探討空箱堆高機液壓系統異常形狀鐵屑故障排查與維護

摘要：空箱堆高機是集裝箱運輸的關鍵性設備，在碼頭、港口、鐵路、堆場內均有著廣泛應用，同時發揮著重要作用。內部的液壓系統為設備運行提供重要動力，一旦發生故障，會嚴重影響空箱堆高機的運行狀態，嚴重情況下還會發生安全事故。為了確保空箱堆高機液壓系統的正常運行，本文以液壓系統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象及產生原因，著重探究空箱堆高機液壓系統異常形狀鐵屑故障的排查方法和維護措施，以供參考。

關鍵詞：空箱堆高機；液壓系統；故障；維護

DOI：10.12433/zgkjtz.20231934

空箱堆高機的液壓系統主要包括工作裝置液壓系統和行走驅動液壓系統兩部分，二者在空箱堆高機運行中發揮著重要作用。但在實際工作過程中，由于空箱堆高機液壓系統的高強度運行狀態，很容易出現各類故障，例如，漏油等，會阻礙空箱堆高機的正常運行。其中，受運行偏移和摩擦的影響，會出現異常形狀鐵屑故障，影響空箱堆高機的運行，對此，要分析故障排查和維護措施。

一、空箱堆高機液壓系統異常形狀鐵屑故障現象及產生原因

空箱堆高機液壓系統中包括兩個相互獨立的液壓泵，為整個裝備的液壓執行元件提供運行動力，使得吊具完成任務動作，正常運行，實現集裝箱的堆存和裝卸等工作。空箱堆高機液壓系統中，電液控制系統為主要構成，可以智能化地跟進輸入的指令變化，進而有效控制液壓流量，保證設備運行的穩定性和高效性。但在實際運行過程中，常出現各類故障，異常形狀鐵屑故障是其中之一，該故障體現在液壓油箱的濾芯磁棒上附有大量鐵屑，會嚴重影響設備的穩定運行。

空箱堆高機液壓系統異常形狀鐵屑故障，表現為液壓油箱的濾芯中心的固定磁棒上附有大量的細長鐵屑。在該故障發生前，設備往往處于長期運行狀態，并在例行檢查維修中，由于不會有明顯的響聲或異常振動，因此不易被及時發現，設備在此過程中的運行情況也基本正常，運行速度、溫度、動力和壓力等相關數據監測均不會出現明顯的異常，如果不能及時排查故障情況，分析故障原因，采取相應的維護措施，將造成嚴重的安全事故。

在分析空箱堆高機液壓系統異常形狀鐵屑故障時，拆解起升油缸。將設備放置在安全且適合吊拆的場地下，降低油缸水平，確保內部的油全部回流到油箱內部，避免設備吊拆過程中出現漏油。在正式進行吊拆前，做好安全準備工作，將高空作業的安全防護品準備齊全，佩戴安全設施，并將作業現場圍蔽，使用正面吊、堆高機等吊裝設備進行吊拆作業，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，缸筒內會同時出現大量鐵屑，此時經過檢查檢測，便能發現柱塞桿的柱塞頭和導向支撐環有嚴重的磨損問題。空箱堆高機的起升機構包括多個組成部分，起升油缸主要采用直接升頂的作業方式，控制油壓以實現對起升油缸內外門架的升降控制，使門架在油缸傾斜動作下保持在2～4?的傾斜角度范圍內，由此觀察起升油缸在傾斜狀態下的工作情況，對接空箱和堆碼。

在起升油缸運行過程中，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，當門架傾斜角過大時，門架和起升貨物的中心會出現嚴重偏移，此時門架與起升油缸的連接部位作用力也會發生偏移，導致缸筒內的柱塞受力作用發生變化。在此過程中，如果支撐導向環受到嚴重磨環，厚度變薄，支撐和導向效果也會有所下降，難以發揮功能，柱塞頭會受到嚴重磨損。同時，在此過程中，缸筒內壁和柱塞頭之間會出現更大間隙，柱塞頭磨損在運行中不斷偏移，導油槽的倒角部分與缸筒內壁接觸，在不斷升降作業中，缸筒內壁被不斷摩擦切削，進而產生鐵屑。

二、空箱堆高機液壓系統異常形狀鐵屑故障的排查方法

引發空箱堆高機液壓系統故障的原因種類較多，具有一定的復雜特點，在排查空箱堆高機開展正式的液壓系統異常形狀鐵屑故障前，要充分掌握液壓系統的工作運轉原理，詳細了解空箱堆高機的液壓系統原理圖、結構說明書和過往的維修記錄，對液壓系統的實際運行狀態了然于心，保證空箱堆高機液壓系統維修檢測人員具備充足的知識儲備以及維修經驗。需注意的是，在沒有找到引發空箱堆高機液壓系統故障原因以及故障零部件之前，不可隨意拆卸液壓系統，避免造成液壓油泄露，引發污染，破壞密封組件，提高液壓系統發生疊加故障的概率。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

空箱堆高機的液壓系統由兩個處于獨立運行狀態的液壓泵發揮支撐作用，液壓泵的運行不當也會發生液壓系統異常形狀鐵屑故障，所以要對液壓泵進行排查檢修。液壓泵的動力輸出離不開變矩器的裝置驅動作用，一個液壓泵的實質作用為提供驅動力，促使升降功能零部件實現正常運轉，同時一些返回的液壓油可以流動旁邊通道剎車制動系統中的冷卻回路上，由此完成剎車制動系統的散熱工作，液壓油最終可以回傳至液壓油箱中。另一個液壓泵承擔的功能作用為空箱堆高機液壓系統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的正常運轉，其他液壓油會自動移動至升降功能零部件所處位置。

根據對呈切削形狀的鐵屑觀察，可以初步鎖定空箱堆高機發生故障的具體區域在旋轉零部件位置。當兩個同步旋轉的齒輪在經過與機器外殼的摩擦作用后產生一定的吸力作用，液壓泵由此產生泵油，液壓泵屬于高速旋轉的零部件，發生故障的概率較高。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高壓濾芯位置后，再運轉至控制閥組和發揮負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行拆卸檢查，可以發現并沒有出現任何鐵屑，由此表明液壓泵并沒有出現故障。

（二）液壓油箱和回油管路排查

為了盡快找到空箱堆高機液壓系統異常形狀鐵屑故障產生的具體原因，要詳細排查液壓油箱和回油管路。空箱堆高機中的液壓油箱位于機身的右端位置上，是空箱堆高機右側側板的重要組成部分。液壓油箱中包括液壓濾芯，作用是為過濾清洗液壓系統工作機構回油。當承擔多種功能負荷機構產生的鐵屑通過回油管路流通至液壓濾芯位置處時，會在短時間內被濾芯磁棒吸附。對空箱堆高機液壓油箱和回油管路的排查工作，要采取一定的拆檢措施，確保排查工作詳細完備。拆檢工作主要對空箱堆高機承擔液壓功能的零部件進行拆卸檢查，主要包括轉向零部件、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注空箱堆高機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，尚未發現鐵屑，由此可以確定空箱堆高機的液壓油箱和回油管路沒有故障。

（三）起升油缸排查

空箱堆高機的起升油缸呈垂直運轉狀態，柱塞頭的運動趨勢只可為單向，回程步驟要在自身重力或外力的支持作用下才得以完成。當柱塞油缸內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生許多鐵屑，所以當空箱堆高機液壓系統的起升油缸出現故障行為時，鐵屑出現的可能性較大。通過起升油缸回油油路的工作原理觀察發現，當油缸做下降運動時，控制操作手柄會向外輸送可變電流信號，使電磁閥開始運轉，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，一定會經過下降控制閥，鐵屑從油缸流出也必然經過此位置，所以部分鐵屑殘留的可能性較大。對起升油缸拆卸檢查發現，下降控制閥的內部位置有少量的鐵屑纏繞，基本可以認定為起升油缸是空箱堆高機液壓系統異常形狀鐵屑故障產生的具體位置。

（四）驅動橋剎車制動系統排查

驅動橋剎車制動系統的運轉模式是全封閉濕碟式，包括冷卻回路和制動回路，工作運轉介質主要依托液壓油。驅動橋制動的主要流程為：當腳剎閥處于打開狀態時，剎車盤在儲能器帶有液壓壓力的作用下，控制剎車鼓內活塞，對制動片做擠壓運動，促使制動輪轂剎住車輪。空箱堆高機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摩擦行為，冷卻油帶走全部熱量。在驅動橋剎車制動系統處于工作運轉狀態時，輪轂軸承會出現一定的磨損，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，在旋轉的過程中產生切削磨損行為，成卷曲狀的鐵屑由此出現。對驅動橋剎車制動系統的拆卸檢查工作是一個大工程，通過以往空箱堆高機液壓系統檢修記錄可知，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，詳細測量二者之間的距離后，發現仍處于規范要求的范疇內，可以排除驅動橋剎車制動系統發生故障的可能性。

三、空箱堆高機液壓系統異常形狀鐵屑故障的維護措施

（一）制定完善的維護標準和制度

空箱堆高機液壓系統出現異常形狀鐵屑故障，會嚴重影響系統的正常運行效果。為了確保空箱堆高機液壓系統的正常運行，避免出現故障，應首先制定完善的維護標準和維護制度。液壓系統維護標準的制定應基于空箱堆高機的實際工作環境、日常工作強度、工作期限和負載機構工作元件的使用期限等。空箱堆高機液壓系統管理人員和維護人員應通過閱讀設備維修說明書，全方位了解和把握維護重點，并以此為基礎，結合設備的實際使用情況，制定明確的維護標準和維護制度，規范和約束空箱堆高機液壓系統的維護行為，結合激勵制度、獎懲制度等，提升維護人員和管理人員的安全責任意識，促使維護人員在標準和制度的要求下完成日常維護工作，提升液壓系統的維護質量與效率，保證空箱堆高機液壓系統的正常運行。

（二）安排定期檢查標準

檢查標準的制定會直接影響日常設備系統檢查效果。在空箱堆高機液壓系統日常維護檢查的過程中，明確定期檢查的標準，可確保工作的有序進行，及時發現液壓系統內存在的問題或潛在隱患，采取維護維修措施，最大限度上減少故障損失，避免出現安全事故。在確定定期檢查標準的過程中，應根據實際的空箱堆高機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準等，盡可能排除各類安全隱患問題，為設備后續的維護和檢修工作提供重要的參考依據。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準

空箱堆高機液壓系統運行過程中，內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，使其在液壓系統的內部出現各類碎片，如果未及時維護和更換，將會影響正常運行，甚至污染系統內部空間，進一步加深密封件的磨損程度，出現液壓系統滲油問題，縮短液壓元件的使用壽命。因此，明確檢查維護標準后，還要進一步制定維修更換標準，根據液壓系統的實際工作強度和運行情況，明確更換標準，確保液壓系統的維修更換工作按規定標準進行，以此提升設備系統維修質量與效率，降低系統的維護成本，提高經濟收益。

（四）做好維護資料的歸檔

所有維護過程的記錄均為后續維護工作和系統運行情況的判斷奠定基礎，因此，為了確保維護效果，發揮重要作用，還必須做好維護資料的歸檔工作。在液壓系統維護、檢查和更換等工作完成后，及時記錄相關內容，確保記錄內容的完整性和真實性，并及時整理歸檔，以便相關管理人員和維護人員可以參考資料，總結液壓系統的故障規律和維護重點，分析液壓元件、密封件等的使用周期，以此確定更換周期，確保維護工作系統化進行。

四、結語

綜上所述，空箱堆高機運行過程中，液壓系統發揮著重要的動力作用。但受到運行環境和運行強度的影響，液壓系統很可能出現各類故障，其中，異常形狀鐵屑故障會嚴重阻礙空箱堆高機的正常運行，如果不加強檢查維護，還可能引發安全問題，因此，在故障排查過程中，應注意分別排查，確保排查詳細全面，在維護過程中明確相關標準，保證維護工作有序進行，以此確保空箱堆高機的運行效果。

參考文獻：

[1]劉成明.空箱堆高機液壓系統異常形狀鐵屑故障排查與維護[J].集裝箱化，2022，33（11）：18-21.

[2]趙頓，張力平，郭鵬程.全液壓集裝箱空箱堆高機傳動系統研究[J].南方農機，2021，52（24）：137-140.

[3]陳陽鋒，樓桂龍.集裝箱空箱堆高機吊具自動側移故障及其解決途徑[J].集裝箱化，2020，31（06）：16-18.

[4]田來.集裝箱空箱堆高機液壓系統漏油對策[J].設備管理與維修，2018（17）：61-62.

[5]尤志軒，張洪明.集裝箱空箱堆高機的結構特征及維護檢查要點[J].工程機械與維修，2017（02）：48-49.

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