吊机液压系统典型故障的维修和改进

,,

(中海油能源发展采油服务分公司,天津 300452)

1 吊机简介

吊机型式：钢丝绳变幅，桁架式吊臂;

型号：YQHG2500-40 t-9.5 m(5t-37 m);

驱动型式：电机-液压驱动;

在100%负载时的起升速度：主钩18 m/min，副钩76 m/min;

工作最大半径：主钩34.5 m，副钩37.0 m;

工作最小半径：主钩6.5 m，副钩7.8 m;

变幅时间(15.0°～81.5°)：130 s;

回转速度：0～1.5 r/min;

回转区间：360°无限制[1]。

2 主钩绞车故障分析及排除

2.1 主钩绞车简介

主钩绞车由卷筒、支架，两个行星减速齿轮箱和两个液压马达组成。绞车制动通过弹簧制动器进行，制动器有摩擦片磨损补偿的功能。在失压的情况下，制动器可马上咬合，实现了安全制动。液压马达一侧装有平衡阀块，控制吊钩的下降速度。绞车设有应急下放系统，在吊机失去动力的情况下，可安全地将吊钩上的货物放到甲板上[2]。

2.2 平衡阀的工作原理及作用

YQHG2500型起重机各绞车的液压系统均采用带有远程控制功能的平衡阀，见图1。

1.3 统计学方法 采用SPSS 19.0软件对数据进行分析，计量资料以均数±标准差表示，比较采用独立样本t检验；计数资料以例(百分率)表示，比较采用χ2检验；采用Logistic回归分析对妊娠晚期羊水过少的发病危险因素进行分析，以P<0.05为差异有统计学意义。

图1 副钩绞车液压系统原理

平衡阀由外控顺序阀和单向阀组成。是一种特殊结构的外控顺序阀，它不但具有很好的密封性，能起到长时间的锁闭定位作用，使执行元件的回油路上保持一定的背压，而且阀口大小能自动适应不同载荷对背压的要求，保证货物下降速度的稳定性不受载荷变化的影响，或货物在悬空停止期间因自重而自行下滑。

2.3 故障过程

2010年2月， YQHG2500型起重机在吊装25 t重的货物时，起重机主钩下放困难，且振动较大。空钩进行下放测试，运行正常，吊运6 t货物，绞车起升、下放工作正常。

2.4 故障分析及排除

检查主钩绞车两个齿轮箱温度：两个齿轮箱温度一样，为20 ℃左右，齿轮箱温度正常。检查齿轮箱润滑油液位：左右齿轮箱的液位都为1/2,滑油液位正常。检查刹车：绞车起升正常。检查液压油路：没有错接或漏油，液压油路正常。最后怀疑是平衡阀的故障。将平衡阀的阀芯拆下检查，发现右齿轮箱平衡阀的阀芯有个O型密封圈出现一处点状破损。分析得出：吊运较轻货物时，平衡阀受到的背压较小，破损的O型密封圈仍然起到密封的作用，故吊钩下降时平衡阀工作正常，绞车下放平稳。当吊运较重的货物时，破损的O型密封圈受到较大的压力故而发生泄漏，导致平衡阀内滑阀打不开，液压油路不通或间歇不通，形成马达憋压不转动，或间歇转动，出现绞车下放困难，振动过大的故障。

更换过破损的O型密封圈后，绞车空载运转测试为工作正常;载重15 t货物运转测试为工作正常;载重25 t货物运转测试为工作平稳，故障得到解决。

3 副钩绞车故障分析及改进

3.1 副钩绞车简介

副钩绞车由卷筒、支架、一个行星减速齿轮箱和一个液压马达组成。绞车制动通过弹簧制动器进行，制动器有摩擦片，具有磨损补偿的功能。在失压的情况下，制动器可马上咬合，实现安全制动。液压马达一侧装有平衡阀块，控制吊钩的下降速度。绞车设有应急下放系统，在吊机失去动力的情况下，可将吊钩上的货物放到安全的位置﹝3﹞。

3.2 节流阀(调速阀)的工作原理

节流阀是一种最简单又最基本的流量控制阀，其实质相当于一个可变节流口，即借助于控制机构带动阀心相对于阀体孔的运动来改变阀口的过流面积。节流阀在液压系统起到调速的作用，称之为调速阀，在应急释放时用来控制下方货物的速度﹝4﹞。

3.3 故障过程

2010年7月，YQHG2500型起重机出现副钩空钩时自动慢慢起升，而负载货物后悬空时又慢慢溜钩的故障。

3.4 故障分析

分析是调速阀(图1中 W03)与高压球阀(图1中 NA2)没有关严或内漏导致出现的上述故障。当图1中BR控制油通过单向阀(图1中 W05)分别到达调速阀(图1中W03)与高压球阀(图1中NA2)后，油压经过高压球阀(图1中NA2)到梭阀(图1中W04)将两位三通阀(图1中W05)的左位机能连通,等候着的图1中BR的控制油将绞车刹车打开。而另一路油通过调速阀(图1中W03)到达马达后，由于压力流速小，又是空钩，就出现了绞车自动慢慢地起升。在这种情况下，吊钩有负载时由于货物自重的原因使控制油通过高压球阀(图1中NA2)经图1中P202控制线到达图中WB线到达马达使马达转动，从马达出来的油通过调速阀(图1中W03)又到高压球阀形成回路，就出现了吊钩负载货物悬空时慢慢溜钩的现象。

3.5 故障排除及改进

先将调速阀(图1中W03)与高压球阀(图1中 NA2)重新关严后测试，故障还存在。说明不是阀门关闭不严的问题，而是阀的内部泄露。更换调速阀(图1中 W03)与高压球阀(图1中NA2)，经测试故障被排除。故障排除后，为防止调速阀再次泄露，在调速阀(图1中W03)前面加装一个同流量的高压球阀，正常情况关闭，应急时与调速阀同时打开，不影响应急释放的功能，还起到隔离的目的。

4 吊机在回转中的故障分析及排除

4.1 回转系统简介

回转系统由两个行星减速齿轮箱和两个液压马达组成。减速箱制动通过弹簧制动器进行，有缓冲延时功能，还有摩擦片磨损补偿的功能。在失压的情况下，制动器可马上咬合，实现了安全制动。液压系统装有双向平衡阀块，控制回转因惯性超速。回转系统设有应急解除刹车的功能，在吊机失去动力的情况下，可将吊车手动回转到安全的位置。

4.2 双向组合平衡阀的工作原理及作用

YQHG2500型起重机回转机构的液压系统均采用带有远程控制功能的平衡阀。平衡回路的功能在于使执行原件的回油路上保持一定的背压，以平衡重力负载，使之不会因超速而失控。远程控制平衡阀由外控顺序阀和单向阀组成(图2中S02)。是一种特殊结构的外控顺序阀，它不但具有很好的密封性，能起到长时间的锁闭定位作用，还能根据不同的背压要求自动调整阀的开度，保证回转速度的稳定性不受回转速度变化和载荷变化的影响﹝5﹞。

图2 回转系统液压原理

4.3 故障过程

2013年10月，YQHG2500型起重机在使用时回转突然向一个方向转动震动较大，而且系统压力表跳动较大，吊车基本不能操作。

4.4 故障分析

检查回转两个减速箱温度：温度20 ℃多点，两个减速箱温度一样，减速箱温度正常。检查减速箱润滑油液位：左右齿轮箱的液位都是4/5,不缺齿轮油。又怀疑是减速箱内部齿轮或轴承损坏转动不畅，释放齿轮油检查，油内无金属屑，也无其它杂质，齿轮轴承完好。随即拆除液压马达检查减速箱上部齿轮，没有发现异常，液压油路也正常，没有错接或漏油。最后怀疑是平衡阀(图2中s02)的故障。将平衡阀的阀芯拆下后检查，发现右边平衡阀的阀芯有个O型密封圈出现一处点状破损。分析：吊车回转时，破损的O型密封圈起不到密封的作用，导致平衡阀内滑阀打不开，

液压油路不通或间歇不通，形成马达憋压忽转忽停，出现回转震动大无法工作的故障。

经过更换破损的O型密封圈，空载运转测试，工作正常。载重3 t货物运转测试，工作正常，最后载重10 t货物运转测试，工作平稳，故障得到解决。

5 结束语

吊机液压系统的故障很多，这里仅讨论了其中常见故障的维修和整改措施。通过对几次平衡阀内部O型密封圈损坏故障的统计和分析，总结得出：造成O型密封圈损坏的原因是橡胶老化失去弹性而承受不住高压最终导致破损，为避免此类故障的发生，吊机管理部门计划更换所有使用10年以上吊机液压系统的O型密封圈。

[1] 李新献.海洋吊机液压原理及常见故障分析[R].中船华南船舶机械有限公司,梧州：2011.

[2] 全国起重机械标准化技术委员会.GB/T3811-2008起重机设计规范,[S].北京:中国标准出版社，2008.

[3] 全国起重机械标准化技术委员会.GB 6067.1-2010起重机械安全规程,[S].北京:中国标准出版社，2010.

[4] 全国起重机械标准化技术委员会.GB 5144-2006塔式起重机安全规程,[S].北京:中国标准出版社，2006.

[5] 美国石油学会.API SPEC 2C-2004海上平台起重机规范[S].北京：兵器工业出版社,2004.