探討空箱堆高機(jī)液壓系統(tǒng)異常形狀鐵屑故障排查與維護(hù)

摘要：空箱堆高機(jī)是集裝箱運(yùn)輸?shù)年P(guān)鍵性設(shè)備，在碼頭、港口、鐵路、堆場內(nèi)均有著廣泛應(yīng)用，同時發(fā)揮著重要作用。內(nèi)部的液壓系統(tǒng)為設(shè)備運(yùn)行提供重要動力，一旦發(fā)生故障，會嚴(yán)重影響空箱堆高機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，嚴(yán)重情況下還會發(fā)生安全事故。為了確保空箱堆高機(jī)液壓系統(tǒng)的正常運(yùn)行，本文以液壓系統(tǒng)異常形狀鐵屑故障為重點研究對象，分析異常形狀鐵屑故障現(xiàn)象及產(chǎn)生原因，著重探究空箱堆高機(jī)液壓系統(tǒng)異常形狀鐵屑故障的排查方法和維護(hù)措施，以供參考。

關(guān)鍵詞：空箱堆高機(jī)；液壓系統(tǒng)；故障；維護(hù)

DOI：10.12433/zgkjtz.20231934

空箱堆高機(jī)的液壓系統(tǒng)主要包括工作裝置液壓系統(tǒng)和行走驅(qū)動液壓系統(tǒng)兩部分，二者在空箱堆高機(jī)運(yùn)行中發(fā)揮著重要作用。但在實際工作過程中，由于空箱堆高機(jī)液壓系統(tǒng)的高強(qiáng)度運(yùn)行狀態(tài)，很容易出現(xiàn)各類故障，例如，漏油等，會阻礙空箱堆高機(jī)的正常運(yùn)行。其中，受運(yùn)行偏移和摩擦的影響，會出現(xiàn)異常形狀鐵屑故障，影響空箱堆高機(jī)的運(yùn)行，對此，要分析故障排查和維護(hù)措施。

一、空箱堆高機(jī)液壓系統(tǒng)異常形狀鐵屑故障現(xiàn)象及產(chǎn)生原因

空箱堆高機(jī)液壓系統(tǒng)中包括兩個相互獨(dú)立的液壓泵，為整個裝備的液壓執(zhí)行元件提供運(yùn)行動力，使得吊具完成任務(wù)動作，正常運(yùn)行，實現(xiàn)集裝箱的堆存和裝卸等工作。空箱堆高機(jī)液壓系統(tǒng)中，電液控制系統(tǒng)為主要構(gòu)成，可以智能化地跟進(jìn)輸入的指令變化，進(jìn)而有效控制液壓流量，保證設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性和高效性。但在實際運(yùn)行過程中，常出現(xiàn)各類故障，異常形狀鐵屑故障是其中之一，該故障體現(xiàn)在液壓油箱的濾芯磁棒上附有大量鐵屑，會嚴(yán)重影響設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。

空箱堆高機(jī)液壓系統(tǒng)異常形狀鐵屑故障，表現(xiàn)為液壓油箱的濾芯中心的固定磁棒上附有大量的細(xì)長鐵屑。在該故障發(fā)生前，設(shè)備往往處于長期運(yùn)行狀態(tài)，并在例行檢查維修中，由于不會有明顯的響聲或異常振動，因此不易被及時發(fā)現(xiàn)，設(shè)備在此過程中的運(yùn)行情況也基本正常，運(yùn)行速度、溫度、動力和壓力等相關(guān)數(shù)據(jù)監(jiān)測均不會出現(xiàn)明顯的異常，如果不能及時排查故障情況，分析故障原因，采取相應(yīng)的維護(hù)措施，將造成嚴(yán)重的安全事故。

在分析空箱堆高機(jī)液壓系統(tǒng)異常形狀鐵屑故障時，拆解起升油缸。將設(shè)備放置在安全且適合吊拆的場地下，降低油缸水平，確保內(nèi)部的油全部回流到油箱內(nèi)部，避免設(shè)備吊拆過程中出現(xiàn)漏油。在正式進(jìn)行吊拆前，做好安全準(zhǔn)備工作，將高空作業(yè)的安全防護(hù)品準(zhǔn)備齊全，佩戴安全設(shè)施，并將作業(yè)現(xiàn)場圍蔽，使用正面吊、堆高機(jī)等吊裝設(shè)備進(jìn)行吊拆作業(yè)，使起升油缸放置在安全位置。在拆除時，先拆除油缸端蓋，將缸筒和柱塞桿分離，拉出柱塞桿時，缸筒內(nèi)會同時出現(xiàn)大量鐵屑，此時經(jīng)過檢查檢測，便能發(fā)現(xiàn)柱塞桿的柱塞頭和導(dǎo)向支撐環(huán)有嚴(yán)重的磨損問題。空箱堆高機(jī)的起升機(jī)構(gòu)包括多個組成部分，起升油缸主要采用直接升頂?shù)淖鳂I(yè)方式，控制油壓以實現(xiàn)對起升油缸內(nèi)外門架的升降控制，使門架在油缸傾斜動作下保持在2～4?的傾斜角度范圍內(nèi)，由此觀察起升油缸在傾斜狀態(tài)下的工作情況，對接空箱和堆碼。

在起升油缸運(yùn)行過程中，門架的傾斜角度和貨物吊起的高度會直接影響起升時的載荷承受程度，當(dāng)門架傾斜角過大時，門架和起升貨物的中心會出現(xiàn)嚴(yán)重偏移，此時門架與起升油缸的連接部位作用力也會發(fā)生偏移，導(dǎo)致缸筒內(nèi)的柱塞受力作用發(fā)生變化。在此過程中，如果支撐導(dǎo)向環(huán)受到嚴(yán)重磨環(huán)，厚度變薄，支撐和導(dǎo)向效果也會有所下降，難以發(fā)揮功能，柱塞頭會受到嚴(yán)重磨損。同時，在此過程中，缸筒內(nèi)壁和柱塞頭之間會出現(xiàn)更大間隙，柱塞頭磨損在運(yùn)行中不斷偏移，導(dǎo)油槽的倒角部分與缸筒內(nèi)壁接觸，在不斷升降作業(yè)中，缸筒內(nèi)壁被不斷摩擦切削，進(jìn)而產(chǎn)生鐵屑。

二、空箱堆高機(jī)液壓系統(tǒng)異常形狀鐵屑故障的排查方法

引發(fā)空箱堆高機(jī)液壓系統(tǒng)故障的原因種類較多，具有一定的復(fù)雜特點，在排查空箱堆高機(jī)開展正式的液壓系統(tǒng)異常形狀鐵屑故障前，要充分掌握液壓系統(tǒng)的工作運(yùn)轉(zhuǎn)原理，詳細(xì)了解空箱堆高機(jī)的液壓系統(tǒng)原理圖、結(jié)構(gòu)說明書和過往的維修記錄，對液壓系統(tǒng)的實際運(yùn)行狀態(tài)了然于心，保證空箱堆高機(jī)液壓系統(tǒng)維修檢測人員具備充足的知識儲備以及維修經(jīng)驗。需注意的是，在沒有找到引發(fā)空箱堆高機(jī)液壓系統(tǒng)故障原因以及故障零部件之前，不可隨意拆卸液壓系統(tǒng)，避免造成液壓油泄露，引發(fā)污染，破壞密封組件，提高液壓系統(tǒng)發(fā)生疊加故障的概率。總體來說，要最大程度上避免空箱堆高機(jī)維修排查工作存在盲目性與隨意性行為，減少對故障位置作出錯誤判斷的行為。

（一）液壓泵排查

空箱堆高機(jī)的液壓系統(tǒng)由兩個處于獨(dú)立運(yùn)行狀態(tài)的液壓泵發(fā)揮支撐作用，液壓泵的運(yùn)行不當(dāng)也會發(fā)生液壓系統(tǒng)異常形狀鐵屑故障，所以要對液壓泵進(jìn)行排查檢修。液壓泵的動力輸出離不開變矩器的裝置驅(qū)動作用，一個液壓泵的實質(zhì)作用為提供驅(qū)動力，促使升降功能零部件實現(xiàn)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，同時一些返回的液壓油可以流動旁邊通道剎車制動系統(tǒng)中的冷卻回路上，由此完成剎車制動系統(tǒng)的散熱工作，液壓油最終可以回傳至液壓油箱中。另一個液壓泵承擔(dān)的功能作用為空箱堆高機(jī)液壓系統(tǒng)的其他功能零部件提供動力支持，以及完成儲能器供油工作，儲能器提供必要的壓力支撐駐車制動器和行車制動器伺服系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，其他液壓油會自動移動至升降功能零部件所處位置。

根據(jù)對呈切削形狀的鐵屑觀察，可以初步鎖定空箱堆高機(jī)發(fā)生故障的具體區(qū)域在旋轉(zhuǎn)零部件位置。當(dāng)兩個同步旋轉(zhuǎn)的齒輪在經(jīng)過與機(jī)器外殼的摩擦作用后產(chǎn)生一定的吸力作用，液壓泵由此產(chǎn)生泵油，液壓泵屬于高速旋轉(zhuǎn)的零部件，發(fā)生故障的概率較高。通過衡量油路的具體流動方向，液壓泵的輸油過程中是先到達(dá)高壓濾芯位置后，再運(yùn)轉(zhuǎn)至控制閥組和發(fā)揮負(fù)荷承載的零部件位置，同時對液壓泵的輸油油路高壓濾芯進(jìn)行拆卸檢查，可以發(fā)現(xiàn)并沒有出現(xiàn)任何鐵屑，由此表明液壓泵并沒有出現(xiàn)故障。

（二）液壓油箱和回油管路排查

為了盡快找到空箱堆高機(jī)液壓系統(tǒng)異常形狀鐵屑故障產(chǎn)生的具體原因，要詳細(xì)排查液壓油箱和回油管路。空箱堆高機(jī)中的液壓油箱位于機(jī)身的右端位置上，是空箱堆高機(jī)右側(cè)側(cè)板的重要組成部分。液壓油箱中包括液壓濾芯，作用是為過濾清洗液壓系統(tǒng)工作機(jī)構(gòu)回油。當(dāng)承擔(dān)多種功能負(fù)荷機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的鐵屑通過回油管路流通至液壓濾芯位置處時，會在短時間內(nèi)被濾芯磁棒吸附。對空箱堆高機(jī)液壓油箱和回油管路的排查工作，要采取一定的拆檢措施，確保排查工作詳細(xì)完備。拆檢工作主要對空箱堆高機(jī)承擔(dān)液壓功能的零部件進(jìn)行拆卸檢查，主要包括轉(zhuǎn)向零部件、升降零部件、制動冷卻零部件以及油管的接頭位置，拆卸檢查工作要重點關(guān)注空箱堆高機(jī)的油口位置和閥口位置是否含有殘存鐵屑。通過排查液壓油箱和回油管路，尚未發(fā)現(xiàn)鐵屑，由此可以確定空箱堆高機(jī)的液壓油箱和回油管路沒有故障。

（三）起升油缸排查

空箱堆高機(jī)的起升油缸呈垂直運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，柱塞頭的運(yùn)動趨勢只可為單向，回程步驟要在自身重力或外力的支持作用下才得以完成。當(dāng)柱塞油缸內(nèi)部存在一定的磨損情況時，并不會干擾其升降功能，但在這一過程中會產(chǎn)生許多鐵屑，所以當(dāng)空箱堆高機(jī)液壓系統(tǒng)的起升油缸出現(xiàn)故障行為時，鐵屑出現(xiàn)的可能性較大。通過起升油缸回油油路的工作原理觀察發(fā)現(xiàn)，當(dāng)油缸做下降運(yùn)動時，控制操作手柄會向外輸送可變電流信號，使電磁閥開始運(yùn)轉(zhuǎn)，與伺服油路相連接，在伺服油路主閥的控制作用下，液壓油移動至液壓油箱。液壓油流動的過程中，一定會經(jīng)過下降控制閥，鐵屑從油缸流出也必然經(jīng)過此位置，所以部分鐵屑?xì)埩舻目赡苄暂^大。對起升油缸拆卸檢查發(fā)現(xiàn)，下降控制閥的內(nèi)部位置有少量的鐵屑纏繞，基本可以認(rèn)定為起升油缸是空箱堆高機(jī)液壓系統(tǒng)異常形狀鐵屑故障產(chǎn)生的具體位置。

（四）驅(qū)動橋剎車制動系統(tǒng)排查

驅(qū)動橋剎車制動系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)模式是全封閉濕碟式，包括冷卻回路和制動回路，工作運(yùn)轉(zhuǎn)介質(zhì)主要依托液壓油。驅(qū)動橋制動的主要流程為：當(dāng)腳剎閥處于打開狀態(tài)時，剎車盤在儲能器帶有液壓壓力的作用下，控制剎車鼓內(nèi)活塞，對制動片做擠壓運(yùn)動，促使制動輪轂剎住車輪。空箱堆高機(jī)剎車所用的油壓由制動回路支持，冷卻回路在制動時會同步出現(xiàn)摩擦行為，冷卻油帶走全部熱量。在驅(qū)動橋剎車制動系統(tǒng)處于工作運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時，輪轂軸承會出現(xiàn)一定的磨損，剎車活塞和輪轂之間的距離有所縮短，剎車活塞與花鍵齒直接接觸，在旋轉(zhuǎn)的過程中產(chǎn)生切削磨損行為，成卷曲狀的鐵屑由此出現(xiàn)。對驅(qū)動橋剎車制動系統(tǒng)的拆卸檢查工作是一個大工程，通過以往空箱堆高機(jī)液壓系統(tǒng)檢修記錄可知，輪轂齒和剎車活塞存在磨損情況的主要原因是輪轂的軸承有磨損情況，詳細(xì)測量二者之間的距離后，發(fā)現(xiàn)仍處于規(guī)范要求的范疇內(nèi)，可以排除驅(qū)動橋剎車制動系統(tǒng)發(fā)生故障的可能性。

三、空箱堆高機(jī)液壓系統(tǒng)異常形狀鐵屑故障的維護(hù)措施

（一）制定完善的維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)和制度

空箱堆高機(jī)液壓系統(tǒng)出現(xiàn)異常形狀鐵屑故障，會嚴(yán)重影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行效果。為了確保空箱堆高機(jī)液壓系統(tǒng)的正常運(yùn)行，避免出現(xiàn)故障，應(yīng)首先制定完善的維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)和維護(hù)制度。液壓系統(tǒng)維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)的制定應(yīng)基于空箱堆高機(jī)的實際工作環(huán)境、日常工作強(qiáng)度、工作期限和負(fù)載機(jī)構(gòu)工作元件的使用期限等。空箱堆高機(jī)液壓系統(tǒng)管理人員和維護(hù)人員應(yīng)通過閱讀設(shè)備維修說明書，全方位了解和把握維護(hù)重點，并以此為基礎(chǔ)，結(jié)合設(shè)備的實際使用情況，制定明確的維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)和維護(hù)制度，規(guī)范和約束空箱堆高機(jī)液壓系統(tǒng)的維護(hù)行為，結(jié)合激勵制度、獎懲制度等，提升維護(hù)人員和管理人員的安全責(zé)任意識，促使維護(hù)人員在標(biāo)準(zhǔn)和制度的要求下完成日常維護(hù)工作，提升液壓系統(tǒng)的維護(hù)質(zhì)量與效率，保證空箱堆高機(jī)液壓系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

（二）安排定期檢查標(biāo)準(zhǔn)

檢查標(biāo)準(zhǔn)的制定會直接影響日常設(shè)備系統(tǒng)檢查效果。在空箱堆高機(jī)液壓系統(tǒng)日常維護(hù)檢查的過程中，明確定期檢查的標(biāo)準(zhǔn)，可確保工作的有序進(jìn)行，及時發(fā)現(xiàn)液壓系統(tǒng)內(nèi)存在的問題或潛在隱患，采取維護(hù)維修措施，最大限度上減少故障損失，避免出現(xiàn)安全事故。在確定定期檢查標(biāo)準(zhǔn)的過程中，應(yīng)根據(jù)實際的空箱堆高機(jī)工作時長和頻率等情況，制定明確的檢查時間、檢查重點和檢查記錄標(biāo)準(zhǔn)等，盡可能排除各類安全隱患問題，為設(shè)備后續(xù)的維護(hù)和檢修工作提供重要的參考依據(jù)。通過定期檢查工作，幫助管理人員和維修人員確定重點的維修項目，控制維修間隔和時間，并制定明確合理的檢修計劃。

（三）制定定期維修更換標(biāo)準(zhǔn)

空箱堆高機(jī)液壓系統(tǒng)運(yùn)行過程中，內(nèi)部元件很容易相互摩擦，形成密封件磨損物和金屬磨損物等，使其在液壓系統(tǒng)的內(nèi)部出現(xiàn)各類碎片，如果未及時維護(hù)和更換，將會影響正常運(yùn)行，甚至污染系統(tǒng)內(nèi)部空間，進(jìn)一步加深密封件的磨損程度，出現(xiàn)液壓系統(tǒng)滲油問題，縮短液壓元件的使用壽命。因此，明確檢查維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)后，還要進(jìn)一步制定維修更換標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)液壓系統(tǒng)的實際工作強(qiáng)度和運(yùn)行情況，明確更換標(biāo)準(zhǔn)，確保液壓系統(tǒng)的維修更換工作按規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，以此提升設(shè)備系統(tǒng)維修質(zhì)量與效率，降低系統(tǒng)的維護(hù)成本，提高經(jīng)濟(jì)收益。

（四）做好維護(hù)資料的歸檔

所有維護(hù)過程的記錄均為后續(xù)維護(hù)工作和系統(tǒng)運(yùn)行情況的判斷奠定基礎(chǔ)，因此，為了確保維護(hù)效果，發(fā)揮重要作用，還必須做好維護(hù)資料的歸檔工作。在液壓系統(tǒng)維護(hù)、檢查和更換等工作完成后，及時記錄相關(guān)內(nèi)容，確保記錄內(nèi)容的完整性和真實性，并及時整理歸檔，以便相關(guān)管理人員和維護(hù)人員可以參考資料，總結(jié)液壓系統(tǒng)的故障規(guī)律和維護(hù)重點，分析液壓元件、密封件等的使用周期，以此確定更換周期，確保維護(hù)工作系統(tǒng)化進(jìn)行。

四、結(jié)語

綜上所述，空箱堆高機(jī)運(yùn)行過程中，液壓系統(tǒng)發(fā)揮著重要的動力作用。但受到運(yùn)行環(huán)境和運(yùn)行強(qiáng)度的影響，液壓系統(tǒng)很可能出現(xiàn)各類故障，其中，異常形狀鐵屑故障會嚴(yán)重阻礙空箱堆高機(jī)的正常運(yùn)行，如果不加強(qiáng)檢查維護(hù)，還可能引發(fā)安全問題，因此，在故障排查過程中，應(yīng)注意分別排查，確保排查詳細(xì)全面，在維護(hù)過程中明確相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，保證維護(hù)工作有序進(jìn)行，以此確保空箱堆高機(jī)的運(yùn)行效果。

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作者簡介：何俊巖（1979），男，浙江省金華市人，本科學(xué)歷，工程師，主要研究方向為港口機(jī)械及自動化。