陳陽(yáng)鋒 樓桂龍

據(jù)統(tǒng)計(jì)，2019年全球前100位港口集裝箱吞吐量超過(guò)6.0億TEU，其中：我國(guó)港口集裝箱吞吐量占比超過(guò)40%，達(dá)到2.6億TEU。在規(guī)模巨大的集裝箱作業(yè)量中，空箱作業(yè)量約占35%，其中絕大部分依靠集裝箱空箱堆高機(jī)（以下簡(jiǎn)稱“堆高機(jī)”）完成。在我國(guó)主要沿海集裝箱港口，堆高機(jī)與橋吊的比例接近1∶1;此外，堆高機(jī)還廣泛應(yīng)用于港外集裝箱堆場(chǎng)、鐵路中轉(zhuǎn)場(chǎng)地等，是集裝箱生產(chǎn)作業(yè)鏈中的主要設(shè)備之一。據(jù)行業(yè)測(cè)算，未來(lái)5年全球堆高機(jī)市場(chǎng)需求增長(zhǎng)率仍將維持在10%以上，除傳統(tǒng)的燃油機(jī)型外，還將陸續(xù)出現(xiàn)電動(dòng)堆高機(jī)、遠(yuǎn)控堆高機(jī)等新一代產(chǎn)品。隨著堆高機(jī)產(chǎn)品技術(shù)集成度和智慧化程度越來(lái)越高，設(shè)備維保要求也日益提高。吊具自動(dòng)側(cè)移故障是堆高機(jī)作業(yè)過(guò)程中出現(xiàn)較多的疑難故障之一。本文以寧波梅山島國(guó)際集裝箱碼頭有限公司（以下簡(jiǎn)稱“梅山島集裝箱碼頭”）為例，在分析該碼頭公司堆高機(jī)吊具自動(dòng)側(cè)移故障原因的基礎(chǔ)上，提出故障解決方案。

1 堆高機(jī)吊具自動(dòng)側(cè)移故障現(xiàn)象

梅山港區(qū)是寧波舟山港的核心港區(qū)之一，規(guī)劃建設(shè)10個(gè)集裝箱泊位，目前已有5個(gè)泊位投入生產(chǎn)，2019年集裝箱吞吐量超過(guò)480萬(wàn)TEU。梅山港區(qū)共配備堆高機(jī)24臺(tái)，涵蓋DCE、DCF、DCT和DCU系列，其中，后三者高度集成機(jī)械、電氣、液壓等功能，加入更多控制單元和傳感器，以實(shí)時(shí)監(jiān)控和反饋發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱和液壓電氣系統(tǒng)參數(shù)，從而在出現(xiàn)重大故障時(shí)實(shí)施斷電或熄火保護(hù)。液壓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)壓力、流量、溫度和速度實(shí)時(shí)控制功能，不僅有利于提高堆高機(jī)工作可靠性和工作效率，而且有助于提升整車作業(yè)安全性和司機(jī)操作體驗(yàn)感。

自2019年開(kāi)始，梅山島集裝箱碼頭9號(hào)堆高機(jī)在作業(yè)過(guò)程中出現(xiàn)吊具自動(dòng)向右側(cè)移動(dòng)故障，司機(jī)通過(guò)操作手柄無(wú)法控制吊具停止側(cè)移，只能強(qiáng)制熄火，待重新啟動(dòng)后故障消失。該故障為偶發(fā)性故障，每1～2個(gè)月發(fā)生1次，吊具側(cè)移速度時(shí)快時(shí)慢，給生產(chǎn)作業(yè)帶來(lái)重大安全隱患。經(jīng)調(diào)查，該故障首次出現(xiàn)時(shí)吊具工作時(shí)長(zhǎng)為。設(shè)備生產(chǎn)廠家多次排查均無(wú)法確定故障點(diǎn)，且在設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間模擬測(cè)試中也并未出現(xiàn)該故障;因此，該故障被列為堆高機(jī)疑難故障之一。

2 堆高機(jī)吊具自動(dòng)側(cè)移故障原因及解決思路

2.1 吊具側(cè)移控制原理

如圖1所示，堆高機(jī)吊具側(cè)移控制原理如下：堆高機(jī)司機(jī)通過(guò)控制側(cè)移控制桿發(fā)出側(cè)移控制指令，側(cè)移控制桿的機(jī)械行程帶動(dòng)滑動(dòng)變阻器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)傳輸?shù)今{駛室控制單元，再由駕駛室控制單元分別向車架控制單元和屬具控制單元發(fā)出側(cè)移信號(hào);車架控制單元和屬具控制單元收到側(cè)移信號(hào)后向主泵電磁閥和側(cè)移電磁閥發(fā)出電信號(hào);側(cè)移電磁閥里的電磁線圈通電后產(chǎn)生磁性吸住電磁閥里的閥芯，主泵電磁閥電信號(hào)轉(zhuǎn)變成液壓信號(hào)使液壓油泵工作;屬具控制閥為側(cè)移油缸供油，實(shí)現(xiàn)側(cè)移油缸往復(fù)運(yùn)動(dòng)（向有桿腔運(yùn)動(dòng)或無(wú)桿腔運(yùn)動(dòng)）。

2.2 吊具自動(dòng)側(cè)移解決思路

由吊具側(cè)移控制原理可知，電氣控制最終通過(guò)控制電磁線圈得電實(shí)現(xiàn)，而液壓系統(tǒng)的執(zhí)行部件為電磁閥閥芯和液壓油缸;因此，吊具自動(dòng)側(cè)移故障實(shí)為電氣、液壓綜合性故障。鑒于此，排查重點(diǎn)鎖定電氣控制系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)，以電磁閥為節(jié)點(diǎn)，分析電氣控制系統(tǒng)相關(guān)數(shù)據(jù)，確定故障類型（電氣故障或液壓故障），再根據(jù)系統(tǒng)故障分布點(diǎn)快速查找故障原因。為了掌握堆高機(jī)故障分布點(diǎn)，有必要實(shí)施“一機(jī)一檔”方案，以積累堆高機(jī)日常作業(yè)數(shù)據(jù)，建立堆高機(jī)故障分布點(diǎn)模型。

3 堆高機(jī)吊具自動(dòng)側(cè)移故障解決途徑

3.1 液壓故障排查

（1）對(duì)調(diào)堆高機(jī)吊具液壓系統(tǒng)左右側(cè)移電磁閥，排查側(cè)移電磁閥;但在實(shí)際作業(yè)過(guò)程中吊具自動(dòng)側(cè)移故障仍然存在，由此可以排除電磁閥故障。

（2）堆高機(jī)啟動(dòng)后，液壓系統(tǒng)備壓3 MPa，以便快速響應(yīng)司機(jī)操作指令;因此，電磁閥閥芯發(fā)卡可能會(huì)導(dǎo)致吊具自動(dòng)側(cè)移。拆出側(cè)移閥芯，觀察閥芯表面無(wú)明顯劃痕，測(cè)試閥芯與閥體運(yùn)動(dòng)無(wú)發(fā)卡現(xiàn)象，說(shuō)明閥芯和閥體無(wú)故障。

（3）堆高機(jī)側(cè)移油缸為雙作用單活塞式液壓缸（見(jiàn)圖2），右側(cè)移即活塞從有桿腔向無(wú)桿腔運(yùn)動(dòng)。根據(jù)帕斯卡定律，缸體產(chǎn)生的線性壓力取決于系統(tǒng)流體壓力與活塞有效面積的乘積，由此排除側(cè)移油缸密封件損壞導(dǎo)致側(cè)移故障。

3.2 電氣故障排查

由圖3可見(jiàn)，堆高機(jī)吊具側(cè)移控制手柄的核心是滑動(dòng)變阻器，堆高機(jī)司機(jī)通過(guò)左右滑動(dòng)變阻器改變電阻來(lái)控制進(jìn)入控制單元的電壓，從而使控制單元發(fā)出側(cè)移指令。由圖4（a）可見(jiàn)，側(cè)移控制手柄的中位電壓為2.46 V，其在動(dòng)作過(guò)程中的最大電壓為5.0 V，最小電壓為0.5 V，其中，最小電壓是手柄與司機(jī)室控制單元的通信電壓。側(cè)移控制手柄在動(dòng)作過(guò)程中電壓變化靈敏，由此可以排除控制手柄電氣故障。從堆高機(jī)側(cè)移電磁閥故障診斷單（見(jiàn)圖4（b））可以看出，電磁閥額定電流和電磁閥實(shí)際電流變化正常，加之控制單元之間的通信不存在電壓和電流變化，由此可以判斷司機(jī)室控制單元和車架控制單元無(wú)故障。

最后，將故障范圍鎖定在車架控制單元與側(cè)移電磁閥之間的控制線路（如圖5所示）。控制線路電壓為24 V，由控制單元控制負(fù)極線路導(dǎo)通，負(fù)極線路磨損接地可能導(dǎo)致吊具偶發(fā)自動(dòng)側(cè)移故障。整體更換控制線路后，堆高機(jī)吊具自動(dòng)側(cè)移故障消失。

4 結(jié)束語(yǔ)

近年來(lái)，堆高機(jī)智能化和集成化發(fā)展趨勢(shì)日益凸顯，在實(shí)現(xiàn)部件精簡(jiǎn)化和維修簡(jiǎn)單化的同時(shí)，也使堆高機(jī)更容易出現(xiàn)偶發(fā)性疑難故障。針對(duì)堆高機(jī)不斷應(yīng)用新技術(shù)的現(xiàn)實(shí)情況，集裝箱碼頭維保人員必須轉(zhuǎn)變固有的維修習(xí)慣和維修思路，加強(qiáng)學(xué)習(xí)，充分利用設(shè)備本身的電子監(jiān)控系統(tǒng)診斷故障，同時(shí)要結(jié)合傳統(tǒng)的電氣系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)排除故障和實(shí)施預(yù)防性維修，以保障設(shè)備作業(yè)安全。

（編輯：曹莉瓊 收稿日期：2020-03-26）