集裝箱正面吊液壓系統的維修保養分析

王少春

（中國鐵路西安局集團有限公司安康車務段，陜西安康 725000）

0 引言

近年來，集裝箱運輸在鐵路運輸中得到了長足發展，裝卸集裝箱的專用正面吊運用越來越廣泛。正面吊價格昂貴，結構復雜，是集機、電、液為一體的高效生產設備。規范使用該設備，減少故障，提高正面吊的設備完好率，降低使用成本，對保證鐵路的安全生產作業和正常的運輸秩序意義重大。

安康車務段管內萬源站、宣漢站、雙龍站及專用線辦理集裝箱到發業務，配置了卡爾瑪DRT450型集裝箱正面吊，可以裝卸20英尺（6.096 m）和40英尺（12.192 m）集裝箱，為拓展車務段承運貨物品類，減少環境污染、減少貨物運輸損耗起到了重要作用。2016年，安康車務段段承運集裝箱13 578 TEU，2017年更是超過了2萬TEU。

1 正面吊液壓系統組成和保養要求

1.1 系統組成

卡爾瑪DRT450型集裝箱正面吊主要由發動機、變速器、驅動橋、制動器、轉向器、載荷搬運系統、電氣系統、控制系統、液壓系統組成。其中液壓系統分為工作液壓系統和制動液壓系統：工作液壓裝置包括實現轉向、載荷搬運和駕駛室功能的液壓裝置。液壓系統從4臺可變排量載荷感應軸向活塞泵供油，1臺固定齒輪泵用于液壓油的清潔與冷卻；制動系統有自己的油箱、固定齒輪泵、高壓濾清器、蓄能器和冷卻器，與工作液壓系統分離。

1.2 液壓系統保養要求

正面吊運用頻繁，車務段設備利用率達到28%以上，通過卡爾瑪正面吊自身的故障診斷系統和配備必要的檢測儀器，定期進行跟蹤檢測，將定期進行的維保計劃修和狀態修優點結合在一起，擯棄其不足。根據液壓油的更換周期要求與系統狀況、實際使用環境等，在合適的時候更換濾芯、更換液壓油。既要保證設備保養到位，又要節約成本支出，達到質量和成本的最佳平衡。

2 使用過程設備存在液壓系統問題及原因分析

2.1 使用中保養不及時

雙龍貨場一臺卡爾瑪DRT45型正面吊，在使用過程中蓄能器充壓壓力低，報警燈亮，并顯示故障代碼。維修人員到場后，用25 MPa液壓壓力表連接到蓄能器壓力測壓接口，啟動設備檢查充壓功能，連續多次踩剎車后，駕駛室內的蓄能器壓力報警燈亮起，此時壓力表讀數為11.55 MPa。繼續踩剎車踏板，發現蓄能器壓力降至11.5 MPa才重新開始充壓，且到18.5 MPa就停止充壓（標準：從16.55 MPa開始充壓到19.5 MPa停止充壓）。正常情況下，正面吊充壓完成后充壓閥會自動打開冷卻通道，停止充壓，這時測試蓄能器的壓力應為（19±0.5）MPa。在現場測到的停止充壓壓力比正常的要低，關鍵是蓄能器開始充蓄壓的壓力為11.5 MPa，遠低于正常壓力值?，F場再手動釋放蓄能器壓力，然后多次啟動設備進行剎車試驗，發現蓄能器壓力有時跌到16.5 MPa，系統重新開始充壓，有時下降到11.5 MPa才開始充壓，而每次充壓完成時蓄能器壓力只有18.5 MPa，無法再提高。測試泵的壓力為20 MPa，泵正常，所以判斷充壓閥出現故障。現場拆檢充壓閥，發現閥內部有異物，剎車液壓系統內部太臟，再拆解剎車系統濾清器，發現濾芯存在大量異物。隨后充壓清洗了充壓閥內部各管路，同時清洗液壓系統，更換新的剎車油高壓濾芯和液壓油。安裝好充壓閥后，再次試驗故障消失。

圖1 駐車系統液壓圖

分析認為，正面吊的制動系統長期在高壓高溫下工作，驅動軸內部的摩擦材料受到高強度的壓力沖擊，容易磨損脫落，剎車系統液壓油和濾芯過臟、未及時清洗更換，是導致故障的主要原因。

2.2 維修人員經驗、能力不足

因為一臺正面吊方向機端蓋滲油更換過O形圈，不小心使花鍵齒與花鍵軸分離，單位維修人員重新安裝好方向機端蓋后，就出現了方向重的故障。后來，調節了方向泵的負載信號壓力，還檢查分解了優先閥組件，但是方向仍然是重。請廠家售后服務，在方向液壓泵的檢測口測壓，液壓泵在打轉向時的壓力值只有8 MPa，方向機轉動圈數大過5圈，也無法測得最大壓力值（該款正面吊轉向最大壓力值為20 MPa）。說明方向機花鍵齒與配油滑閥及花鍵軸安裝不正確。

拆出方向機，清理外圍，重新對位組裝，安裝到正面吊上，試車方向轉圈數為5圈，基本確認方向機己修復，打方向時觀察壓力值一樣，認為泵輸出至方向機流量不夠。液壓泵另外向吊臂控制主閥供油，現場做空載起升動作，壓力最大壓值達到21 MPa，說明泵的壓力已恢復，轉向稍有改善、最大壓力達到13 MPa，但轉向還是重。根據優先閥組件被拆解過的情況分析，優先閥有可能存在問題。于是現場拆松優先閥T口油管，在打轉向時，發現T口有大量的液壓油流出（正常應無油及少油），證明在轉向時T口泄掉了一部分壓力油，在轉向時工作壓力從安全閥泄掉,造成轉向壓力低。接著拆出優先閥塊T口油管和接頭，發現安全壓力閥調節螺絲（帶節流孔）已扭出過多。根據優先閥的安全壓力設定，將內置螺絲調節到位（保證安全壓力應大于轉向系統最大壓力），測試轉向功能正常，轉向壓力最大值為20 MPa，達到正面吊的最大轉向壓力，設備故障排除。

圖2是卡爾瑪DRT正面吊轉向優先閥的內部液壓原理圖，灰色圈內的部分是正常安全壓力調節閥（限壓閥的設定泄壓壓力為25 MPa）：當轉向操作時，轉向油缸的負載壓力通過LS油管傳遞給優先閥，使P口與CF接通供油給轉向閥；一旦過載，轉向壓力超過調節閥上彈簧設定的壓力，限壓閥打開泄壓，通過T口排油回油箱，保證轉向壓力在正常范圍內；方向盤轉到最大位置時，測試到的壓力為轉向最大壓力。

圖2 轉向優先閥液壓原理

說明企業維修人員沒按《DRT正面吊維護手冊》中的內容說明去檢修設備，不熟悉轉向系統工作原理和重要部件的結構。維修過程中，操作不規范會人為制造故障：一是拆散了方向機內部重要部件，使方向機內部安裝錯位引起方向重；接著又擴大拆檢，制造多個故障重疊；不清楚優先閥的工作原理，盲目調節安全限壓閥，使轉向壓力泄漏。

3 應對措施

3.1 加強對操作、維保人員業務培訓，總結常見故障

操作人員在接收設備前應提前進行正面吊的操作培訓，掌握設備的結構、原理、安全注意事項等，并取得《特種設備作業人員證》。在接收設備后廠家再進行指導，可以較快地掌握駕駛知識，具備初步的安全作業能力。但對于維保人員來說，還必須具備一定的機械基礎知識和液壓圖識別能力，有一定的機械設備維修、保養經驗。

3.2 充分利用卡爾瑪正面吊自帶的故障檢測、報警系統

設備廠家對操作和維保人員的培訓很關鍵，卡爾瑪正面吊具備故障檢測功能，設備發生故障時，相關控制單元生成出錯消息（故障代碼），并通過CAN（Controller Area Network，控制器局域網絡）總線將故障代碼發給控制系統顯示器控制單元，顯示屏顯示故障代碼（圖3，上為數字示例，下為故障代碼清單顯示示例），并加以保存。對于故障檢測分析十分有利，但對維保人員技能要求較高。維保人員應具備相應設備維保知識，廠家才便于進行進一步的培訓和提高，使其掌握故障診斷功能，并總結經驗、分析原因（表1），排除故障。

圖3 顯示屏故障代碼

表1 部分故障代碼對應故障原因分析

3.3 配備相應的液壓監測分析儀器

（1）油液污染度檢測儀（圖4），可以檢測液壓油的顆粒度、清潔度和污染物監測，并分析其中雜質，幫助工作人員正確分析液壓系統中油液污染情況，及時判斷機械零件的工作狀況，進而實現對液壓油的清潔程度識別從感性到理性的進步。

（2）便攜儀液壓測試儀（圖5），可以在液壓系統回路中進行斷點數據采集，以及測量系統中元件的流量、壓力和溫度等。通過測量數據來評定系統及元件性能，從而判斷故障。應用于液壓泵、液壓馬達、液壓閥件，生產維修企業產品的出廠校驗及設備使用單位的液壓系統的故障診斷。

（3）與正面吊故障診斷系統配合，安裝了診斷軟件的筆記本電腦，可以連接駕駛室電子盒內的連接器。

圖4 油液污染度檢測儀

4 結論

通過將操作和維保人員送正面吊使用、維保單位培訓，請卡爾瑪正面吊公司售后服務人員到現場進行短期技術培訓指導，使操作人員在短期內具備了安全操作能力，一部分維保人員已初步掌握液壓圖識別知識，并已能較好地使用各類液壓測試儀器。

在維保技術人員具備相應水平，并配備液壓檢測設備的基礎上，做到計劃修和狀態修的有機結合，按照卡爾瑪正面吊維修保養要求，并通過儀器檢測液壓系統內的油液品質、壓力、流量、溫度，再結合設備自身的故障診斷系統，掌握油液的實際情況，可以按期或延遲進行維保，做到設備維保和成本控制的平衡，既提高設備的完好率，保證正常的生產組織，又最大限度地減少成本支出。

圖5 液壓測試儀