碎片，如果未及時(shí)維護(hù)和更換，將會(huì)影響正常運(yùn)行，甚至污染系統(tǒng)內(nèi)部空間，進(jìn)一步加深密封件的磨損程度，出現(xiàn)液壓系統(tǒng)滲油問(wèn)題，縮短液壓元件的使用壽命。因此，明確檢查維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)后，還要進(jìn)一步制定維修更換標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)液壓系統(tǒng)的實(shí)際工作強(qiáng)度和運(yùn)行情況，明確更換標(biāo)準(zhǔn)，確保液壓系統(tǒng)的維修更換工作按規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，以此提升設(shè)備系統(tǒng)維修質(zhì)量與效率，降低系統(tǒng)的維護(hù)成本，提高經(jīng)濟(jì)收益。

（四）做好維護(hù)資料的歸檔

所有維護(hù)過(guò)程的記錄均為后續(xù)維護(hù)工作和系統(tǒng)運(yùn)行情況的判斷奠定基礎(chǔ)，因此，為了確保維護(hù)效果，發(fā)揮重要作用，還必須做好維護(hù)資料的歸檔工作。在液壓系統(tǒng)維護(hù)、檢查和更換等工作完成后，及時(shí)記錄相關(guān)內(nèi)容，確保記錄內(nèi)容的完整性和真實(shí)性，并及時(shí)整理歸檔，以便相關(guān)管理人員和維護(hù)人員可以參考資料，總結(jié)液壓系統(tǒng)的故障規(guī)律和維護(hù)重點(diǎn)，分析液壓元件、密封件等的使用周期，以此確定更換周期，確保維護(hù)工作系統(tǒng)化進(jìn)行。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，空箱堆高機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，液壓系統(tǒng)發(fā)揮著重要的動(dòng)力作用。但受到運(yùn)行環(huán)境和運(yùn)行強(qiáng)度的影響，液壓系統(tǒng)很可能出現(xiàn)各類(lèi)故障，其中，異常形狀鐵屑故障會(huì)嚴(yán)重阻礙空箱堆高機(jī)的正常運(yùn)行，如果不加強(qiáng)檢查維護(hù)，還可能引發(fā)安全問(wèn)題，因此，在故障排查過(guò)程中，應(yīng)注意分別排查，確保排查詳細(xì)全面，在維護(hù)過(guò)程中明確相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，保證維護(hù)工作有序進(jìn)行，以此確?？障涠迅邫C(jī)的運(yùn)行效果。

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作者簡(jiǎn)介：何俊巖（1979），男，浙江省金華市人，本科學(xué)歷，工程師，主要研究方向?yàn)楦劭跈C(jī)械及自動(dòng)化。