汽车起重机力矩限制器的故障诊断与应用

摘 要：简单介绍了汽车起重机力矩限制器的构成、工作原理，重点阐述了起重机力矩限制器系统的故障诊断分析过程，故障诊断仪的使用方法和电子元器件的故障检测方法。并概括了力矩限制器日常检查与维护注意事宜，为快速、高效地解决力矩限制器故障提供了有力的保障，具有良好推广应用价值。

关键词：汽车起重机；力矩限制器；维修技术

引言

汽车起重设备是油气田开发现场使用较多的大型设备之一，在油气生产工程作业过程中发挥着重要作用，由于油气生产的特殊性和高危险性，它对起重机的作业安全要求也相当高。而力矩限制器，作为汽车起重机最重要的安全保护装置，能够为起重机吊装作业过程的安全性提供最有力保障。实践证明，对自动力矩限制器的故障诊断、分析，对汽车起重机的安全运行有着至关重要的作用，可以极大减少因起重设备引发的事故，保障吊装作业的安全、可靠性。

1 起重机自动力矩限制器的构成和工作原理

1.1 自动力矩限制器的构成

近年来，随车电子科技和计算机技术的不断发展，各项新技术在汽车起重机上得到了广泛的应用，力矩限制器呈现出高度集成化、智能化等特点。汽车起重机的自动力矩限制器主要是由显示器、单片机计算控制箱、角度传感器、长度传感器、压（拉）力传感器等组成。

1.2 自动力矩限制器的工作原理

自动力矩限制器作为防止起重机过载的安全报警装置，其工作原理为：通过各类传感器对吊装作业过程中的实际参数进行实时检测，全面捕获起重机各类状态参数，并将该参数传于主机，再经过CPU与事先已设定的静态参数进行对比，得出起重载荷是否在安全标准范围内，从而判定起重机工作状态是否安全。如果超出额定载荷，力矩限制器将报警警示，紧急情况下，发送禁止指令给执行机构，切断液压回路，以阻止起重机的危险吊装作业。

在实际工作过程中，影响起重机工况的参数主要有：臂长、吊臂角度、工作半径R和工作区域、起重钢丝绳倍率、起重力矩和起重量。

2 自动力矩限制器的故障分析与诊断

2.1 故障原因分析

长期以来，自动力矩限制器的各部件因长时间使用或受自然环境的影响，同时，一些人为的误操作也导致了力矩限制器出现故障，使设定数据产生一定误差，甚至出现故障代码，给起重机运行带来一定的不安全因素。在实际应用中，力矩限制器经常发生故障主要在如下几个部位：主机、显示器、传感器、增益电路和执行机构。对于主机和显示器的故障，一般只有专业人员方可维修；对起重机一般维修人员来说，一些常用按键的功能一定要熟记在心，并对一些常见的故障错误代码也要进行必要的了解和掌握，以便于对系统的日常检查和诊断。

2.2 常见故障现象分析

在日常作业过程中，由于力矩限制器的各种不同原因使起重机无法正常作业，导致工作的延误，也产生一些安全隐患。现针对常见的故障根据不同原因进行分析。

2.2.1 起重机吊钩能上不能下

此类故障多处于25T加藤和30T多田野起重机。由于该类型起重机大多使用时间较长，部分零配件、线路出现老化或接触不良的现象，导致在下行过程中卷扬滚筒制动器出现“抱死”现象。（1）对显示故障代码进行查阅，检索故障代码所指示的故障发生部位；（2）检查主控电器熔断器是否正常；（3）检查主控行程开关是否正常；（4）检查卷扬载荷电磁阀线路；（5）检查卷扬滚筒平衡阀。

2.2.2 起重机变幅缸不能正常工作

此类故障现象多为变幅缸在作业过程中无法正常起落，变幅缸无法正常伸出。（1）依据电脑显示屏所显示故障代码，对故障进行检索；（2）检查变幅缸压力传感器（一般分为上、下腔压力传感器）；（3）检查变幅缸控制开关；（4）检查变幅平衡阀和电磁阀。

2.2.3 起重机吊臂三、四节无法正常工作

此类故障表现为三、四节伸出后无法正常收回，或三、四节吊臂收回后二节吊臂又伸出。（1）依据电脑显示屏所显示故障代码，对故障进行检索；（2）检查力矩限制器长度、角度传感器；（3）检查传感器电缆线是否老化，是否出现线路短路或断路现象；（4）检查伸缩缸控制阀组平衡阀和主控电磁阀。

2.2.4 力矩限制器显示屏显示不正确

此类故障多发生于北起多田野汽车起重机（AML自动力矩限制器系统）。故障现象为臂杆在中间位置时，显示器显示正常，臂杆、变幅与吊钩均能正常工作，但旋转至左前45°和右后45°时，显示器显示错误代码为2016、2017，臂杆与变幅同时无法正常工作。（1）检查回转中心是否因水封泄露冷却液进行维修；（2）检查回转中心角度传感器是否装配到位；（3）检查回转中心角度传感器是否与盲角检测开关调整出现角度重合。

3 力矩限制器日常检查与维护注意事宜

在日常对力矩限制器的检查维护作业中，维修人员应具备电子电路、计算机技术等方面的理论基础，熟悉力矩限制器的具体结构，掌握其工作原理，从而能够对各类故障现象进行系统分析。另外，在检查、维修过程中，尤其对主机的维修，一定要严格按照规范操作，以防主机存储器中储存的原始数据丢失。因此，维修人员应掌握以下注意事宜：

（1）维修人员应对力矩限制器的错误代码进行掌握，不同类型的限制器错误代码所指示的故障也不同。因此，掌握代码在维修过程中会对维修工作有极大的帮助。（2）不可盲目拆卸各类传感器、阀体等元器件，应首先对故障现象进行初步判断，从简单、易于检测的方向着手。（3）在确定部分元器件需要拆卸后进行检测的，维修人员必须严格遵照操作规范进行合理拆卸，并妥善处理、保存好各元器件等。该做标记的地方应做好标记，轻拿轻放，切忌暴力拉扯式拆卸；安装时，应按“先拆的后装、后拆的先装”原则进行有序安装。（4）在对相关液压系统进行维修时，应及时对相关的传感器或控制开关进行拆除，以避免造成不必要的损坏和材料浪费。（5）力矩限制器的取力部件在经过长期使用后，会造成一定程度的磨损，可能会导致显示重量的误差偏大，因此，在维护保养过程中，相隔一段时间后，应对其精度进行校准，如果发现偏差超出标准范围，需要及时对重量进行重新调整、标定。同时，应对相关控制开关进行必要的检查和清洁。（6）在起重机的车身以及相关部位进行电焊作业时，必须对力矩限制器的主机电源进行关闭，或拆除蓄电池的负极接线，防止在焊接过程中对CPU的数据造成损坏，以及对处理电路的相关电子元件造成损坏，避免不必要的经济损失。

4 结束语

汽车起重机作为油气田开发、生产的重要大型设备，其使用频次高，作业强度大，连续作业时间长，吊装作业危险性也大。在生产现场起重设备一旦发生故障，将造成极大的危害，损失尤其严重，为了保障安全生产，确保起重设备的安全，务必需要提高汽车起重机的安全性能。积极做好汽车起重机最核心的安全保护装置—自动力矩限制器的维修、保养工作，及时对装置的故障进行诊断、排除，能够为起重设备的本质安全做好有力保障，确保起重设备作业安全、可靠。

作者简介：张桂平（1974-），男，本科，工程师，中石油吐哈油田公司特种车辆工程公司，研究方向：电控柴油发动机维修技术、特种车辆液压系统维修技术。