电动液压甲板吊车常见故障分析与维护保养

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(中海油能源发展采油服务公司，天津 300457)

“渤海明珠号”FPSO上配备了两台电动液压甲板吊机。两台吊机分别布置于左舷前部和右舷中部。其工作半径覆盖了生产模块甲板。两台吊机的副钩可互相搭接，便于左右舷或艏部艉部传递货物[1]。两台吊机产于挪威，采用交流电动机作动力，利用液压进行传动。吊机有恒张力和缓冲装置，使其更加适应海上颠簸的作业环境。

1 电动液压甲板吊机简介

1.1 电动液压甲板吊车原理

电动液压甲板吊车首先由马达带动液压泵，将机械能转换为便于输送的液压能，通过液压管线连接液压马达，再通过液压马达将液压能转换为机械能带动工作部件。在整个工作过程还要用到：①各种控制调节元件，包括各种阀类元件，②辅助元件，如油箱、油管、滤油器等;③工作介质，即传动液体，通常称液压油。因此液压系统一般由动力元件、执行元件、控制元件和辅助元件组成[2]。

1.2 结构组成

吊机机械结构主要由三部分组成:

基座(吊机的固定部分),机体(吊机的回转部分),吊臂(吊机的变幅部分)。

在吊机基座中心安装驱动电机,其转轴竖直向上。在吊机机体内安装液压泵，其转轴竖直向下,驱动电机和液压泵通过柔性联轴器连接。

机座的上法兰与机体的下法兰之间装有回转轴承，由预应力螺栓连接。回转轴承静止部分的内圈上有内齿，与回转齿轮箱的小齿啮合，齿轮箱固定在吊机的机体上，使机体产生回转运动[3]。

吊机的吊臂通过轴销与机体相连。

1)液压部分。该系统有两个独立的液压泵系统。因此，液压泵有足够的裕度，确保较长的使用寿命。其中一台给吊车的提升提供动力，另一台为吊车回转运动和吊臂变幅运动提供动力。

2)遥控系统。吊机的主控制阀是一种导向操纵阀，它将液压动力油根据需要分配到不同部件以实现绞车转动、吊机回转和吊臂变幅等功能。

3)液压油冷却系统。吊机配有一个液压油冷却器，冷却风扇由电机驱动。它的启停由恒温器自动控制或手动操作。

4)绞车系统。绞车由钢制滚筒和行星齿轮箱组成，由变速液压马达驱动。绞车齿轮装有一个失效安全型制动片和一个单向卡爪。制动片能够承受吊钩吊重和冲击载荷的叠加负荷。当液压管路破损时，制动装置能立即刹车。

5)负载测量系统。配置数字式负载测量装置，一个负载测量螺栓安装在顶部钢丝绳滑轮上，该螺栓上贴有应变测量片。在扒杆端部靠近滑轮处安装了一个信号放大器。

2 常见故障分析

常见故障见表1。

表1 常见故障分析

在吊车常见故障中起升系统由于动作最频繁，也最易出现故障，常见故障如下。

1)吊钩下降时抖动，在吊重物时尤为明显。这种状况属于液压系统的平衡阀问题，一般不需更换，需将平衡阀进行调解，平衡阀下降时控制着重物下降的速度并保证重物不会越下放越快。调解原理：出现此种现象时属于平衡阀出现“蜂点”现象，需将平衡阀的背压提高并且(顺时针调节调整螺丝)。直至抖动现象减轻或消失，调整时应保证每次调整90°。

2)吊车出现溜钩(滑钩)现象。这种情况一般为刹车机构出现磨损或机械故障，但不排除液压系统导致的原因。出现这种现象应该先检查液压系统再检查刹车机构。检查位置为刹车活塞的液压油是否能够顺畅回油(可调整刹车回油阻尼口的螺丝);检查刹车供应油压力是否正常(使用专用压力表进行测量);检查刹车控制阀的状态是否正常(可拆卸活塞检查O-Ring是否完好);检查操作手柄是否处于中位状态(检察调整注塞螺栓)如果以上部位均正常需拆解机械部位和刹车活塞检查刹车片厚度、检查复位弹簧、检查刹车活塞O-Ring是否完好[4]。

3)主钩钢丝绳打扭。主钩在使用一定时间后钢丝绳会出现疲劳现象(钢丝绳被拉长产生旋转应力)解决此次故障的方法是：将钢丝绳端头拆下后反方向人为扭转。BZ25-1油田起重机主钩钢丝绳为18×7+1IWS型，根据此种钢丝绳的特性,人为旋转钢丝绳时以此钢丝绳的外圈钢丝的正旋转方向即可，旋转圈数依现场情况而定。

3 故障实例分析

吊车在使用过程中发现变幅齿轮箱透气孔,有少量滑油溢出，拆开吊车变幅绞车，发现吊车刹车油缸的密封有轻微损坏，损坏情况为：白色的Telfon backup ring沿内圈有一个地方有切断的残片，黑色的矩形密封有压坏或切坏的断列，但经过检查该组密封还勉强可以使用，就将其进行应急使用，准备等新密封到货后进行更换。

新密封到货后将新的密封更换，把旧密封拆下，在拆卸过程中也发现白色的Teflon backup ring沿内圈也有一个地方有切断的残片。黑色密封圈有挤压的痕迹，但没有损坏。

吊车更换完新密封圈试车正常，在使用了1 d之后，吊车司机在使用过程发现变幅齿轮箱透气孔有大量液压油冒出，吊车停止使用，拆开变幅绞车发现白色的teflon backup ring和黑色的矩形密封都严重损坏,还发现刹车弹簧长短不一，最多差别达5 mm。该弹簧是刚换的一组新弹簧,更换前弹簧长短完全一致。

3.1 分析故障原因

1)新弹簧的质量差,安装使用一段时间后弹簧弹力不一致,导致刹车油缸局部受力,最终使得垫片挤压损坏。

2)刹车油缸刹车油压过高，导致刹车油缸运动的行程变长,油缸的边沿切割垫片。

3)垫片尺寸不合理,没有完全充填在垫片槽内， 在使用过程中垫片会局部变形,导致活塞挤压或切割垫片。

4)吊车的使用过程会在减速箱内产生部分的铁屑与铜粉，混杂在润滑油中，刹车油缸往复动作带来铁屑与密封件相互磨擦导致密封件损坏。

表2 明珠号甲板吊机维护保养工作表

3.2 针对以上几种可能做检查

1)检查刹车油压,油压为5 MPa；正常。

2)检查弹簧的长度,18对弹簧的长度参差不齐。

3)检查滑油油质量，滑油干净[5]。

3.3 解决措施

1)将原来有轻微损坏的旧密封换上。

2)考虑到新弹簧可能装上后不久也会出现长短不一的情况，于是没有将弹簧换新，而是把弹簧长度一样的对角放置,尽量分配使各个油缸在各个位置上的受力一致。

3)更换滑油。

4 维护保养

明珠号甲板吊机设备使用至今累计运转时间为6 000多h，除了额定起重量有下降、变幅及吊钩操作手柄动作稍有滞后及振动大，整体运转状况基本良好。这与明珠号平时甲板吊机的良好的维护保养分不开。表2是明珠号甲板吊机维护保

养的工作表。

5 结束语

分析研究吊机常见故障，既能为以后类似故障排查提供思路又可以根据故障原因制定切实有效的维护保养措施，将对避免安全事故的发生以及降低企业维修费用起到积极作用。

[1] 刘富良.船舶甲板起重机[J].机电设备,1979,(2):31-34.

[2] 陈玉森,周福详.船用起重机及液压系统[J].机电设备1994,(3):24-26.

[3] 黄大巍，李 风，毛文杰,等.现代起重运输机械[M].北京:化学工业出版社,2006.

[4] 时均莲,曲 飞,赵 丽.海上平台起重机典型液压系统功能原理及故障分析[J].起重运输机械,2012，(8)：25-28.

[5] 詹高峰.电动液压回转起重机制造工艺及措施[J].城市建设理论研究,2012，17:14-16.