孫治國 葛長清

摘要：針對(duì)卸船機(jī)起升低速制動(dòng)器出現(xiàn)的蝶簧使用壽命縮短故障，根據(jù)液壓系統(tǒng)故障排除的一般流程，首先對(duì)低速制動(dòng)器液壓系統(tǒng)工作原理進(jìn)行分析，然后通過儀表測(cè)量參數(shù)的方法，歸納分析找出壓力繼電器這個(gè)故障源并進(jìn)行排除，最后剖析其故障原因。

Abstract： In view of the short service life of butterfly spring in hoist low-speed brake of ship unloader， according to the general procedure of troubleshooting of hydraulic system， firstly the working principle of the low-speed brake hydraulic system is analyzed， then by means of measuring parameters of instrument， inductive analysis is made to find out the source of the pressure relay fault and eliminate it. Finally， the cause of the failure is anatomized.

關(guān)鍵詞：卸船機(jī);低速制動(dòng)器;液壓系統(tǒng);壓力繼電器;故障排除

Key words： ship unloader;low speed brake;hydraulic system;pressure relay;troubleshooting

中圖分類號(hào)：U653.928.+1? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-4311（2018）34-0146-02

0? 引言

起升低速制動(dòng)器是橋式抓斗卸船機(jī)起升裝置中的一項(xiàng)重要的安全保護(hù)裝置。起升低速制動(dòng)器一般是盤式制動(dòng)器，安裝在起升低速軸上，它的制動(dòng)力較大，工作中碟簧施力制動(dòng)，液壓力驅(qū)動(dòng)打開制動(dòng)器。起升機(jī)構(gòu)正常工作時(shí)，低速制動(dòng)器是常開的，只有當(dāng)起升下降超速或手動(dòng)按急停按鈕時(shí)，低速軸盤式制動(dòng)器才發(fā)揮制動(dòng)作用，實(shí)現(xiàn)應(yīng)急制動(dòng)，故低速制動(dòng)器也稱為應(yīng)急制動(dòng)器。低速制動(dòng)器在港口大型設(shè)備中應(yīng)用比較廣泛，如橋式卸船機(jī)、岸橋等主起升機(jī)構(gòu)和臂架俯仰機(jī)構(gòu)的低速軸的應(yīng)急制動(dòng)。低速制動(dòng)器工作性能的好壞直接影響著港口的安全生產(chǎn)，低速制動(dòng)器出現(xiàn)故障后，要求能夠第一時(shí)間判斷故障原因并能正確排除，這對(duì)技術(shù)人員的故障排除能力提出了更高的要求。下面介紹一例卸船機(jī)起升低速制動(dòng)器液壓系統(tǒng)故障排除與改進(jìn)案例。

1? 故障現(xiàn)象

北方某港口一臺(tái)卸船機(jī)的起升低速制動(dòng)器油缸出現(xiàn)碟簧破碎故障，更換新的制動(dòng)油缸后，使用一段時(shí)間后，又出現(xiàn)碟簧破碎故障，油缸使用壽命明顯縮短。

2? 制動(dòng)器液壓系統(tǒng)工作原理分析

根據(jù)液壓系統(tǒng)圖查找液壓故障是液壓系統(tǒng)故障診斷與排除的一項(xiàng)基本方法。在熟悉設(shè)備性能和相關(guān)技術(shù)資料的基礎(chǔ)上，認(rèn)真研究和分析液壓系統(tǒng)原理圖，掌握液壓系統(tǒng)工作原理，進(jìn)一步弄清系統(tǒng)中各液壓元件的作用以及在系統(tǒng)中的相互聯(lián)系，然后通過向現(xiàn)場(chǎng)操作工等相關(guān)人員調(diào)查詢問以及現(xiàn)場(chǎng)檢查檢測(cè)相關(guān)參數(shù)等途徑，收集故障發(fā)生的相關(guān)信息，進(jìn)行歸納分析，初步列出產(chǎn)生故障的原因，再進(jìn)行調(diào)整試驗(yàn)、拆卸檢查、處理等步驟進(jìn)行故障排除。

2.1 低速制動(dòng)器工作原理

低速制動(dòng)器通常是液壓盤式制動(dòng)器，產(chǎn)生制動(dòng)力的主要元件是單作用液壓缸，結(jié)構(gòu)上，產(chǎn)生制動(dòng)力的特制蝶簧安裝在液壓缸的無桿腔里，液壓缸的有桿腔通壓力油可以打開制動(dòng)器。當(dāng)液壓站中的壓力油通過電磁閥得電換向的控制進(jìn)入到制動(dòng)油缸的有桿腔，壓力油推動(dòng)活塞壓縮無桿腔的碟簧，同時(shí)活塞桿縮回帶動(dòng)制動(dòng)器的兩個(gè)制動(dòng)臂向外擴(kuò)張，制動(dòng)器打開;當(dāng)電磁鐵失電，換向閥復(fù)位時(shí)，制動(dòng)油缸有桿腔中的液壓油在碟形彈簧力推動(dòng)活塞的作用下流回到油箱，同時(shí)碟形彈簧力通過活塞桿作用在制動(dòng)臂上，使制動(dòng)臂向內(nèi)夾緊，建立起相應(yīng)的制動(dòng)力矩，制動(dòng)器制動(dòng)。

2.2 液壓系統(tǒng)工作原理分析

低速制動(dòng)器動(dòng)作控制的液壓系統(tǒng)主要由定量泵、壓力繼電器、蓄能器、二位四通電磁換向閥、節(jié)流閥、單作用液壓缸等液壓元件組成，圖1是一組起升機(jī)構(gòu)制動(dòng)器的液壓系統(tǒng)工作原理圖。

當(dāng)卸船機(jī)開機(jī)進(jìn)入正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，油泵電動(dòng)機(jī)M即自動(dòng)啟動(dòng)，電磁鐵S1和S2得電，換向閥7A、7B上位工作，油泵輸出的油經(jīng)過單向閥4開始向蓄能器6和制動(dòng)器單作用液壓缸10A、10B的無桿腔供油，隨著液壓系統(tǒng)壓力升高，制動(dòng)器被打開。若系統(tǒng)壓力大于11.5MPa，壓力繼電器高位發(fā)出電信號(hào)，通過PLC控制電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，液壓系統(tǒng)在蓄能器6的作用下處于保壓狀態(tài)，以平衡蝶形彈簧力的制動(dòng)力，使起升低速制動(dòng)器處于常開狀態(tài);液壓系統(tǒng)不可避免的存在內(nèi)泄露，這會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)壓力下降，當(dāng)系統(tǒng)壓力下降至9.5MPa時(shí)，壓力繼電器低壓觸點(diǎn)就會(huì)閉合，發(fā)出的電信號(hào)通過PLC控制油泵電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，油泵又開始往系統(tǒng)供油補(bǔ)充系統(tǒng)壓力，如此循環(huán)工作。當(dāng)出現(xiàn)起升下降超速信號(hào)或者手動(dòng)急停時(shí)，電磁鐵S1和S2失電，換向閥7A、7B復(fù)位，即下位工作，制動(dòng)器單作用液壓缸10A、10B無桿腔的液壓油通過換向閥7A、7B流回油箱，液壓缸10A、10B的活塞桿在蝶簧力的作用下快速伸出，使低速制動(dòng)器制動(dòng)。

手動(dòng)泵11的作用是斷電維修時(shí)打開制動(dòng)器用。維修需要打開制動(dòng)器時(shí)，泵2不工作，節(jié)流閥9B關(guān)閉，截止閥8B打開，使用手動(dòng)泵向制動(dòng)器油缸10A、10B無桿腔供油，低速制動(dòng)器就會(huì)打開。本系統(tǒng)還設(shè)置有故障保護(hù)措施，當(dāng)電機(jī)M啟動(dòng)超過設(shè)定時(shí)間后，若壓力繼電器高位還未發(fā)出電信號(hào)控制電機(jī)停機(jī)，即認(rèn)為出現(xiàn)故障，電機(jī)就立刻停止工作。

3? 故障排除過程

通過液壓系統(tǒng)圖對(duì)制動(dòng)器液壓系統(tǒng)工作原理的分析，單作用油缸碟簧破碎的原因可能是疲勞破壞或者是系統(tǒng)壓力過高導(dǎo)致的。因更換新的液壓缸后蝶簧還出現(xiàn)壽命明顯縮短的故障，可先排除疲勞破壞的原因。

到現(xiàn)場(chǎng)詢問操作人員，了解到平常工作中制動(dòng)器液壓站的油箱高溫報(bào)警器偶爾也會(huì)發(fā)出高溫故障信號(hào)讓系統(tǒng)停機(jī)。運(yùn)用儀表測(cè)量的方法檢測(cè)壓力繼電器油口系統(tǒng)工作壓力，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)壓力超過11.5MPa時(shí)，電動(dòng)機(jī)油泵依然在工作，系統(tǒng)壓力達(dá)到14MPa后，油泵電機(jī)才停機(jī)。通過壓力檢測(cè)出的結(jié)果再結(jié)合液壓系統(tǒng)工作原理進(jìn)行分析，可以判斷壓力繼電器5出現(xiàn)故障，壓力高位發(fā)生了飄移，即壓力繼電器的高位發(fā)信號(hào)時(shí)的壓力值超出了設(shè)備要求的設(shè)定值。

查閱設(shè)備技術(shù)資料，該壓力繼電器型號(hào)是HED30A，結(jié)構(gòu)是彈簧管式，內(nèi)部有兩個(gè)微動(dòng)開關(guān)，一個(gè)微動(dòng)開關(guān)感應(yīng)到低壓，其連鎖控制的電路就接通;另一個(gè)微動(dòng)開關(guān)感應(yīng)到高壓，其連鎖控制的電路就斷開。根據(jù)壓力檢測(cè)的結(jié)果知道壓力繼電器高位發(fā)生漂移，檢查其高位微動(dòng)開關(guān)調(diào)整元件發(fā)現(xiàn)未定位鎖緊，原因可能是卸船機(jī)工作振動(dòng)等造成的。重新調(diào)整高位壓力微動(dòng)開關(guān)到11.5MPa，并鎖緊定位，恢復(fù)工作運(yùn)行，跟蹤觀察一段時(shí)間后油缸蝶簧使用壽命恢復(fù)正常，故障排除。

該故障發(fā)生的原因分析：由于壓力繼電器高位發(fā)生漂移，制動(dòng)器液壓系統(tǒng)壓力一直高于系統(tǒng)設(shè)定值，制動(dòng)器油缸在打開的狀態(tài)下，其無桿腔的碟簧一直承受過大的液壓力作用，致使油缸蝶簧使用壽命縮短，同時(shí)液壓站一直在過高壓力下持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，導(dǎo)致系統(tǒng)功率損失增大，液壓油溫度過高，所以系統(tǒng)也會(huì)經(jīng)常發(fā)出高溫報(bào)警。

4? 總結(jié)

液壓系統(tǒng)故障的一個(gè)主要特點(diǎn)是因果關(guān)系的復(fù)雜性，在故障診斷的過程中，故障設(shè)備液壓系統(tǒng)工作原理及各液壓元件的結(jié)構(gòu)原理的分析是基礎(chǔ)，這就要求設(shè)備管理技術(shù)人員必須熟悉并掌握該設(shè)備液壓系統(tǒng)的工作原理，工作中注意總結(jié)積累液壓故障排除的案例及經(jīng)驗(yàn)，這樣在設(shè)備液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，能夠根據(jù)經(jīng)驗(yàn)直觀檢查，運(yùn)用儀表測(cè)量、替換檢查等技術(shù)手段，及時(shí)準(zhǔn)確的找出故障的原因并排除，減少設(shè)備維修工時(shí)，提高設(shè)備的生產(chǎn)效率。

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