船用裝卸臂電液系統(tǒng)故障診斷和預(yù)防性維修

王健生

（海南八所港務(wù)有限責(zé)任公司，海南東方 572600）

0 引言

在船用裝卸臂的工作中，常出現(xiàn)裝卸臂不工作或不停止工作的兩種極端現(xiàn)象。由于裝卸臂多為電控液壓驅(qū)動(dòng)，相對于機(jī)械部分而言，電液系統(tǒng)的故障發(fā)生機(jī)理復(fù)雜，如果維修人員不了解電液系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和原理，在處理故障過程較難明確方向，從而影響故障處理時(shí)間，影響作業(yè)效率。

1 電控液壓系統(tǒng)在船用裝卸臂運(yùn)行中的功能

1.1 電控系統(tǒng)功能

電控系統(tǒng)主要由電控柜、遙控裝置、防爆裝置、感應(yīng)報(bào)警裝置、控制電纜等組成。該電控系統(tǒng)采用PLC 控制，利用微機(jī)及軟件，根據(jù)工藝流程編制程序，并輸入到中央處理器中，自動(dòng)控制多臺裝卸臂的運(yùn)行，其具有報(bào)警功能、信息顯示功能、自動(dòng)檢測、限位開關(guān)、開機(jī)全過程監(jiān)測功能。具體來說電控系統(tǒng)具有以下功能：

（1）控制液壓泵電機(jī)的啟動(dòng)、停止。

（2）通過遙控裝置或電控柜操作面板實(shí)現(xiàn)船用裝卸臂內(nèi)臂俯仰、外臂伸縮及水平回轉(zhuǎn)等運(yùn)動(dòng)。

（3）系統(tǒng)配有手控、無線遙控裝置，可以在碼頭及油船上對臂進(jìn)行操作，實(shí)現(xiàn)對裝卸臂的遙控控制功能。

（4）可隨時(shí)送電單獨(dú)操作多臺裝卸臂中的任意一臺。在給定操作范圍內(nèi)作水平轉(zhuǎn)動(dòng)，內(nèi)臂的下俯與后仰，外臂的伸展與收縮運(yùn)動(dòng)，以調(diào)整三維接頭的空間位置，保證裝卸臂與油船的正確對接。

（5）實(shí)現(xiàn)限位報(bào)警功能，裝卸臂運(yùn)動(dòng)到各極限位置或當(dāng)裝卸臂隨油船漂移至極限位置時(shí)，控制系統(tǒng)均有燈、鈴報(bào)警，提醒操作或值班人員注意，油船回位后，報(bào)警可自動(dòng)解除。

（6）系統(tǒng)帶ERC（Emergency detachment device，緊急脫離裝置）控制，該控制也有兩種方式：手動(dòng)和自動(dòng)。手動(dòng)是按測試按鈕實(shí)現(xiàn)快速脫離裝置脫離，自動(dòng)是當(dāng)船漂移后，超出限位允許的范圍，可能造成危險(xiǎn)時(shí)，即超限位動(dòng)作，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)緊急脫離。發(fā)生緊急脫離后，緊急脫離頭通過液壓裝置實(shí)現(xiàn)脫開，延時(shí)幾秒后，內(nèi)臂上升0.5 s，外臂下浮1 s，實(shí)現(xiàn)與船脫開一段距離。注意：保證機(jī)械部分液壓和驅(qū)動(dòng)能夠?qū)崿F(xiàn)在輸油臂失重狀態(tài)下，能夠動(dòng)作正常。

（7）電控系統(tǒng)各臺臂的控制電路均具有互換性，一旦某臂控制電路失靈，可借用其他臂的控制電路進(jìn)行應(yīng)急操作。

1.2 液壓系統(tǒng)功能

液壓系統(tǒng)主要由液壓總站、液壓分站、ERS 安全閥箱（配ERC 裝卸臂）、驅(qū)動(dòng)裝置以及液壓附件等組成。

（1）液壓總站。液壓總站為整個(gè)液壓系統(tǒng)提供動(dòng)力。防爆電機(jī)帶動(dòng)齒輪泵旋轉(zhuǎn)，輸出壓力油送入控制箱的閥組中。油泵輸出的最大壓力由溢流閥調(diào)定。手動(dòng)泵是為了防止一旦油泵出現(xiàn)故障或停電等情況，可以用手動(dòng)泵應(yīng)急操作。油泵輸出油的壓力由壓力表顯示。

（2）液壓分站。液壓分站多數(shù)情況安裝于設(shè)備本體上或設(shè)備附近。其箱內(nèi)裝有4 組閥組，通過換向閥的換向來控制臂的動(dòng)作；單向節(jié)流閥用于控制臂動(dòng)作時(shí)的運(yùn)動(dòng)速度；驅(qū)動(dòng)狀態(tài)時(shí)可通過換向閥的換向完成臂的水平轉(zhuǎn)動(dòng)和內(nèi)外臂的上下運(yùn)動(dòng)；自由狀態(tài)時(shí)則通過3 組閥組中的橋式單向閥把每組閥所控制油缸的A、B 腔連通，以便使臂處于浮動(dòng)狀態(tài)，換向閥還可控制緊急脫離的連接和脫離狀態(tài)。

1.3 驅(qū)動(dòng)裝置功能

裝卸臂配備4 套液壓驅(qū)動(dòng)裝置，分別是內(nèi)臂俯仰、外臂伸縮、水平旋轉(zhuǎn)以及快速脫離。通過電液控制系統(tǒng)的操作，前3 套裝置驅(qū)動(dòng)裝卸臂在包絡(luò)范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)，后一套裝置實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)裝卸臂與油船在緊急情況下快速脫離。

2 裝卸臂電液系統(tǒng)故障診斷與排除

裝卸臂電控液壓系統(tǒng)的故障多表現(xiàn)為電控元件和液壓零件的功能性故障。因此診斷過程需要結(jié)合運(yùn)行原理、控制電路、油路分析逐步推導(dǎo)順藤摸瓜，才能找出故障原因，排除故障是一個(gè)復(fù)雜的邏輯推理過程。在實(shí)際的故障排查工作中，有的元件故障比較隱蔽，而元件之間不是孤立存在，其作用相互關(guān)聯(lián)。因此掌握元件的故障特征以及元件的相關(guān)作用機(jī)理，并且不斷總結(jié)形成經(jīng)驗(yàn)積累，是提高故障診斷的精準(zhǔn)性和提高維修效率的必修之課。以下就是多年來關(guān)于裝卸臂電液系統(tǒng)維修的工作經(jīng)驗(yàn)積累。

液壓系統(tǒng)常見故障原因及排除措施見表1，電控系統(tǒng)常見故障原因及排除措施見表2。

表1 液壓系統(tǒng)常見故障原因及排除措施

表2 電控系統(tǒng)常見故障原因及排除措施

3 預(yù)防性維修手段

（1）通過追溯近些年來的裝卸臂的設(shè)備履歷和維修記錄發(fā)現(xiàn)，裝卸臂電控液壓系統(tǒng)80%以上的故障是由于油液中的外來污染導(dǎo)致元件失效造成的。因此必須制定換油周期，油液的初次更換應(yīng)在系統(tǒng)投用3～5 個(gè)月后進(jìn)行，正常使用后為12～18 個(gè)月更換一次。換油時(shí)應(yīng)打開油箱側(cè)蓋，將油箱清理干凈。注油時(shí)應(yīng)使用濾油方式注油，以確保油液的純凈。定期（2～3 個(gè)月）對液壓站回油濾油器的濾芯進(jìn)行檢查，輕微堵塞可用干凈的煤油清洗，堵塞嚴(yán)重應(yīng)更換濾芯。

此外在穩(wěn)定運(yùn)行階段，通過油液日常監(jiān)測檢測手段，及時(shí)跟蹤系統(tǒng)運(yùn)行規(guī)律，防患于未然，進(jìn)行預(yù)防性的保養(yǎng)維修，嚴(yán)禁油液劣化后的滅火式搶修模式。

（2）建立電液系統(tǒng)故障處理大數(shù)據(jù)。快速精準(zhǔn)地尋找故障點(diǎn)、確定故障原因并排除故障，是船用裝卸臂電液系統(tǒng)故障診斷的精華所在，也是各港口設(shè)備技術(shù)人員一直在研究的問題。在設(shè)備維護(hù)工作當(dāng)中，機(jī)、電、液壓等明確分工提高了設(shè)備維護(hù)的專業(yè)性，同時(shí)也忽略了系統(tǒng)性的技術(shù)積累和分享，從而使得相同的故障重復(fù)發(fā)生，造成不必要的人力物力財(cái)力損失。作為一名專業(yè)技術(shù)人員，要注重整理日常的故障現(xiàn)象和排除方法，并形成成熟的故障診斷思路，把多年來在實(shí)踐中經(jīng)驗(yàn)形成技術(shù)積累并及時(shí)組織培訓(xùn)和分享，未雨綢繆，做好預(yù)防性維護(hù)。同時(shí)各港口管理人員還應(yīng)建立激勵(lì)機(jī)制，鼓勵(lì)設(shè)備維護(hù)人員形成總結(jié)分享經(jīng)驗(yàn)的習(xí)慣，把日常工作中遇到的新問題和處理技巧收集整理形成知識庫，在技術(shù)人員及維修人員中形成傳幫帶的知識共享氛圍。此外針對實(shí)際維修中的疑難雜癥，也不能機(jī)械地套用案例，必要時(shí)還需要組織相關(guān)人員集思廣益會(huì)診故障，尋求妥善的解決方案。

4 結(jié)束語

綜上所述，做好船用裝卸臂電液系統(tǒng)的維修不僅要掌握電路、油路的基本機(jī)理，更需要總結(jié)分享經(jīng)驗(yàn)，把每一個(gè)人的智慧凝聚為財(cái)富。因此各級人員要善于總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、形成技術(shù)積累，提高預(yù)防性維修水平，預(yù)防和減少故障的發(fā)生，只有這樣才能確保船用裝卸臂安全可靠地運(yùn)行。