電動液壓甲板吊車常見故障分析與維護保養

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(中海油能源發展采油服務公司，天津 300457)

“渤海明珠號”FPSO上配備了兩臺電動液壓甲板吊機。兩臺吊機分別布置于左舷前部和右舷中部。其工作半徑覆蓋了生產模塊甲板。兩臺吊機的副鉤可互相搭接，便于左右舷或艏部艉部傳遞貨物[1]。兩臺吊機產于挪威，采用交流電動機作動力，利用液壓進行傳動。吊機有恒張力和緩沖裝置，使其更加適應海上顛簸的作業環境。

1 電動液壓甲板吊機簡介

1.1 電動液壓甲板吊車原理

電動液壓甲板吊車首先由馬達帶動液壓泵，將機械能轉換為便于輸送的液壓能，通過液壓管線連接液壓馬達，再通過液壓馬達將液壓能轉換為機械能帶動工作部件。在整個工作過程還要用到：①各種控制調節元件，包括各種閥類元件，②輔助元件，如油箱、油管、濾油器等;③工作介質，即傳動液體，通常稱液壓油。因此液壓系統一般由動力元件、執行元件、控制元件和輔助元件組成[2]。

1.2 結構組成

吊機機械結構主要由三部分組成:

基座(吊機的固定部分),機體(吊機的回轉部分),吊臂(吊機的變幅部分)。

在吊機基座中心安裝驅動電機,其轉軸豎直向上。在吊機機體內安裝液壓泵，其轉軸豎直向下,驅動電機和液壓泵通過柔性聯軸器連接。

機座的上法蘭與機體的下法蘭之間裝有回轉軸承，由預應力螺栓連接。回轉軸承靜止部分的內圈上有內齒，與回轉齒輪箱的小齒嚙合，齒輪箱固定在吊機的機體上，使機體產生回轉運動[3]。

吊機的吊臂通過軸銷與機體相連。

1)液壓部分。該系統有兩個獨立的液壓泵系統。因此，液壓泵有足夠的裕度，確保較長的使用壽命。其中一臺給吊車的提升提供動力，另一臺為吊車回轉運動和吊臂變幅運動提供動力。

2)遙控系統。吊機的主控制閥是一種導向操縱閥，它將液壓動力油根據需要分配到不同部件以實現絞車轉動、吊機回轉和吊臂變幅等功能。

3)液壓油冷卻系統。吊機配有一個液壓油冷卻器，冷卻風扇由電機驅動。它的啟停由恒溫器自動控制或手動操作。

4)絞車系統。絞車由鋼制滾筒和行星齒輪箱組成，由變速液壓馬達驅動。絞車齒輪裝有一個失效安全型制動片和一個單向卡爪。制動片能夠承受吊鉤吊重和沖擊載荷的疊加負荷。當液壓管路破損時，制動裝置能立即剎車。

5)負載測量系統。配置數字式負載測量裝置，一個負載測量螺栓安裝在頂部鋼絲繩滑輪上，該螺栓上貼有應變測量片。在扒桿端部靠近滑輪處安裝了一個信號放大器。

2 常見故障分析

常見故障見表1。

表1 常見故障分析

在吊車常見故障中起升系統由于動作最頻繁，也最易出現故障，常見故障如下。

1)吊鉤下降時抖動，在吊重物時尤為明顯。這種狀況屬于液壓系統的平衡閥問題，一般不需更換，需將平衡閥進行調解，平衡閥下降時控制著重物下降的速度并保證重物不會越下放越快。調解原理：出現此種現象時屬于平衡閥出現“蜂點”現象，需將平衡閥的背壓提高并且(順時針調節調整螺絲)。直至抖動現象減輕或消失，調整時應保證每次調整90°。

2)吊車出現溜鉤(滑鉤)現象。這種情況一般為剎車機構出現磨損或機械故障，但不排除液壓系統導致的原因。出現這種現象應該先檢查液壓系統再檢查剎車機構。檢查位置為剎車活塞的液壓油是否能夠順暢回油(可調整剎車回油阻尼口的螺絲);檢查剎車供應油壓力是否正常(使用專用壓力表進行測量);檢查剎車控制閥的狀態是否正常(可拆卸活塞檢查O-Ring是否完好);檢查操作手柄是否處于中位狀態(檢察調整注塞螺栓)如果以上部位均正常需拆解機械部位和剎車活塞檢查剎車片厚度、檢查復位彈簧、檢查剎車活塞O-Ring是否完好[4]。

3)主鉤鋼絲繩打扭。主鉤在使用一定時間后鋼絲繩會出現疲勞現象(鋼絲繩被拉長產生旋轉應力)解決此次故障的方法是：將鋼絲繩端頭拆下后反方向人為扭轉。BZ25-1油田起重機主鉤鋼絲繩為18×7+1IWS型，根據此種鋼絲繩的特性,人為旋轉鋼絲繩時以此鋼絲繩的外圈鋼絲的正旋轉方向即可，旋轉圈數依現場情況而定。

3 故障實例分析

吊車在使用過程中發現變幅齒輪箱透氣孔,有少量滑油溢出，拆開吊車變幅絞車，發現吊車剎車油缸的密封有輕微損壞，損壞情況為：白色的Telfon backup ring沿內圈有一個地方有切斷的殘片，黑色的矩形密封有壓壞或切壞的斷列，但經過檢查該組密封還勉強可以使用，就將其進行應急使用，準備等新密封到貨后進行更換。

新密封到貨后將新的密封更換，把舊密封拆下，在拆卸過程中也發現白色的Teflon backup ring沿內圈也有一個地方有切斷的殘片。黑色密封圈有擠壓的痕跡，但沒有損壞。

吊車更換完新密封圈試車正常，在使用了1 d之后，吊車司機在使用過程發現變幅齒輪箱透氣孔有大量液壓油冒出，吊車停止使用，拆開變幅絞車發現白色的teflon backup ring和黑色的矩形密封都嚴重損壞,還發現剎車彈簧長短不一，最多差別達5 mm。該彈簧是剛換的一組新彈簧,更換前彈簧長短完全一致。

3.1 分析故障原因

1)新彈簧的質量差,安裝使用一段時間后彈簧彈力不一致,導致剎車油缸局部受力,最終使得墊片擠壓損壞。

2)剎車油缸剎車油壓過高，導致剎車油缸運動的行程變長,油缸的邊沿切割墊片。

3)墊片尺寸不合理,沒有完全充填在墊片槽內， 在使用過程中墊片會局部變形,導致活塞擠壓或切割墊片。

4)吊車的使用過程會在減速箱內產生部分的鐵屑與銅粉，混雜在潤滑油中，剎車油缸往復動作帶來鐵屑與密封件相互磨擦導致密封件損壞。

表2 明珠號甲板吊機維護保養工作表

3.2 針對以上幾種可能做檢查

1)檢查剎車油壓,油壓為5 MPa；正常。

2)檢查彈簧的長度,18對彈簧的長度參差不齊。

3)檢查滑油油質量，滑油干凈[5]。

3.3 解決措施

1)將原來有輕微損壞的舊密封換上。

2)考慮到新彈簧可能裝上后不久也會出現長短不一的情況，于是沒有將彈簧換新，而是把彈簧長度一樣的對角放置,盡量分配使各個油缸在各個位置上的受力一致。

3)更換滑油。

4 維護保養

明珠號甲板吊機設備使用至今累計運轉時間為6 000多h，除了額定起重量有下降、變幅及吊鉤操作手柄動作稍有滯后及振動大，整體運轉狀況基本良好。這與明珠號平時甲板吊機的良好的維護保養分不開。表2是明珠號甲板吊機維護保

養的工作表。

5 結束語

分析研究吊機常見故障，既能為以后類似故障排查提供思路又可以根據故障原因制定切實有效的維護保養措施，將對避免安全事故的發生以及降低企業維修費用起到積極作用。

[1] 劉富良.船舶甲板起重機[J].機電設備,1979,(2):31-34.

[2] 陳玉森,周福詳.船用起重機及液壓系統[J].機電設備1994,(3):24-26.

[3] 黃大巍，李 風，毛文杰,等.現代起重運輸機械[M].北京:化學工業出版社,2006.

[4] 時均蓮,曲 飛,趙 麗.海上平臺起重機典型液壓系統功能原理及故障分析[J].起重運輸機械,2012，(8)：25-28.

[5] 詹高峰.電動液壓回轉起重機制造工藝及措施[J].城市建設理論研究,2012，17:14-16.