MacGregor GLH350船用克令吊鉤頭剎車故障分析

鄭慶國

摘要：隨著船用液壓克令吊技術的發(fā)展，克令吊鉤頭剎車已經(jīng)被更新為較為安全、可靠的帶自動補償功能的液壓釋放多片盤式剎車。該形式剎車故障率很低，多被管理人員忽視。但熟悉剎車的原理和構(gòu)造，關注其使用中的狀態(tài)，確保剎車功能時刻有效是非常重要的事情。文章基于實船中克令吊鉤頭剎車故障案例，對剎車故障進行了分析，為船舶和岸基管理人員提供了克令吊使用和管理的經(jīng)驗，為設備廠家提出了在制造安裝中的建議。

關鍵詞：克令吊;鉤頭;液壓馬達;剎車;剎車盤片

0 引 言

多用途重吊船上裝配有較大起重能力的克令吊，是該類船舶裝卸貨物的重要工具，也是相對于普通雜貨船最大的競爭優(yōu)勢。重大件貨主選擇多用途重吊船，不但可以節(jié)省雇傭浮吊的費用，還可以選擇沒有起重設施的碼頭裝卸貨物。保持克令吊在使用中正常的工作狀態(tài)，對船舶的營運效益是非常關鍵的因素。文章描述的是實船上的一臺MacGregorGLH350克令吊出現(xiàn)的不常見，但具有一定代表性的故障案例，分析原因，總結(jié)經(jīng)驗。

1 克令吊鉤頭絞車液壓馬達剎車故障現(xiàn)象

船舶在某港口用克令吊裝完貨，操吊的船員將克令吊吊臂放好，關掉電源。在其爬下克令吊的時候發(fā)現(xiàn)絞車油槽中有很多泄漏的液壓油，隨即將情況匯報給輪機長。主管輪機員在船開航后，上克令吊檢查。經(jīng)查找滲漏點，發(fā)現(xiàn)大鉤頭鋼絲絞車驅(qū)動端兩個液壓馬達中下面的一個連接法蘭根部漏油，并且剎車本體表面油漆被高溫烤煳，見圖1。用點溫槍測量該部位溫度顯示52℃，此時已經(jīng)距離克令吊停用18 h。測量絞車齒輪箱油位，齒輪油已經(jīng)減少了很多。可以確認泄漏的油是齒輪油，而不是液壓油。漏油的原因應該是高溫導致的驅(qū)動機構(gòu)連接法蘭處的密封件被高溫損壞。

2 故障分析

2.1 MacGregor GLH350船用克令吊介紹

該船裝配的3臺MacGregor GLH350船用克令是單吊直臂式液壓克令吊，外觀見圖2。克令吊配有大小2個鉤頭，小鉤頭起重能力為45 t，用于吊裝輕貨;大鉤頭起重能力為350 t，用于吊裝重大件貨物。3臺吊均布置在船的左側(cè)外弦，相鄰的2個克令吊，抬吊使用可以吊裝700噸級的貨物。這種克令吊是目前商船上普遍采用的起貨機，其重量輕，體積小，操作輕便，工作平穩(wěn)，操作簡單，起重能力大，使用安全、可靠[1]。

2.2克令吊剎車的工作原理

在操作克令吊鉤頭的控制手柄時，當搬動手柄到高速或低速的中間位置，如圖3中的閥1221（a）（高速）或（b）（低速）動作，較短時間延時后，閥1226（b）動作，動力液壓油其中一路先后經(jīng)過閥1221和閥1226后到達2個絞車液壓馬達1141和1142的剎車油缸1211和1212，從而打開絞車液壓馬達的剎車。同時另一路動力油到達閥112 7-1和112 8-1，去切斷絞車馬達進出油路的連通，關閉絞車液壓馬達的卸載狀態(tài)。此時絞車滾筒開始緩隉向上升方向轉(zhuǎn)動，準備好上升或下降貨物的操作[2]。

克令吊鉤頭絞車液壓馬達中的液壓剎車，是液壓釋放多片盤式剎車，如圖4所示。整個剎車裝置由剎車油缸、壓力彈簧、內(nèi)側(cè)剎車盤片、外側(cè)剎車盤片組成，裝在剎車本體之內(nèi)，位于滾筒驅(qū)動端絞車液壓馬達和齒輪箱傳動軸之間。內(nèi)側(cè)剎車盤片套裝在傳動軸套的外齒輪上，外側(cè)盤片鑲?cè)霂?nèi)齒輪的剎車本體上。當沒有剎車壓力油進入剎車油缸的時候，剎車油缸的活動部分在彈簧的彈力作用下，壓向剎車盤片，使得內(nèi)、外側(cè)剎車盤組緊密接觸，驅(qū)動軸套將無法相對于剎車本體旋轉(zhuǎn)運動，即滾筒被剎住;當有剎車壓力油進入剎車油缸的時候，剎車油缸的活動部分在壓力的作用下克服彈簧的彈力，離開剎車盤片，使得內(nèi)、外剎車盤組相互脫開，驅(qū)動軸套將可以自由轉(zhuǎn)動，即滾筒剎車松開。剎車盤組腔室有通向外側(cè)的泄放油口，用于當液壓油或另一側(cè)的齒輪箱油泄漏到腔室中時能流出到外部，避免腔室內(nèi)積聚的油產(chǎn)生阻尼現(xiàn)象而影響剎車效果，并可以起到檢查內(nèi)部泄漏的作用。

2.3故障原因分析

根據(jù)目前故障現(xiàn)象，這一組絞車液壓馬達驅(qū)動連接根部漏油，是傳動機構(gòu)或剎車故障后發(fā)熱導致的法蘭連接密封件損壞。漏油是故障結(jié)果，而不是故障緣由，發(fā)熱原因才是問題的根源。從油漆被燒煳的部位看，是該組驅(qū)動機構(gòu)的剎車本體，熱源不是剎車故障原因，就是剎車部位傳動軸套（如圖5中的35）和軸之間齒和面的磨損導致。具體從以下幾個方面分析[3]。

（1）剎車油方面。當剎車油油壓不足或油路堵塞時，傳動機構(gòu)開始轉(zhuǎn)動但剎車沒有打開或不能完全打開，剎車盤片之間就帶著摩擦阻力隨之轉(zhuǎn)動，摩擦產(chǎn)生熱量并積聚出現(xiàn)高溫。

（2）剎車油缸方面。剎車油缸的運動部分，如果卡死在非完全打開的位置，在剎車油的壓力下或彈簧的彈力下不動作，使得剎車盤之間一直處于一定接觸狀態(tài)，也會出現(xiàn)摩擦高溫現(xiàn)象。

（3）剎車盤的問題。如果剎車盤出現(xiàn)破損，破裂脫落的碎屑落入盤面之間，形成顆粒磨損，進而產(chǎn)生摩擦熱。

（4）傳動軸上的齒和磨損。內(nèi)側(cè)剎車盤片是套裝在傳動軸套上的，傳動軸套一端和液壓馬達輸出軸相連，另一端和齒輪箱上的動力軸相連，都是齒和連接。如果齒和面損壞也會在傳動中摩擦發(fā)熱。

（5）操作使用方面。克令吊在出現(xiàn)故障前，是被用來裝載較輕的貨物木材。正常情況下，這種克令吊裝載45 t以下的輕貨，應該換用小鉤頭，節(jié)省能量的同時操作速度還比較快。當時由于這臺克令吊的小鉤頭滑輪有點問題，只能使用大鉤頭來吊裝輕貨。碼頭工人長時間的使用，并快速變換鉤頭升降方向，這時剎車的打開稍微出現(xiàn)遲滯現(xiàn)象，就會造成摩擦發(fā)熱。

3 故障排查和解決

3.1故障排查

為了明確故障的具體原因，確認損傷的具體部位，需要啟動克令吊進一步判斷。

（1）先啟動克令吊，觀察故障部位的運轉(zhuǎn)狀態(tài)。大鉤頭絞車齒輪箱內(nèi)的油已經(jīng)泄漏很多，為了避免因齒輪箱缺油導致齒輪損壞，先補充齒輪油到正常液位。操作大鉤頭升降手柄，滾筒正反轉(zhuǎn)動都可以實現(xiàn)，原漏油點漏油量變大。運轉(zhuǎn)幾分鐘后，測量剎車本體表面溫度，已經(jīng)明顯上升，并且漏油的一個比另外一個要高。