集裝箱專用門吊大車輪邊制動器失效故障分析

王仁強

（中國鐵路上海局集團有限公司合肥貨運中心，安徽合肥 230000）

0 引言

1 臺36 t 集裝箱專用門吊在裝卸集裝箱作業過程中，其1、2 號輪邊制動器突然出現無法打開故障，門吊大車不能運行。通過介紹該型集裝箱專用門吊大車輪邊制動器工作原理，分析故障原因，并在此基礎上進行故障排查，同時介紹該型集裝箱專用門吊大車輪邊制動器維保及故障檢修知識。

1 故障故障現象

某鐵路貨場貨19 線1 臺新建集裝箱專用門吊，配電動吊具，吊具下起重能力36 t，跨度35 m，2019 年5 月制造，采用變頻調速。該門吊在裝卸集裝箱作業過程中，1、2 號大車輪邊制動器突然無法打開，門吊大車無法行走，影響了集裝箱班列裝卸。經初步檢查：門吊控制1、2 號大車輪邊制動器液壓站油泵電機接觸器因不明原因不吸合，液壓站油泵不工作，系統無壓力，輪邊制動器油缸不工作，制動器未能打開。

2 集裝箱專用門吊輪邊制動器工作原理

在分析該起故障之前，首先要掌握集裝箱專用門吊輪邊制動器工作原理。

現集裝箱專用門吊電氣控制系統由起升變頻調速控制系統、小車行走變頻調速控制系統、大車行走變頻調速控制系統、變頻防搖系統、吊具控制系統、觸摸屏監控控制系統和PLC控制系統等7 部分組成。整個調速控制系統采用“PLC 控制+變頻調速+觸摸屏監控”技術。大車機構為1 臺變頻器控制8臺電機運行的控制系統，變頻器采用V/F 開環控制系統。輪邊制動器是專為大車防風設計，大風時系統控制輪邊制動器斷電夾軌，大車運行前必須線松開輪邊制動器才能運行，大車停止運行后5 min 輪邊制動器會自動夾緊。大車輪邊制動器為液壓驅動，系統共有2 套液壓泵站分別固定在門吊二側鞍梁上。

2.1 輪邊制動器液壓站工作原理

液壓站結構如圖1 所示，液壓原理如圖2 所示，輪邊制動器液壓站的工作原理如下：

2.1.1 系統保壓

首先壓力繼電器SP 檢測系統壓力，如系統壓力低于SP 設定值的低壓，則SP 閉合發信號，電機M 得電，系統對蓄能器充壓力油，到壓力繼電器SP 設定值的高壓后，觸點斷開發信號，控制電機停轉，系統保壓；如系統泄漏使壓力降低，當降到低于壓力繼電器SP 設定值的低壓后，電機再次啟動，使系統壓力維持在設定范圍內。

2.1.2 輪邊制動器釋放

電磁閥YV1 得電，液壓站向制動器油缸供油，同時系統檢測壓力繼電器SP 設定值的低壓發信號，電機M 啟動，系統繼續向油缸供油，油缸動作到位后，系統壓力繼續上升，至壓力繼電器SP 設定值的高壓后，觸點斷開發信號，控制電機M 停轉，此時電磁閥保持得電，輪邊制動器維持釋放狀態，系統的泄漏由蓄能器彌補，若輪邊制動器維持釋放狀態時間較長，不足以靠蓄能器來進行壓力補償導致系統壓力低于SP 設定值的低壓時，電機M 將重新啟動，直至系統壓力達到SP 設定值的高壓。

審計畫像指標體系分為正向“經責像素體系”和負向的“風險像素體系”，兩大類，正向經責像素體系主要用來描述所屬公司的基本運營情況。涵蓋集團公司戰略、優化配置資源及管理提升情況、網絡投資建設及資產運營效率情況、業務經營情況、市場拓展及發展能力情況五大類指標組成，目前共由36個細項指標組成。風險像素指標主要涉及的是企業的經營風險指標，主要分成收入、成本、業務發展、資金資產、紅線等七大類指標體系，目前共由35個風險指標組成。

2.1.3 輪邊制動器制動

電磁閥YV1 失電，制動器油缸里的液壓油在彈簧力作用下流回油缸，輪邊制動器實施制動。

2.2 門吊有關輪邊制動器電控部分原理。

液壓站油泵電機由G4KM1 接觸器控制（圖3、圖4），G4KM1 接觸器線圈由PLC 根據輸入司機指令及液壓站壓力信號等條件通過內部邏輯運算或其他各種運算處理后輸出控制（圖5、圖6）。液壓站電磁閥同樣由PLC 根據輸入指令運算處理后輸出控制。

3 故障處置診斷

圖1 液壓站結構

對此類集裝箱專用門吊輪邊制動器故障，為不影響鐵路裝卸作業及本線路其他門吊作業，可啟用手動功能，打開輪邊制動器油缸（圖1）。首先將單向節流閥順時針擰緊，然后可用加力桿上下操作手動泵的搖臂，向管路輸出壓力油，手動打開輪邊制動器后，門吊可短期工作或移動至不妨礙其他門吊工作位置。手動操作后如需油缸復位，只要將單向節流閥逆時針松開到正常工作狀態，回油通路即接通，單作用油缸在彈簧力作用下便可復位。

3.1 首先檢查輪邊制動器油缸及管路

輪邊制動器油缸及管路外觀正常無泄漏，管路、閥門處于正常工作位置。

3.2 液壓站

檢查油箱油位，油量正常，緊固螺釘無松動，液壓站出油口管接頭、軟管接頭和蓄能器接頭無松動、滲漏，高壓過濾器無堵塞濾芯，臟污指示器為綠色，節流閥已擰緊，溢流閥無卡滯。

3.3 檢查門吊電控部分

發現控制液壓站1、2 位油泵電機的G4KM1 接觸器未吸合，檢查線路沒有斷線及線頭松脫現象，進一步檢查PLC 沒有輸出G4KM1 接觸器線圈得電指令，根據其電氣原理，檢查PLC 輸入，發現液壓站壓力繼電器信號處與無信號狀況。

3.4 檢查液壓站電控部分

4 故障分析

根據集裝箱專用門吊電控原理及液壓站液壓原理以及現場檢查診斷情況，可以判斷故障原因為：由于液壓站電磁閥線圈燒損，電磁閥（圖2）不能換向，液壓油不能進入輪邊制動器油缸，打開輪邊制動器，系統壓力升高，壓力繼電器信號處無訊狀況，PLC 沒有輸出G4KM1 接觸器線圈得電指令，控制液壓站1、2 位油泵電機的G4KM1 接觸器未吸合，油泵電機不工作。為驗證這一判斷，打開溢流閥（圖1、圖2），系統壓力下降，壓力繼電器給出PLC 輸入信號，PLC 輸出指令，G4KM1 接觸器線圈得電，油泵電機的接觸器吸合，油泵電機正常工作。

5 集裝箱專用門吊輪邊制動器故障的預防

為防止集裝箱專用門吊輪邊制動器故障發生，液壓站必須正確使用與精心保養。

5.1 日常維護要求

①按設計和工況要求，合理調節液壓站的工作壓力和回油速度。當溢流閥和節流閥調節到所要求的數值后，應將調節并帽緊固牢靠，以防松動；②按使用說明書規定的牌號選用液壓油。在加油之前，油液必須過濾，定期對油質進行取樣檢驗，若發現油質不符合清潔度要求時必須更換；③液壓站油液的工作溫度不能超過70 ℃，若超過規定值，應檢查原因，予以排除；④經常檢查和定期緊固管件接頭，以防松動；⑤液壓站應經常保持清潔，防止灰塵、棉紗等雜物進入油箱。

圖2 液壓原理

圖3 G4KM1 接觸器

圖4 油泵電機電氣原理

5.2 定期保養要求

①定期緊固：液壓站在工作過程中由于空氣侵入系統、換向沖擊、管道自振、系統共振等原因，使管接頭和緊固螺釘松動。因此，要定期對出油口管接頭、軟管接頭和蓄能器接頭等緊固；②液壓站在首次使用6 個月后必須更換新液壓油，首次更換以后建議每一年清洗液壓站并更換一次液壓油，將油箱內腔、泵和油管等清洗干凈，然后將吸油濾油器放至干凈的油液內清洗，如污垢太多無法清理干凈，應更換新的吸油濾油器；③定期更換高壓過濾器濾芯，高壓過濾器經過一段時間的使用，固體雜質會嚴重的堵塞濾芯，影響過濾能力，使液壓泵產生噪聲、油溫升高、容積效率下降，如發現臟污指示器變為紅色，表明系統液壓油已變臟，必須清洗系統和更換新液壓油及過濾器濾芯；④定期檢查蓄能器，在液壓站工作時如發現保壓性能下降（導致電機頻繁起動），應檢查是否有管路泄漏或蓄能器被損壞，如蓄能器損壞應進行更換。

圖5 PLC 輸入

圖6 PLC 輸出

6 集裝箱專用門吊輪邊制動器常見故障分析及處理

（1）系統無法建壓。①泵反轉，改變電機相序；②油位過低無法吸油，給液壓站補油；③電磁閥有泄漏，清洗或更換電磁閥芯；④節流閥沒有擰緊，擰緊節流閥；⑤溢流閥卡滯，清洗或更換溢流閥；⑥單向閥有泄漏，更換單向閥；⑦泵出油口管路泄漏，查找泄漏點并排障。

（2）系統建壓無法達到額定值，電機不停。①溢流閥設定低，重新調整溢流閥；②壓力系統有泄漏，查找泄漏點并排障。

（3）系統建壓沒有達到額定值，電機停轉。壓力繼電器設定低，重新調整壓力繼電器壓力。

（4）電機頻繁啟動。①系統有泄漏，查找泄漏點并排障；②蓄能器損壞，更換蓄能器。

（5）電磁閥不動作。①電磁閥閥芯卡滯，拆下清洗或更換；②電磁閥線圈燒毀，更換線圈，電路故障，排查電路故障。

（6）油泵運行噪聲大。①油位過低無法吸油，給液壓站補油；②液壓油粘稠度過高，更換合適牌號的液壓油；③聯軸器不同心或尼龍套磨損，重新調整裝配或更換尼龍套。

7 結束語

輪邊制動器是集裝箱專用門吊重要防風裝置，通過這起集裝箱專用門吊大車輪邊制動器失效故障分析，介紹了其技術特性、工作原理及故障處置診斷方法，提出日常維護及定期保養要求及常見故障分析處理方法。只要在實踐中善于學習、善于總結、善于提高，就一定能夠把集裝箱專用門吊輪邊制動器使用好、保養好、維修好、管理好，確保集裝箱專用門吊作業安全。