起重机卷扬系统的使用与维修(六)

上接2009第1期)

十三、卷扬系统溜钩常见故障分析与排除

溜钩故障即制动失灵，它是液压起重机卷扬系统常见的故障之一。一旦发生，轻者使起重机无法使用，重者会造成人员伤亡和财产损失。

液压起重机卷扬系统的故障大多数发生在液压系统，所以分析和排除故障首先要熟悉系统工作原理。

一般汽车式、履带式起重机卷扬液压系统原理如图53所示，这是一个简单常开式手动换向液压系统。卷扬制动为常闭式弹簧制动，由液压缸控制，其制动压力为泵的出口压力。为分析方便，设制动最小开启压力为P1，其大小等于克服制动弹簧压紧力所需压力；设平衡阀开启压力为P2，为落钩时进入油路的最低压力；设空载压力为P0，指克服系统机械摩擦阻力和液流阻力所需压力。为保证系统正常工作，要求P0> P1> P2。通过对系统的进一步分析可知，发生溜钩的原因：

1.马达和换向阀严重磨损

马达和换向阀严重磨损都会引起系统异常内漏，使系统所能建立的压力不足以克服负载，但却容易大于P1。因为P1相对较小，大于P1就会解除制动，若马达的驱动转矩不能驱动负载，就会溜钩。由于马达的摩擦远大于换向阀的摩擦，所以应首先考虑的是马达磨损。一般使用的卷扬马达为轴向柱塞马达，引起马达内漏的主要原因有：

①缸体与配流盘接合面磨损。

②驱动轴支承轴承磨损。

③缸体压紧弹簧压紧力不足。

④柱塞与缸筒磨损。

⑤柱塞滑靴损坏。

其中前3条原因均会引起配流盘与缸体间的压紧力不足，密封不严，这是引起内漏严重的主要原因。

2.卷扬制动失效

卷扬制动摩擦副在使用过程中会逐渐磨损，尤以制动和松开的过渡过程磨损更快。制动弹簧会随着使用时间的延长其弹性逐渐减弱，个别弹簧也可能出现疲劳断裂，这些因素均会导致制动力下降，甚至丧失制动力。制动驱动机构运动受卡也会导致制动力下降或丧失制动力，制动力小幅下降一般可通过调整螺栓得到恢复。当系统因特殊原因导致回油压力过大时，也会使制动器自动打开而引起溜钩。

图53　起重机卷扬液压系统原理

(1)拆检卷扬制动器

卷扬制动器有两种：一种是内置多片式，另一种是外抱带式。

如果是内置多片式制动器应该即时拆检，检查制动钢片和制动摩擦片的磨损是否超过使用极限，是否严重损坏；检查制动弹簧是否损坏或疲劳断裂。如果损坏，必须更换。

对于外抱带式制动器，若制动片有油污须清除干净；对各连接点喷上润滑剂润滑；检查制动片的磨损状况和调整制动机构是否正常。如果一切正常可采用调整法应维修。

(2)拆检液压泵

①更换或修理配流盘。

②驱动轴支承轴承如果松动、磨损严重，应更换。

③缸体压紧弹簧可以用眼看或用钢片尺测量，检查弹簧自然回位的尺寸，再检查是否断裂，如有必要应更换。

采用以上方法进行修理，可以排除溜钩问题。

3.平衡阀故障

由于平衡阀阀芯和阀座磨损，阀芯在较大偏心液力的作用下运动受卡，平衡阀失去作用。某些阀芯阻尼孔堵塞及异物卡住阀芯，也会导致平衡阀失效。因此在下放重物过程中就会出现溜钩，即在下放重物过程中物体下降速度失控，从而导致事故。平衡阀失效时，对升钩过程几乎没有影响，因为液流直接打开单向阀，平衡阀不起作用。

平衡阀故障的处理：

①拆检平衡阀，若发现平衡阀开闭油口活塞回位弹簧损坏，更换。②若平衡阀各部件磨损严重，应更换。

把各调整点按使用规范要求进行调整，即可排除故障。

通常，可通过下列方法确定溜钩故障的具体部位：当手柄处于中位出现溜钩时，可以断定是制动故障；当手柄处于下降位置出现溜钩时，可以断定是平衡阀故障；当手柄处于上升位置出现溜钩时，可以断定是马达或换向阀故障。

确定故障具体部位后，就可对症下药，进行进一步的检查和修复，直到排除故障。

图54　CC2000型履带式起重机卷扬液压系统
1、28、44、46、48、74、82、83、85、88、98.溢流阀　2、7、10、54、70、75、76、81、101.节流阀　3、8、50、59、63、64、77.自动阀
4、31、32、33、47、48、51、52、65、66、68.换向阀　6、12、13、15、18、20、24、25、29、30、43、56、57、72、84、105、110.单向阀
9、11、34、35、36、45、53、69.平衡阀　14、42、87、103.滤油器　16、17、19、22、23、49、60、61、62、78.液压马达
26、40、41.调速阀　27.中心回转接头　37、38、39、91、92.液压泵　55、57、58、71、73.转阀
79、80.防后倾缸　89.冷却器　96、99、112.先导控制阀　111.电磁换向阀
S1——卷扬电磁阀　S2——变幅限位电磁阀　S3——主、副变幅选择电磁阀
S4——主、副起升电磁阀　S5——限位电磁阀　S6——控制电磁阀
S7——发动机熄火电磁阀　S8——四通电磁阀　S9——行走电磁阀
S10——行走高低通电磁阀　S11——主、副起升电磁阀　

十四、案例分析

1.CC2000 型履带式起重机卷扬滑钩

故障现象

该大型履带式起重机引自德国，在一次吊装20　t重物的作业中，发现吊钩往下滑。该设备使用内置式多片制动器。

故障诊断

该机卷扬液压系统如图54所示，故障的原因可能有5种：制动器、卷扬减速器、卷扬马达、平衡阀或制动阀失灵。

起升机构的主、副卷筒分别由斜轴式轴向柱塞马达49、60驱动，两台联动的恒功率泵38、39供油。低速升降时仅用泵39供油，高速时两泵合流供油。

当需要两泵合流时，控制起升高低速开关，使二位四通电磁换向阀S11接通上位，控制压力油同时使三位六通换向阀31、47换至工作位，泵38、39合流向主卷扬或副卷扬的驱动液压马达供油。

主、副卷扬选择用电磁阀S11的通电与断电，使主、副卷扬选择换向阀52和主、副卷扬制动器选择换向阀51移至相应的阀位实现油路转换。

单向阀29的作用是防止两泵合流时压力油倒流。

液控换向阀53起平衡阀作用，其右侧控制油路由两个不等孔径的单向可调节流阀组成，如图55所示。节流口c小于d，即在压力油通过较小的节流口c时，由于节流阻力的作用，使换向阀53缓慢移到右位，接通油路，保证重物下降启动平稳。当下降超速时，进油压力降低，控制油在阀53弹簧力作用下经单向阀a和较大节流口d较快流出，使换向阀53向左位移动速度较快，以关小或关闭回油通路，使液压马达下降转速受到限制。

该起升回路中为了减小功率损耗，根据工况不同，采用3种压力保证系统安全。起升时的最高工作压力由溢流阀28、46(见图54)限定为32 MPa，低速下降时考虑到载荷和自重的因素，工作压力由溢流阀44限定为8 MPa，而高速下降时则由平衡阀34限定为7 MPa。

根据以上5种原因分析如下：

①制动器经过拆检，正常。

②卷扬减速器，正常。

③卷扬马达，正常。

④平衡阀，正常。

⑤检查制动电磁阀，有常通电的现象，说明电路有故障。电磁阀来电是通过操作卷扬系统的压力开关实现的，检查发现，压力开关损坏是造成这一故障的真正原因。

故障排除：

把压力开关拆下来，经过修理调试，排除了故障。

2.SC500-2型履带式起重机卷扬升、降时发抖

故障现象：

一台SC500-2型履带式起重机工作中卷扬起升、下降时发抖，严重时影响精密安装，平时只能做一般粗旷的装卸工作。

故障诊断：

SC500－2型起重机卷扬系统液压平衡阀的结构如图56所示，其工作原理如图57所示 。

当卷扬起升时，工作油液不流经平衡活塞杆9与阀座2之间的环形通道，而经单向阀10直接进入卷扬马达，油液经操作阀回油箱。

当卷扬下降时，工作油液一部分不经平衡阀直接进入上腔，另一部分进入e处，使活塞1移动并推动平衡活塞杆9克服弹簧5和6的弹力，排出的油进入平衡活塞杆9与阀座2形成的环形通道g，此时，卷扬下腔排出的油液流回油箱。当卷扬下降的速度达到一定时，e处的压力下降，弹簧5和6的弹力推动平衡活塞杆9向右移动，使活塞杆与阀座的环形通道g变小，经环形通道流回油箱的油减少，致使变幅缸下降的速度减缓；同时，上腔油压增高，e处的油压也相应增高，又重新推动活塞1，经平衡活塞杆9克服弹簧5和6的弹力，环形油道g的开度增大，回油箱的油量增多，直到来油量和回油量达到一种平衡状态为止，致使卷扬下降的速度维持在稳定的状态下，这种流量调节是经过平衡活塞杆9多次动作完成的。

根据这一现象，用排除法找故障原因，把副卷扬的平衡阀换到主卷扬上，结果发抖现象消失了。说明主卷扬平衡阀有故障，对其进行检修。

故障排除：

经检测，平衡阀O形油封损坏，造成内泄使卷扬发抖，更换O形圈后故障排除。

若暂时不用副卷扬，可将副卷扬平衡阀装在主卷扬上使用起重机，然后再将一个备用平衡阀换上副卷扬即可，如此可实现修理、施工两不误。

3.NK200型起重机卷扬起升噪声大，卷扬无力

故障现象：

工作时油门加大，卷扬泵噪声特大，卷扬无力。

故障分析：

①液压泵进油不畅产生气穴造成噪声大。

②泵磨损严重间隙过大，也会造成噪声大，起升无力。

③回油不畅会造成液压油憋在系统中发出噪声。

检测方法：

由该机液压系统原理可知：滤油器安装在泄漏油的回路上，位于回转接头前面。其功用是对卷扬马达、回转马达等工作时的泄漏油进行过滤。此泄漏回油压力极低，一般在0.08 MPa以下，不可能发生滤油器被冲坏现象。除非出现下述情况：一是滤油器出口至油箱的管路（包括中心回转接头）堵塞；二是液压系统压力油大量窜入此回路。

通过检测，滤油器出口压力、中心回转接头油封等均正常，于是怀疑回转马达和卷扬马达有问题。进一步检查发现，卷扬马达泄漏油管的排油量大大超过正常泄漏量，卷扬马达壳体泄漏油管口压力竟高达1.5 MPa。拆卸卷扬马达发现，马达的滑靴与斜盘、配流盘与缸体端面都磨损较大，形成一道道沟槽，使马达工作时大量压力油经此处泄漏至马达壳体泄漏油管，进而冲坏了滤油器。

经过对马达柱塞与滑靴、缸体与配流盘进行研磨排除了故障。

图55　不等径单向可调节流阀
38、39.恒功率变量泵　40、41.调节器　53.液控压换向阀　54.节流

图56　液压平衡阀结构
1.活塞　2.阀座　3.阀套　4、7.弹簧座　5.内弹簧
6.外弹簧　8.右盖　9.平衡活塞杆
10.单向阀　11.阀体　12.左盖

图57　液压平衡阀工作原理
1.活塞　2.液压马达　5.弹簧
9.活塞杆　10.单向阀

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责任编辑：Amanda