HWTW—160/64液压拖缆机的一个非典型故障

文/交通运输部东海救助局115轮 龚振华 李治国

某轮为我国最先进的专业救助船舶，其配备的 HWTW—160/64×2型液压拖缆机分上下两个卷筒，额定拉力在第一级速度时可达到1600KN，刹车力3000KN，容绳量∮64×1010米(钢缆)，配有3个双速液压马达，可在驾驶台遥控操纵和机旁就地操纵，功能强大，在历次重大救助任务中屡立战功。

1 故障现象

在一次使用中，发现在机旁操控台按下上滚筒离合器合上按钮时上滚筒离合器合不上，随即转至驾驶台遥控操纵，亦然。由于任务紧急，当时没有仔细检查，马上手操应急操控箱上对应的电磁阀操纵杠，所幸还能合上上滚筒离合器，让设备投入正常使用。

事后，对拖缆机进行了细致的检查，发现不仅上滚筒离合器合不上、脱不开，上滚筒的刹车 ON/OFF功能、下滚筒的棘轮 ON/OFF功能也是时来时不来。

2 故障分析

手操应急操控箱上对应的电磁阀操纵杠，让副泵过来的压力油直接进入各执行液压油缸，上滚筒离合器、上滚筒刹车、下滚筒棘轮各种功能正常。由此可初步判断拖缆机的液压部分功能正常，故障应出在电气控制部分，并且不应该在某个单回路上，应是在其共用部分上。

查电气图纸，这几个电磁阀都是由同一个 PLC的同一个输出模块直接输出各对应电信号，接通各电磁阀间的电回路来实现对电磁阀的控制（如上图）。逐个检查这个PLC的各个输入值与电源，未发现异常。检查这个输出模块的输出，发现在操控台按下上滚筒离合器合上按钮，对应的输出模块上的 5.00号灯常亮，但上滚筒离合器的控制电磁阀无动作。按下上滚筒的刹车ON按钮，其对应的输出模块上的5.04号灯亮，上滚筒的刹车动作时，刹车动作到位后，5.04号灯灭；上滚筒的刹车不动作时，5.04号灯常亮。这个输出模块的其他几个相关的输出亦是。

由此可见，PLC的输出正常，那问题似乎出在电磁阀上。但是不太可能几个电磁阀同时出问题，并且当中还有几个电磁阀还是偶有动作。百思不得其解。只好拆下上滚筒离合器合上的控制电磁阀线圈电线的连接插头，测量两根线的电压。经反复测量，在5.00号灯亮时，其电压降为 DC24.1V，符合说明书要求。

这两根线是从机舱控制箱里的专供控制回路用的变压器的输出线经 PLC后直接引过来的，测量其变压器输出电压，DC24.7V正常。测量其经 PLC后的线间电压，DC24.4V正常。

既然到电磁阀前的电压正常，那似乎只有电磁阀的问题了。测量各电磁阀的电阻，基本都在 9欧姆左右，但上滚筒离合器合上的控制电磁阀线圈烧毁。其实也不难理解，离合器一直没合上，那么 PLC就一直输出合上指令不撤销，电磁阀一直处于得电状态但又没动作，时间长了烧毁电磁阀亦是必然。换上新的电磁阀后试验，倒是有所改观，偶尔也会合上，变成跟其他几个不正常的一样的故障现象，时能合上离合器，有时又不能合上。

既然到电磁阀前的电压正常，电磁阀的线圈也正常，那似乎只有一种解释了，就是电池阀的阀芯内部有垃圾卡阻。但每次手操电磁阀的操纵杆，各功能又都正常，似乎又不像阀芯内部有垃圾卡阻。既然有怀疑，就先排除，拆下电磁阀解体，未发现有任何外来垃圾。

由此得出以下结论：

1.PLC输出正常；

2.到电磁阀前的电压正常；

3.电磁阀的线圈正常；

4.电磁阀的其他部件也正常。如果这些都是正确的，那毫无疑问，电磁阀就应该正常工作。但实际情况又并非如此。

那么，可以得出新的结论，前面4点中，必有某一点是不对的。最后得出结论是：

1.再次确认PLC的输出正常；

2.再次测量电磁阀线圈前的电压，这次“偷了一回懒”，没有拔下电磁阀线圈的连接插头，而是在其前面的接线盒的接线桩上直接测量其端电压。当 PLC的输出模块的 5.00号灯亮时，其接线桩间的电压却只有20.6V?!也就是说，再考虑从接线桩到电磁阀线圈间还有1米长的连接线，到电磁阀线圈前的电压可能都不到 20.6V。这与说明书上要求的不低于23V有明显的差距。

这就很清楚了。由于从机舱控制箱到拖缆机机旁接线盒间有几十米长的电线连接，从实际的测量数据来看，这段电线有 0.5欧姆以上的电阻值。先前拔掉连接插头测量端电压，这段电线的电阻不起作用，所以测量出来的电压有 24.1V。而当电磁阀通电时，由于电磁阀的电阻也只有 9欧姆左右，这段电线的电阻就不能忽略不计了。再加上其他方面的原因，其实际作用在电磁阀线圈上的电压不到 21V也就不奇怪了。

3 故障排除

由于作用在电磁阀线圈上的电压是由变压器变压后经 PLC后直接引过来的，所以要提高作用在电磁阀线圈上的电压，只好提高变压器的输出电压，但又不能太高，太高了会对PLC造成损伤。

在机舱控制箱上有个专供控制回路用的变压器，左下脚处有个调整其输出电压的旋钮。为防止在调整过程中操作不当损伤控制回路上的电气设备，特别是 PLC，调整时应断开其输出回路上的空气开关M8。

将万用表置于直流电压档，表笔分别接在变压器的两个输出桩头上，看着万用表的读数，缓慢调整其输出电压至 26V以上（顺时针旋转旋钮，输出电压升高）。根据后来不断的实验，当其输出电压在27V左右时，系统工作可靠。根据实际的测量，当变压器输出电压在27V左右时，作用在电磁阀线圈上的电压为23V左右。

4 启示

本船为刚出厂一年的新船，突然间出现这个以前从没遇见过的故障，好在操作人员了解拖缆机的应急操作，没有对设备的使用造成影响。所以，平时，对设备的应急操作应做到心中有数，更应定时检查应急操作是否可靠有效，防止在突发情况下手忙脚乱。

出厂一年后出现这个故障，想必是这个调压旋钮在这一年里由于船的震动等原因，慢慢松弛，造成变压器的输出电压越降越低。这也提醒了我们，在新船出厂一年后，有很多机器上的紧固螺栓、调压旋钮应检查一遍。

有时候排除故障，当走入死胡同时，不妨换一种思路，说不定就豁然开朗了。

同年冬天，在另一艘同类型船上，也是相同型号的拖缆机，在每一次开始使用时，离合器、刹车、棘轮等也老是没动作。也是因为虽然油箱里的油是有电加热加热的，但是管子里、各执行油缸里的油还是冷的，冬天会比较粘稠，流动不畅，从而造成各执行油缸无动作。此时只要手动操作各电磁阀的操纵杆，强行让热油进入各执行油缸，赶走冷油，再在操控台上操作各按钮，离合器、刹车、棘轮等各种动作就会恢复正常。