吊機液壓系統典型故障的維修和改進

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(中海油能源發展采油服務分公司,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);

驅動型式：電機-液壓驅動;

在100%負載時的起升速度：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;

回轉速度：0～1.5 r/min;

回轉區間：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的功能。在失壓的情況下，制動器可馬上咬合，實現了安全制動。液壓馬達一側裝有平衡閥塊，控制吊鉤的下降速度。絞車設有應急下放系統，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均采用帶有遠程控制功能的平衡閥，見圖1。

1.3 統計學方法 采用SPSS 19.0軟件對數據進行分析，計量資料以均數±標準差表示，比較采用獨立樣本t檢驗；計數資料以例(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病危險因素進行分析，以P<0.05為差異有統計學意義。

圖1 副鉤絞車液壓系統原理

平衡閥由外控順序閥和單向閥組成。是一種特殊結構的外控順序閥，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不同載荷對背壓的要求，保證貨物下降速度的穩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，發現右齒輪箱平衡閥的閥芯有個O型密封圈出現一處點狀破損。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。當吊運較重的貨物時，破損的O型密封圈受到較大的壓力故而發生泄漏，導致平衡閥內滑閥打不開，液壓油路不通或間歇不通，形成馬達憋壓不轉動，或間歇轉動，出現絞車下放困難，振動過大的故障。

更換過破損的O型密封圈后，絞車空載運轉測試為工作正常;載重15 t貨物運轉測試為工作正常;載重25 t貨物運轉測試為工作平穩，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，具有磨損補償的功能。在失壓的情況下，制動器可馬上咬合，實現安全制動。液壓馬達一側裝有平衡閥塊，控制吊鉤的下降速度。絞車設有應急下放系統，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 節流閥(調速閥)的工作原理

節流閥是一種最簡單又最基本的流量控制閥，其實質相當于一個可變節流口，即借助于控制機構帶動閥心相對于閥體孔的運動來改變閥口的過流面積。節流閥在液壓系統起到調速的作用，稱之為調速閥，在應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型起重機出現副鉤空鉤時自動慢慢起升，而負載貨物后懸空時又慢慢溜鉤的故障。

3.4 故障分析

分析是調速閥(圖1中 W03)與高壓球閥(圖1中 NA2)沒有關嚴或內漏導致出現的上述故障。當圖1中BR控制油通過單向閥(圖1中 W05)分別到達調速閥(圖1中W03)與高壓球閥(圖1中NA2)后，油壓經過高壓球閥(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，就出現了絞車自動慢慢地起升。在這種情況下，吊鉤有負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)經圖1中P202控制線到達圖中WB線到達馬達使馬達轉動，從馬達出來的油通過調速閥(圖1中W03)又到高壓球閥形成回路，就出現了吊鉤負載貨物懸空時慢慢溜鉤的現象。

3.5 故障排除及改進

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

4 吊機在回轉中的故障分析及排除

4.1 回轉系統簡介

回轉系統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的功能。在失壓的情況下，制動器可馬上咬合，實現了安全制動。液壓系統裝有雙向平衡閥塊，控制回轉因慣性超速。回轉系統設有應急解除剎車的功能，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型起重機回轉機構的液壓系統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行原件的回油路上保持一定的背壓，以平衡重力負載，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)。是一種特殊結構的外控順序閥，它不但具有很好的密封性，能起到長時間的鎖閉定位作用，還能根據不同的背壓要求自動調整閥的開度，保證回轉速度的穩定性不受回轉速度變化和載荷變化的影響﹝5﹞。

圖2 回轉系統液壓原理

4.3 故障過程

2013年10月，YQHG2500型起重機在使用時回轉突然向一個方向轉動震動較大，而且系統壓力表跳動較大，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。又懷疑是減速箱內部齒輪或軸承損壞轉動不暢，釋放齒輪油檢查，油內無金屬屑，也無其它雜質，齒輪軸承完好。隨即拆除液壓馬達檢查減速箱上部齒輪，沒有發現異常，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，發現右邊平衡閥的閥芯有個O型密封圈出現一處點狀破損。分析：吊車回轉時，破損的O型密封圈起不到密封的作用，導致平衡閥內滑閥打不開，

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

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

5 結束語

吊機液壓系統的故障很多，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部O型密封圈損壞故障的統計和分析，總結得出：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致破損，為避免此類故障的發生，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] 全國起重機械標準化技術委員會.GB/T3811-2008起重機設計規范,[S].北京:中國標準出版社，2008.

[3] 全國起重機械標準化技術委員會.GB 6067.1-2010起重機械安全規程,[S].北京:中國標準出版社，2010.

[4] 全國起重機械標準化技術委員會.GB 5144-2006塔式起重機安全規程,[S].北京:中國標準出版社，2006.

[5] 美國石油學會.API SPEC 2C-2004海上平臺起重機規范[S].北京：兵器工業出版社,2004.