探讨空箱堆高机液压系统异常形状铁屑故障排查与维护

摘要：空箱堆高机是集装箱运输的关键性设备，在码头、港口、铁路、堆场内均有着广泛应用，同时发挥着重要作用。内部的液压系统为设备运行提供重要动力，一旦发生故障，会严重影响空箱堆高机的运行状态，严重情况下还会发生安全事故。为了确保空箱堆高机液压系统的正常运行，本文以液压系统异常形状铁屑故障为重点研究对象，分析异常形状铁屑故障现象及产生原因，着重探究空箱堆高机液压系统异常形状铁屑故障的排查方法和维护措施，以供参考。

关键词：空箱堆高机；液压系统；故障；维护

DOI：10.12433/zgkjtz.20231934

空箱堆高机的液压系统主要包括工作装置液压系统和行走驱动液压系统两部分，二者在空箱堆高机运行中发挥着重要作用。但在实际工作过程中，由于空箱堆高机液压系统的高强度运行状态，很容易出现各类故障，例如，漏油等，会阻碍空箱堆高机的正常运行。其中，受运行偏移和摩擦的影响，会出现异常形状铁屑故障，影响空箱堆高机的运行，对此，要分析故障排查和维护措施。

一、空箱堆高机液压系统异常形状铁屑故障现象及产生原因

空箱堆高机液压系统中包括两个相互独立的液压泵，为整个装备的液压执行元件提供运行动力，使得吊具完成任务动作，正常运行，实现集装箱的堆存和装卸等工作。空箱堆高机液压系统中，电液控制系统为主要构成，可以智能化地跟进输入的指令变化，进而有效控制液压流量，保证设备运行的稳定性和高效性。但在实际运行过程中，常出现各类故障，异常形状铁屑故障是其中之一，该故障体现在液压油箱的滤芯磁棒上附有大量铁屑，会严重影响设备的稳定运行。

空箱堆高机液压系统异常形状铁屑故障，表现为液压油箱的滤芯中心的固定磁棒上附有大量的细长铁屑。在该故障发生前，设备往往处于长期运行状态，并在例行检查维修中，由于不会有明显的响声或异常振动，因此不易被及时发现，设备在此过程中的运行情况也基本正常，运行速度、温度、动力和压力等相关数据监测均不会出现明显的异常，如果不能及时排查故障情况，分析故障原因，采取相应的维护措施，将造成严重的安全事故。

在分析空箱堆高机液压系统异常形状铁屑故障时，拆解起升油缸。将设备放置在安全且适合吊拆的场地下，降低油缸水平，确保内部的油全部回流到油箱内部，避免设备吊拆过程中出现漏油。在正式进行吊拆前，做好安全准备工作，将高空作业的安全防护品准备齐全，佩戴安全设施，并将作业现场围蔽，使用正面吊、堆高机等吊装设备进行吊拆作业，使起升油缸放置在安全位置。在拆除时，先拆除油缸端盖，将缸筒和柱塞杆分离，拉出柱塞杆时，缸筒内会同时出现大量铁屑，此时经过检查检测，便能发现柱塞杆的柱塞头和导向支撑环有严重的磨损问题。空箱堆高机的起升机构包括多个组成部分，起升油缸主要采用直接升顶的作业方式，控制油压以实现对起升油缸内外门架的升降控制，使门架在油缸倾斜动作下保持在2～4?的倾斜角度范围内，由此观察起升油缸在倾斜状态下的工作情况，对接空箱和堆码。

在起升油缸运行过程中，门架的倾斜角度和货物吊起的高度会直接影响起升时的载荷承受程度，当门架倾斜角过大时，门架和起升货物的中心会出现严重偏移，此时门架与起升油缸的连接部位作用力也会发生偏移，导致缸筒内的柱塞受力作用发生变化。在此过程中，如果支撑导向环受到严重磨环，厚度变薄，支撑和导向效果也会有所下降，难以发挥功能，柱塞头会受到严重磨损。同时，在此过程中，缸筒内壁和柱塞头之间会出现更大间隙，柱塞头磨损在运行中不断偏移，导油槽的倒角部分与缸筒内壁接触，在不断升降作业中，缸筒内壁被不断摩擦切削，进而产生铁屑。

二、空箱堆高机液压系统异常形状铁屑故障的排查方法

引发空箱堆高机液压系统故障的原因种类较多，具有一定的复杂特点，在排查空箱堆高机开展正式的液压系统异常形状铁屑故障前，要充分掌握液压系统的工作运转原理，详细了解空箱堆高机的液压系统原理图、结构说明书和过往的维修记录，对液压系统的实际运行状态了然于心，保证空箱堆高机液压系统维修检测人员具备充足的知识储备以及维修经验。需注意的是，在没有找到引发空箱堆高机液压系统故障原因以及故障零部件之前，不可随意拆卸液压系统，避免造成液压油泄露，引发污染，破坏密封组件，提高液压系统发生叠加故障的概率。总体来说，要最大程度上避免空箱堆高机维修排查工作存在盲目性与随意性行为，减少对故障位置作出错误判断的行为。

（一）液压泵排查

空箱堆高机的液压系统由两个处于独立运行状态的液压泵发挥支撑作用，液压泵的运行不当也会发生液压系统异常形状铁屑故障，所以要对液压泵进行排查检修。液压泵的动力输出离不开变矩器的装置驱动作用，一个液压泵的实质作用为提供驱动力，促使升降功能零部件实现正常运转，同时一些返回的液压油可以流动旁边通道刹车制动系统中的冷却回路上，由此完成刹车制动系统的散热工作，液压油最终可以回传至液压油箱中。另一个液压泵承担的功能作用为空箱堆高机液压系统的其他功能零部件提供动力支持，以及完成储能器供油工作，储能器提供必要的压力支撑驻车制动器和行车制动器伺服系统的正常运转，其他液压油会自动移动至升降功能零部件所处位置。

根据对呈切削形状的铁屑观察，可以初步锁定空箱堆高机发生故障的具体区域在旋转零部件位置。当两个同步旋转的齿轮在经过与机器外壳的摩擦作用后产生一定的吸力作用，液压泵由此产生泵油，液压泵属于高速旋转的零部件，发生故障的概率较高。通过衡量油路的具体流动方向，液压泵的输油过程中是先到达高压滤芯位置后，再运转至控制阀组和发挥负荷承载的零部件位置，同时对液压泵的输油油路高压滤芯进行拆卸检查，可以发现并没有出现任何铁屑，由此表明液压泵并没有出现故障。

（二）液压油箱和回油管路排查

为了尽快找到空箱堆高机液压系统异常形状铁屑故障产生的具体原因，要详细排查液压油箱和回油管路。空箱堆高机中的液压油箱位于机身的右端位置上，是空箱堆高机右侧侧板的重要组成部分。液压油箱中包括液压滤芯，作用是为过滤清洗液压系统工作机构回油。当承担多种功能负荷机构产生的铁屑通过回油管路流通至液压滤芯位置处时，会在短时间内被滤芯磁棒吸附。对空箱堆高机液压油箱和回油管路的排查工作，要采取一定的拆检措施，确保排查工作详细完备。拆检工作主要对空箱堆高机承担液压功能的零部件进行拆卸检查，主要包括转向零部件、升降零部件、制动冷却零部件以及油管的接头位置，拆卸检查工作要重点关注空箱堆高机的油口位置和阀口位置是否含有残存铁屑。通过排查液压油箱和回油管路，尚未发现铁屑，由此可以确定空箱堆高机的液压油箱和回油管路没有故障。

（三）起升油缸排查

空箱堆高机的起升油缸呈垂直运转状态，柱塞头的运动趋势只可为单向，回程步骤要在自身重力或外力的支持作用下才得以完成。当柱塞油缸内部存在一定的磨损情况时，并不会干扰其升降功能，但在这一过程中会产生许多铁屑，所以当空箱堆高机液压系统的起升油缸出现故障行为时，铁屑出现的可能性较大。通过起升油缸回油油路的工作原理观察发现，当油缸做下降运动时，控制操作手柄会向外输送可变电流信号，使电磁阀开始运转，与伺服油路相连接，在伺服油路主阀的控制作用下，液压油移动至液压油箱。液压油流动的过程中，一定会经过下降控制阀，铁屑从油缸流出也必然经过此位置，所以部分铁屑残留的可能性较大。对起升油缸拆卸检查发现，下降控制阀的内部位置有少量的铁屑缠绕，基本可以认定为起升油缸是空箱堆高机液压系统异常形状铁屑故障产生的具体位置。

（四）驱动桥刹车制动系统排查

驱动桥刹车制动系统的运转模式是全封闭湿碟式，包括冷却回路和制动回路，工作运转介质主要依托液压油。驱动桥制动的主要流程为：当脚刹阀处于打开状态时，刹车盘在储能器带有液压压力的作用下，控制刹车鼓内活塞，对制动片做挤压运动，促使制动轮毂刹住车轮。空箱堆高机刹车所用的油压由制动回路支持，冷却回路在制动时会同步出现摩擦行为，冷却油带走全部热量。在驱动桥刹车制动系统处于工作运转状态时，轮毂轴承会出现一定的磨损，刹车活塞和轮毂之间的距离有所缩短，刹车活塞与花键齿直接接触，在旋转的过程中产生切削磨损行为，成卷曲状的铁屑由此出现。对驱动桥刹车制动系统的拆卸检查工作是一个大工程，通过以往空箱堆高机液压系统检修记录可知，轮毂齿和刹车活塞存在磨损情况的主要原因是轮毂的轴承有磨损情况，详细测量二者之间的距离后，发现仍处于规范要求的范畴内，可以排除驱动桥刹车制动系统发生故障的可能性。

三、空箱堆高机液压系统异常形状铁屑故障的维护措施

（一）制定完善的维护标准和制度

空箱堆高机液压系统出现异常形状铁屑故障，会严重影响系统的正常运行效果。为了确保空箱堆高机液压系统的正常运行，避免出现故障，应首先制定完善的维护标准和维护制度。液压系统维护标准的制定应基于空箱堆高机的实际工作环境、日常工作强度、工作期限和负载机构工作元件的使用期限等。空箱堆高机液压系统管理人员和维护人员应通过阅读设备维修说明书，全方位了解和把握维护重点，并以此为基础，结合设备的实际使用情况，制定明确的维护标准和维护制度，规范和约束空箱堆高机液压系统的维护行为，结合激励制度、奖惩制度等，提升维护人员和管理人员的安全责任意识，促使维护人员在标准和制度的要求下完成日常维护工作，提升液压系统的维护质量与效率，保证空箱堆高机液压系统的正常运行。

（二）安排定期检查标准

检查标准的制定会直接影响日常设备系统检查效果。在空箱堆高机液压系统日常维护检查的过程中，明确定期检查的标准，可确保工作的有序进行，及时发现液压系统内存在的问题或潜在隐患，采取维护维修措施，最大限度上减少故障损失，避免出现安全事故。在确定定期检查标准的过程中，应根据实际的空箱堆高机工作时长和频率等情况，制定明确的检查时间、检查重点和检查记录标准等，尽可能排除各类安全隐患问题，为设备后续的维护和检修工作提供重要的参考依据。通过定期检查工作，帮助管理人员和维修人员确定重点的维修项目，控制维修间隔和时间，并制定明确合理的检修计划。

（三）制定定期维修更换标准

空箱堆高机液压系统运行过程中，内部元件很容易相互摩擦，形成密封件磨损物和金属磨损物等，使其在液压系统的内部出现各类碎片，如果未及时维护和更换，将会影响正常运行，甚至污染系统内部空间，进一步加深密封件的磨损程度，出现液压系统渗油问题，缩短液压元件的使用寿命。因此，明确检查维护标准后，还要进一步制定维修更换标准，根据液压系统的实际工作强度和运行情况，明确更换标准，确保液压系统的维修更换工作按规定标准进行，以此提升设备系统维修质量与效率，降低系统的维护成本，提高经济收益。

（四）做好维护资料的归档

所有维护过程的记录均为后续维护工作和系统运行情况的判断奠定基础，因此，为了确保维护效果，发挥重要作用，还必须做好维护资料的归档工作。在液压系统维护、检查和更换等工作完成后，及时记录相关内容，确保记录内容的完整性和真实性，并及时整理归档，以便相关管理人员和维护人员可以参考资料，总结液压系统的故障规律和维护重点，分析液压元件、密封件等的使用周期，以此确定更换周期，确保维护工作系统化进行。

四、结语

综上所述，空箱堆高机运行过程中，液压系统发挥着重要的动力作用。但受到运行环境和运行强度的影响，液压系统很可能出现各类故障，其中，异常形状铁屑故障会严重阻碍空箱堆高机的正常运行，如果不加强检查维护，还可能引发安全问题，因此，在故障排查过程中，应注意分别排查，确保排查详细全面，在维护过程中明确相关标准，保证维护工作有序进行，以此确保空箱堆高机的运行效果。

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作者简介：何俊岩（1979），男，浙江省金华市人，本科学历，工程师，主要研究方向为港口机械及自动化。