李元錚

摘要：制動系統(tǒng)是集裝箱正面吊運(yùn)機(jī)的主要動力源，由于集裝箱正面吊運(yùn)機(jī)的工作環(huán)境十分惡劣，裝卸動作較頻繁，而且需要連續(xù)工作很長時間，因此很容易出現(xiàn)系統(tǒng)故障問題。對此，從制動系統(tǒng)原理入手，列舉了設(shè)備的常見故障，并提出相應(yīng)處理方法和改進(jìn)措施，以解決正面吊運(yùn)機(jī)的制動故障。

關(guān)鍵詞：集裝箱；正面吊運(yùn)機(jī)；制動系統(tǒng)；故障

中圖分類號：TH24文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095－6835（2014）08－0009－02

目前，集裝箱正面吊運(yùn)機(jī)被廣泛應(yīng)用于集裝箱場堆的裝卸作業(yè)中，是港口重要的設(shè)備之一?，F(xiàn)對集裝箱正面吊運(yùn)機(jī)制動系統(tǒng)的工作原理和基本特性進(jìn)行簡單介紹，對其制動系統(tǒng)故障記錄進(jìn)行歸納分析，找出故障的真正原因，并結(jié)合正面吊整機(jī)結(jié)構(gòu)和使用要求，提出改進(jìn)方案，以提高集裝箱正面吊運(yùn)機(jī)制動系統(tǒng)的工作性能。

1DRD-S，DRF正面吊制動系統(tǒng)的原理

DRD-S和DRF的正面吊制動系統(tǒng)的工作原理和液壓工作系統(tǒng)是相一致的，差異在于DRF系列使用的是獨(dú)立帶冷卻風(fēng)扇的液壓小油箱。

1.1系統(tǒng)組成

葉片泵、蓄能器、充壓閥、剎車閥、手剎閥和制動片等相關(guān)器件共同組成該剎車的系統(tǒng)。其中，駐車制動器是一種鉗盤式制動器，一般安裝在傳動軸上，其工作原理是依靠彈簧壓縮的力量進(jìn)行相關(guān)的制動來完成相關(guān)工作。

1.2剎車油路

全液壓式的系統(tǒng)模式組織是由充壓閥、剎車踏板閥和蓄能器構(gòu)成和控制的。當(dāng)移動剎車踏板閥閥芯下移時，蓄能器壓力迅速作用到輪邊剎車，輪邊剎車的壓力隨著剎車踏板閥閥芯位移的改變而改變。剎車的踏板閥閥芯位置如果發(fā)生移動，則會直接影響輪邊剎車的位置。蓄能器壓力值的正常范圍為17 MPa，當(dāng)蓄能器的出口壓力值保持在正常范圍內(nèi)時，蓄能器作用于剎車的次數(shù)可以反復(fù)、多次作用；當(dāng)蓄能器出口部分的壓力低于設(shè)定的壓力值時，則其沖壓閥會迅速切換油路，液壓受到切換作用則向蓄能器增壓，在壓力滿充后，充壓閥進(jìn)行油路切換，壓力根據(jù)剎車回路的情況導(dǎo)入葉片泵的壓力進(jìn)行冷卻，隨后進(jìn)行潤滑處理，制動片導(dǎo)入的油經(jīng)過冷卻處理后再回到油箱中。

2剎車系統(tǒng)的概要

蓄能器是影響剎車系統(tǒng)的關(guān)鍵，剎車系統(tǒng)在進(jìn)行調(diào)節(jié)和維修時必須特別注意其工作狀態(tài)，定期檢查其預(yù)充壓力。如果蓄能器損壞，通常會出現(xiàn)以下問題：①剎車效果滯后，響應(yīng)不及時。②在充壓閥持續(xù)不斷的運(yùn)動過程中，發(fā)動機(jī)停止會衰減剎車的作用。③充壓閥頻繁動作容易引起閥芯彈簧因過度受力而發(fā)生損壞，油泵受到過大的沖擊力而損壞。④充壓閥充壓或閥芯發(fā)卡等狀態(tài)，使冷卻油不能順暢進(jìn)入制動器，不能及時冷卻系統(tǒng)進(jìn)行剎車時的熱量，造成密封件老化和磨損。⑤在吊作業(yè)過程中，換向十分重要，需要運(yùn)行多次、頻繁制動，這直接影響了剎車系統(tǒng)，使其液壓沖擊次數(shù)增多。⑥如果蓄能器失去效用，液壓產(chǎn)生的沖擊會損壞液壓閥和葉片泵等相關(guān)系列原件，加快系統(tǒng)磨損，受損的金屬器件和顆粒在制動的回路過程中沒有進(jìn)行過濾就回到油箱，共用一個液壓油箱會對DRD造成破壞。⑦柱塞在工作過程中吸入磨屑，斜盤式的軸向柱塞泵中的摩擦副受到阻塞，閥靴與斜盤之間的摩擦由于磨粒變成了干摩擦，滑靴的頭部與斜盤之間

圖1所示。圖1中的聚合關(guān)系表明，在一個ACC系統(tǒng)中可能有多個線路，一個線路（或車站）下又有多個車站（或設(shè)備）。結(jié)合AFC五層結(jié)構(gòu)，在系統(tǒng)領(lǐng)域模型基礎(chǔ)上，對ACC系統(tǒng)的軟件概念架構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，如圖２所示。

如圖2所示，ACC系統(tǒng)可劃分為設(shè)備子系統(tǒng)、車站子系統(tǒng)、線路子系統(tǒng)和ACC中心子系統(tǒng)4級，每一級子系統(tǒng)又可劃分為展現(xiàn)層、業(yè)務(wù)層、通信層和數(shù)據(jù)層。其中，展現(xiàn)層負(fù)責(zé)處理用戶界面，業(yè)務(wù)層負(fù)責(zé)處理管理邏輯，通信層負(fù)責(zé)處理網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫交互，而數(shù)據(jù)層則負(fù)責(zé)處理持久性數(shù)據(jù)維護(hù)。中心子系統(tǒng)是ACC系統(tǒng)的核心，它不僅擁有展現(xiàn)層，而且業(yè)務(wù)層和數(shù)據(jù)層的內(nèi)容也比其他級別的子系統(tǒng)要復(fù)雜得多。對于前文所述的系統(tǒng)核心需求而言，線路級子系統(tǒng)和車站級子系統(tǒng)則不需要表現(xiàn)層，而且其業(yè)務(wù)層也僅為解析數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，數(shù)據(jù)層也僅處理車票交易數(shù)據(jù)。對于設(shè)備級子系統(tǒng)，甚至連數(shù)據(jù)層也無需設(shè)計(jì)。

3結(jié)束語

在分析南京市地鐵ACC建設(shè)需求的基礎(chǔ)上，對南京市地鐵ACC的技術(shù)需求和性能需求進(jìn)行了分析，并運(yùn)用軟件工程、軟件領(lǐng)域建模等有關(guān)理論方法，對ACC系統(tǒng)的領(lǐng)域建模進(jìn)行了架構(gòu)，對軟件概念進(jìn)行了設(shè)計(jì)。

參考文獻(xiàn)

［1］呂毅.西安地鐵線網(wǎng)AFC系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)談探討［J］.鐵路計(jì)算機(jī)應(yīng)用，2013（07）.

［3］陳康，城市軌道交通自動售檢票系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)［D］，北京：北京郵電大學(xué)，2011.

［4］吳娟，徐鐘全，毛建.南京市地鐵AFC區(qū)域線路中心的規(guī)劃設(shè)計(jì)［J］.鐵路通信信號工程技術(shù)，2012（05）.

〔編輯：王霞〕

Nanjing Subway Ticket Clearing Management Systems Requirements Analysis and Architecture Design

Wang Yuanyuan, Li Lifen, Mi Chuanmin

Abstract: On basis of core business needs of ACC system of Nanjing subway, the requirements analysis is made, the system domain model is established, and the conceptual architecture of the ACC system is designed.

Key words: rail transit; AFC system; ACC; system architecture

遭到破壞，容積損壞使造成壓力無法建立。

3駐車制動器

驅(qū)車制動器的駐剎原理是通過駕駛室內(nèi)的手動開關(guān)控制二位四通手動換向閥而改變油路，起駐剎和停止作用。

當(dāng)油路開關(guān)不作用時，發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，液壓油通過駐車換向閥導(dǎo)向駐車制動器進(jìn)油腔。此時，壓力油推動駐車制動器活塞克服彈簧壓力，使制動蹄片打開，駐車制動解除。在發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)（或蓄能器有壓力）時，合上開關(guān)，駐車換向閥則改變油路方向，使液壓油不進(jìn)入駐車制動器，而通過另一路導(dǎo)向驅(qū)動橋輪邊制動器使其作用。此時的駐車制動器由于壓力油被切斷，活塞通過強(qiáng)彈簧力的作用將蹄片和傳動軸剎車盤抱死，使車輛停止，防止車輛在熄火后自動滑行，保障停車安全。

駐車制動器具有較好的做功效用，主要表現(xiàn)為：在車輛停止時，駐車制動器借用彈簧力的作用抱住傳動軸的剎車盤，控制機(jī)械滑移；當(dāng)液壓系統(tǒng)在一定條件下失去壓力時，駐車制動器起到應(yīng)急、避險的作用，如果腳制動沒有失去功用，則不可用手制動控制剎車。

要對駐車的制動器進(jìn)行定期檢查和調(diào)整，注意進(jìn)油壓力和制動器油腔是否完好、是否泄漏，確保手剎車能夠正常使用。彈簧力是駐車制動力的保障，所以要時刻注意其彈簧力是否充足。另外，檢查剎車蹄片是否有磨損及其磨損程度，并根據(jù)間隙的情況進(jìn)行調(diào)整，力求達(dá)到最佳狀態(tài)，確保行車安全。

4常見故障及處理

制動系統(tǒng)常見故障及處理方法如表1所示。

表1制動系統(tǒng)常見故障及處理方法

常見故障 主要原因 處理方法

制動響應(yīng)滯后 蓄能器損壞或預(yù)充壓力過低 更換蓄能器或補(bǔ)充氮?dú)?/p>

制動距離過長 泵1有內(nèi)泄 檢修葉片泵

閥4或2壓力設(shè)定太低 檢測壓力重新調(diào)整

制動摩擦片磨損 更換摩擦片

制動活塞油封漏油 更換油封

駐車制動失靈 駐車制動器7液壓油泄露 檢修更換換手剎閘

驅(qū)車制動器10彈簧力不足 更換彈簧

驅(qū)車制動器10摩擦片磨損 更換摩擦片

制動器的液壓油

漏到輪邊減速器 制動腔油封老化失效 更換制動腔油封

5故障分析

制動系統(tǒng)的相關(guān)故障現(xiàn)象主要為制動失靈或制動器漏油。究其原因首先是由于蓄能器失效造成液壓沖擊運(yùn)動加強(qiáng)、頻率增加，導(dǎo)致泵、閥磨損，對液壓軸造成污染。被污染的液壓油在系統(tǒng)中循環(huán)，使整車液壓系統(tǒng)零部件受到程度不一的破壞，造成液壓的相關(guān)零件摩擦間隙不一致，多數(shù)呈微米級狀態(tài)，液壓泵的摩擦副被破壞也就破壞了容積泵的密封條件，使泵失效無法建立壓力油。除此之外，磨損的調(diào)壓閥閥芯直接影響著蓄能器的壓力狀態(tài)，使其無法達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，使充壓閥先導(dǎo)閥無法換向，充壓閥一直處于左位或中位，往冷卻回路的液壓油不足，導(dǎo)致制動器油封過熱老化而失效。

6改進(jìn)方案

針對故障原因、正面吊的實(shí)際使用和維護(hù)情況，要真正提高正面吊液壓制動系統(tǒng)的可靠性，必須對液壓制動系統(tǒng)進(jìn)行改

進(jìn)，具體的改進(jìn)方案如下：①加裝蓄能器的壓力感應(yīng)塞，按照一定的標(biāo)準(zhǔn)與警示燈保持串聯(lián)，檢測正面吊和低壓警示燈的運(yùn)作是否符合規(guī)定。通常情況下，如果調(diào)壓閥產(chǎn)生故障或者蓄能器的性能下降，則會引起亮燈的時間過長等現(xiàn)象。②增加溫度傳感器裝置，將其增設(shè)在冷卻潤滑的回油管相關(guān)接頭處，當(dāng)液壓油的溫度達(dá)到一定的高溫標(biāo)準(zhǔn)時，則會發(fā)出“蜂鳴”般的警報聲。③采用順序閥和減壓閥代替?zhèn)鹘y(tǒng)舊的充壓組合閥，將其安裝在通往冷卻潤滑的相關(guān)管路上。改裝的思路是保證蓄能器回路的供油，保證制動回路的可靠性。當(dāng)蓄能器壓力充足時，順序閥打開，通過減壓閥進(jìn)行減壓，給冷卻回路供油。

7液壓回路分析

在閥件安裝的管路上對原系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)是可行的，首先將待換閥固定在鉆有孔的鋼板上，再把鋼板安裝在原沖壓閥的相應(yīng)位置；然后旋開壓力繼電器和溫度傳感器的管接頭，并串聯(lián)一個能與接頭對接的三通管接頭。

改進(jìn)后的液壓回路可以動態(tài)監(jiān)測整個制動系統(tǒng)的性能，發(fā)現(xiàn)故障所在并及時保修，避免了正面吊運(yùn)機(jī)長期帶病工作直到系統(tǒng)癱瘓才保修的現(xiàn)象，提高了正面吊行駛操作的安全性，更重要的是，及時報修可以有效避免因油液污染引起的連鎖故障。

當(dāng)閥芯出現(xiàn)卡阻或磨損時，會使冷卻回路中液壓油急速降低，并且此種現(xiàn)象初期不易被發(fā)現(xiàn)，如果不能及時處理，則會影響制動器的密封，導(dǎo)致液壓沖擊加強(qiáng)，致使閥體和管接頭等相關(guān)部件受損。原舊系統(tǒng)過濾器安裝在冷卻回路上，沒有過濾制動系統(tǒng)，不利于運(yùn)轉(zhuǎn)，留下了隱患。液壓系統(tǒng)受到損壞，吸入帶有磨粒的液壓油，嚴(yán)重?fù)p害泵的安全，形成致命傷害。改進(jìn)的新系統(tǒng)將高壓過濾器安裝在泵出口處，確保整體的系統(tǒng)液壓油過濾，有效減小零件之間“牽一發(fā)而動全身高”的損壞效應(yīng)，避免一個零件磨損而影響整個系統(tǒng)；去掉充壓閥，使新制動系統(tǒng)的可靠性增強(qiáng)，蓄能器增強(qiáng)了及時補(bǔ)壓的功效，有效減小因閥芯卡阻和磨損帶來斷流等負(fù)面影響。增設(shè)壓力繼電器，能夠更好地動態(tài)監(jiān)測蓄能器，及時了解調(diào)壓器和順序閥的性能狀態(tài)，確保工作有序進(jìn)行。溫度傳感器設(shè)置在冷卻油路出口處的管接頭上，當(dāng)溫度超過一定的負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)時能夠及時顯現(xiàn)。通過傳感器加強(qiáng)監(jiān)測制動系統(tǒng)的相關(guān)性能，避免因冷卻回路缺油又無法及時察覺，導(dǎo)致制動系統(tǒng)故障頻發(fā)的情況發(fā)生。

8結(jié)束語

總之，隨著液壓技術(shù)的不斷發(fā)展，液壓元件集成化程度將會越來越高，使得系統(tǒng)的穩(wěn)定性能更加優(yōu)越。由于集裝箱正面吊運(yùn)機(jī)大多工作時間長、使用頻繁、起重量大，為減少設(shè)備故障率，通過對集裝箱正面吊運(yùn)機(jī)液壓系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，使設(shè)計(jì)在滿足定量和可靠度的前提下達(dá)到最佳的優(yōu)化效果，使正面吊運(yùn)機(jī)液壓系統(tǒng)以往所遇到的一系列問題以更加合理的方式解決。

參考文獻(xiàn)

［1］朱禮順，梅家強(qiáng)，陳福來.叉車驅(qū)動橋制動系統(tǒng)故障分析與工藝改進(jìn)［J］.叉車技術(shù)，2007（01）.

［2］羅睿，吳猛.集裝箱正面吊運(yùn)機(jī)的濕式制動系統(tǒng)解讀［J］.工程機(jī)械與維修，2011（10）.

〔編輯：李玨〕

Container Front Lifting Braking System Troubleshooting

Li Yuanzheng

Abstract: The braking system is the main power source of container reaches stacker, container reach stacker because the work environment is very harsh, more frequent loading and unloading operations, and the need to work continuously for a long time, so it is prone to system failure. In this regard, the principle of starting from the brake system, citing the common failure of equipment, and the corresponding treatment methods and improved measures to address the brake failure front lifting machines.

Key words: containers; positive lifting machine; braking system; fault