海上平臺起重機典型液壓系統功能原理及故障分析

浦紹超

摘 要：由于國內海上平臺起重機的廠商較少，許多液壓缸起重機都是從國外進口的，制造和維修技術還不夠成熟，對其液壓系統的功能原理不夠了解。因此，有必要對海上平臺起重機的典型液壓系統進行分析，詳細了解其功能原理，并對常見系統故障的表現和產生原因進行探究，從而找到有效的解決措施。

關鍵詞：海上平臺起重機；液壓系統；功能原理；故障分析

中圖分類號：TH21 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）17-0056-01

海上貨物運輸是重要的運輸渠道，在海上平臺進行貨物裝卸需要使用海上平臺起重機，一旦起重機出現問題，會導致貨物裝卸中斷，帶來嚴重的經濟損失。其中，液壓系統故障是海上平臺起重機的主要故障類型之一，而且影響嚴重，會直接導致起重機無法正常運行。因此，對海上平臺起重機的液壓系統功能原理進行分析，并掌握故障排查檢修的方法十分重要。

1 典型液壓系統的主要功能原理

海上平臺起重機的設計構造與設計規范與陸地起重機有明顯差別，雖然我國陸地起重機的生產制造技術已經趨于成熟，但是海上平臺起重機的設計制造以及維修方面的技術水平還較為落后，許多海上平臺起重機還需要從國外進口，而且一旦發生故障問題，設備檢修所耗費的時間較長，會帶來較為嚴重的經濟損失。海上平臺液壓缸起重機的系統構造主要由起升系統、操作系統、變幅系統、回轉系統、泵站系統和換向閥系統等部分組成。采取液控換向控制措施，采用液控比例換向閥。該系統的優點是換向平穩、安全性高，而且操作便捷。在起重機的主要系統中，安裝有主安全閥和二次壓力限制閥，可以最大限度的保證液壓系統的安全運行，避免系統過載。液壓系統的起升系統具有上限位和下限位，還具有變幅下限位，能夠進行緊急釋放，可以使起重機失去動力時通過手動泵進行下降、回轉和變幅等操作。此外，海上平臺起重機的液壓系統還具有恒張力功能，可以在風浪較大的作業環境下進行作業，滿足起升負載隨供給船上下波動的作業要求。

2 海上平臺起重機的故障分析方法

2.1 變幅系統故障

變幅系統故障是海上平臺起重機的常見故障之一，而且出現此類故障時會使起重機發生晃動，無法正常作業。其主要故障表現為：（1）變幅液壓缸的下降過程出現爬行情況，使起重機吊臂發生晃動，嚴重時會導致整個起重機發生晃動；（2）推動變幅操作手柄，液壓缸會產生下降停頓、再下降再停頓，使起重機吊臂振動頻率不斷增加，進而導致起重機出現整體晃動[1]。

在液壓缸下降過程中，液壓缸的上腔是提供液壓油的部位。當液壓油壓力達到平衡閥開啟壓力后，平衡閥才被打開，使液壓缸開始下降。在其下降過程中，上腔的液壓油壓力會隨之降低，達到一定程度后使平衡閥關閉，液壓缸停止下降。所以液壓油壓力的上升和下降是一個反復過程，平衡閥的作用是使液壓缸找到平衡點。只有保證平衡閥開啟壓力與生產節流壓力保持一致，才能保證液壓缸的平穩下降。

2.2 液壓油缸故障

液壓油缸故障的主要表現為：（1）在液壓缸的運行過程中，會出現抖動、爬行并出現響聲的現象，而且在其上升過程中抖動較為明顯；（2）當抖動程度超過一定限度，會影響整個起重機運行，在液壓缸下降過程中雖然抖動現象相對減弱，但也無法滿足正常使用需要[2]。

一般液壓缸故障主要是由于前部支撐環與活塞桿的配合間隙過小，使活塞桿的伸縮與液壓桿前部支撐環發生較為劇烈的摩擦，從而導致液壓缸在升降過程中出現響聲，并出現抖動和爬行的現象。

3 故障解決措施

3.1 變幅系統故障的解決措施

變幅系統故障是由于平衡閥失去平衡點導致的，在進行故障檢修時，必須更換新的平衡閥，并選擇開啟壓力和流量相對較小的平衡閥。應保證平衡閥的開啟壓力符合1：10的標準，其最小流量應控制在換向閥最低流量的4倍以內。在海上平臺起重機的設計制造過程中，也要注意折現關鍵參數的選擇，保證平衡閥能夠正常發揮作用。完成平衡閥的更換后，要對其中進行試驗操作，確認故障排除。

3.2 液壓油缸故障的解決措施

液壓油缸故障檢修首先要將液壓缸前軸卸下，并將液壓缸放置在吊臂的下方，使用吊帶固定。使用手拉葫蘆對活塞桿進行固定，避免在拆卸過程中造成活塞損壞。然后進行液壓缸端蓋的拆卸，采用手動泵為下腔打壓，使活塞桿伸出來并帶出導向套，采用銅棒對導向套進行拆卸。測量導向套的環槽內徑，如果尺寸過小，需要對其進行加工，使其滿足公差配合標準。加工完成后裝會支撐環，連接系統進行空載測試，測試成功后再進行10噸載荷測試，逐步排除系統故障，恢復起重機的正常工作。

4 結語

由于液壓系統故障的影響較大，會直接導致起重機無法正常作業，因此對其故障原因進行分析尤為重要。但是在檢修過程中，由于檢修人員的技術能力有限，缺乏液壓系統維修經驗，常常無法快速、準確的找到故障發生原因。因此，要對液壓系統故障的原因進行深入分析，從液壓缸起重機的技術原理出發，根據實際故障現象，采取相應的解決措施，盡快恢復起重機的正常工作。

參考文獻

[1]方雄.海上鉆井平臺起重機液壓試驗臺測控系統研究[D].浙江大學，2014.

[2]徐麗.起重機液壓起升機構二次起升下滑仿真及其改進研究[D].長沙理工大學，2013.endprint