起重机卷扬系统的使用与维修(六)-第一工程机械网

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　

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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。

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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。