鐵道工程設備_液壓救援起重機回轉制動失靈故障分析與處理

(1)分析與處理

    故障現象：觀察發現，回轉操作手柄回位時，本應立即制動，但連接制動器的油管發生較強烈的振動約10s，在此期間起重機仍在繼續回轉滑動。油管振動停止后回轉停止。

    ①各部件檢查  組合梭閥直接控制制動器，首先考慮故障可能出在該閥上，采用更換部件的方法，用完好部件兩次更換該閥，但現象相同，因此判斷組合梭閥無故障。同樣，更換了回轉控制閥，判斷該部件也無故障。制動器不靈或制動力不足也是有可能出現的故障，解體制動器檢查，內部各件作用完好，彈簧力能達到制動要求。至此，經檢查所有可能有關的部件均無問題，但故障現象依然存在。

    ②制動過程分析  分析動作過程，回轉操作停止后，a5或b5泄壓，二位三通閥應很快回位，制動器油壓泄放后應立即制動。但該管振動較長時間，說明泄壓時油路受阻，管路中有阻力形成節流，使管中壓力不能及時泄放，因而不能立即制動。制動壓力油泄放通路中僅有二位三通閥，再次取下組合梭閥解體檢查，二位三通閥正常，閥內彈簧壓力能使其及時回位。二位三通閥的回位是以a5或b5的泄壓為前提的，而a5或b5的泄壓要經過兩個梭閥和回轉控制閥。在回轉不能立即停止的過程中，a5或b5的油管沒有出現振動，說明回轉控制閥中無節流現象，那么另外的可能就是17-3中的梭閥了。

組合梭閥的內部結構如圖J所示，由3個梭閥和一個二位三通閥組成，梭閥F3的兩出口為未使用的控制端，用兩油堵Ml和M2封閉。

    當做一方向回轉運動時，壓力油經a5進入梭閥F1，F1中的鋼球封閉b5口，該油壓進入F2，推動二位三通閥，使制動器獲得松閘油壓。當回轉操作停止時，回轉控制閥回位，該控制油壓原路返回，經14-2回到油箱。

    ③一種推測及驗證  由前述分析，組合梭閥的疑點較大。根據對組合梭閥在制動中的動態過程的分析思考，提出了一種產生制動延遲的可能方案。

    考察制動時組合梭閥中油流的動態過程，當控制油壓p進入梭閥F2時，鋼珠被推向左側位置，因為F3的出口被封閉，此時F3與F2中是等壓p。設想制動過程開始后，F2中的油壓開始下降，當降到p′（p>p′>0）時，鋼珠兩側出現壓差Δp(Δp=p-p′>0)，推動鋼珠右移，只要鋼珠過了F2的中點，就會在p′作用下封閉右側出口，使F2中的油壓不能繼續泄放。而油壓由夕降至p′，二位三通閥的閥芯已移動了一定距離，使制動器的泄油通道打開了一部分，但由于通道較小，制動器的壓力油回流時形成節流，油管發生強烈振動，制動器開始緩慢泄壓。同時由于二位三通閥芯也會產生內泄，油壓p′漸降低，閥芯逐漸回位。經過大約10s，油壓泄完，油管停止振動，制動器才完全制動，起重機停止回轉。簡言之，因F3中的背壓，推動F2的鋼球封閉出口，造成回油受阻，不能及時泄壓，使制動時間延遲。

    為驗證這一推測，松開一個油堵M1，使其不能產生背壓，然后回轉試車，反復數次，均能迅速可靠制動，初步證明了以上推測是正確的。

    松開油堵M1以后正常使用了一段時間，又出現了回轉制動失靈，和最初的故障現象完全相同，當即判斷，可能是F3中的另一個鋼珠移到了左側位置，堵住了原M1口。將油堵M2松開后，制動又恢復正常，進一步說明了當初的推測是正確的。

    ④最后處理  采用松開F3油堵的辦法，使用中該口會有少量油液流出，不便于起重機的維護保養。最后采用取出梭閥F2鋼珠的辦法，使其失去單向閥作用，制動時，不再堵塞油路。經重載試吊和現場救援的實驗考驗．，回轉制動完全恢復正常。

(2)進一步思考

    雖然該故障已初步查明，且處理結果證明推測的正確性，但該推測應能夠解釋各種已出現的現象和其他一些相關的疑問。

    ①一段時間后才有此現象  故障并非一開始就存在，起重機出廠時工作正常，使用一段時間后才有此現象。據救援隊反映，開始使用的一段時間，未發現回轉制動失靈現象，只是在一次事故救援時，因情況特殊，操作時出現了較大的傾斜和振動，此后就出現了回轉制動失靈的現象。可能鋼珠左側是一個油流死角，最初該組合梭閥因油的黏滯性，使鋼珠黏在F2左側不動，因較大振動而松動。

    ②故障的隨機性  制動失靈是經常發生而不是每次發生，具有一定的隨機性。因梭閥F3中是靜壓，沒有油流通過，Δp所能產生的推力僅僅是F3中存油的彈性而已，推力極為有限，可能存在有時鋼珠推不過中點，就不會造成制動失靈。另外，起重機所處不同位置的傾斜程度的不同，也會對鋼珠移動的難易產生影響。

    ③升降機構無此現象  升降機構工作原理與回轉相似，也由組合梭閥控制制動，但沒有發現制動失靈的現象。升降機構除了有液壓制動器以外，吊鉤下降還受平衡閥限制，增加了一道安全環節。根據上述推測，組合梭閥仍有可能出現同樣的現象，使制動器不能及時制動，只是平衡閥的作用可能會掩蓋該問題的出現，但仍是一個不安全因素。

(3)改進

    本故障具有一定的隱蔽性和隨機性，其他相同型號的起重機很可能會發生同樣的故障。即使暫時沒有發生，也存在著不安全的隱患。解決該問題可以有幾種方法。

    ①松開F3的兩油堵  方法最簡單，但使用中該口會有少量油液流出，不便起重機的維護保養。若外加回油管路，又會使結構復雜化。

    ②取F2中的鋼珠  也比較簡單，但影響零件互換性。如維修更換部件時，因疏忽換上了未取鋼珠的部件后，還會產生制動失靈。

    ③改進設計  因組合梭閥中的F2和F3沒有作用，可將組合梭閥改為圖K所示結構，用一個梭閥和二位三通閥取代組合梭閥，不足的是由一個部件變成了兩個部件。本方法同樣適合升降等機構中的組合梭閥改造。

    對在用起重機，可考慮方法②。對新制造的起重機，可采用方法③。