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IHI-WM甲板吊车起升系统常见故障排除方法技术中心2013年3月7日主要内容一、起升系统原理介绍1、液压原理图2、动力部分3、执行部分4、控制部分5、辅助装置二、常用检修方法1、系统压力的检测方法（1.1）2、主系统压力的设定方法（1.2）3、补油泵压力的设定方法（1.3）4、安全阀的检修方法（1.4）5、溢流阀的检修方法（1.5）6、缓冲阀的检修方法（1.6）7、速度切换阀的检修方法（1.7）8、常见工况正常压力范围参考表三、典型故障案例分析1、空载上升速度慢2、空载下降速度慢3、空载上升、下降均无动作4、重载吊不动5、重载速度慢一、起升系统原理介绍1、液压原理图一、起升系统原理介绍2、动力部分•在双联叶片泵上，部分油泵的高压油口集成安装了法兰式电磁溢流阀。电磁溢流阀结构形式完全一样，只有通径规格存在区别。电磁溢流阀组合机能为断电卸荷、通电溢流。对于增速型吊车，主泵两个泵芯P口通过管路直接并联，因此在大泵芯上布置了一个共用的电磁溢流阀；付泵俯仰、回转串联系统的泵芯布置了一个电磁溢流阀，补油泵单独布置了一个电磁溢流阀。如下图所示：一、起升系统原理介绍3、执行部分•执行部分分为三个机构，分别是起升、俯仰、回转机构；三个机构均为定量叶片马达驱动，其中起升马达为三档变量马达。•三个驱动机构均布置了带式刹车，通过油缸伸缩实现刹车启闭。一、起升系统原理介绍•4、控制部分•控制部分主要表现在马达的控制器上。控制器与马达集成在一起，简化了管路的布置。三个机构的控制原理类似，其中起升马达控制最为复杂，以下就起升马达控制器为例进行详细介绍。•下图为起升马达原理图，元件1为马达本体，元件4为控制器。一、起升系统原理介绍4、控制部分•马达操作阀为手动比例换向阀，其中位机能为H型，可以通过正反操作实现双向无级调速。操作手柄在中位时，油泵出来的液压油从P口进入，经过换向阀中位回到T口，进行内部循环。下面按换向阀的换向，根据三档负载变化，通过原理图介绍各工况的液压回路以及各阀件在此工况下的作用。4、控制部分（1）轻负载上升•在主油路中，高压油（粉色粗实线）通过P口，进入了马达中间腔，中间腔排出的油（青色粗实线）回到了换向阀的T口。安全阀位于高压油路中，用于保护系统防止过载。•在高压油路中，通过07号软管，分支了一条控制油路进入到刹车控制阀。•由于系统压力较低，低压速度切换阀没有开启（高压速度切换阀更不会开启），因此高压油路只能进入中间腔进行工作。马达工作排量为满排量的1/3，而泵组系统为定量泵，因此此时速度为最高速度。•马达三个工作腔共用一个马达轴，因此在中间腔驱动工作时，马达上、下两个工作腔呈现油泵的工况，向外排除较低的压力油，然后通过单向阀进入到吸油腔进行内部自循环（红色粗实线）。一、起升系统原理介绍4、控制部分（2）中负载上升•当负载增重时，系统压力增加，达到低压速度切换阀的开启压力，低压速度切换阀换向（高压速度切换阀尚未开启），马达上腔参与主回路工作，此时马达工作排量为满排量的2/3，因此马达呈现中速档运转。•在高压油路中，通过07号软管，分支了一条控制油路进入到刹车控制阀。•马达下腔仍然进行内部自循环。一、起升系统原理介绍4、控制部分（3）重负载上升•当负载继续增大时，系统压力非常高，达到高压速度切换阀的开启压力，高压速度切换阀换向，马达下工作腔也参与回路工作。此时马达三个工作腔同时工作，马达工作排量等于马达的满排量。因此马达低速运转。•在高压油路中，通过07号软管，分支了一条控制油路进入到刹车控制阀。•通过高、低压速度切换阀的转换，将马达转速划分为三个档，依据系统压力自动切换。三个档的速度比为工作排量比的反比，即6：3：2。以此来实现高效的卸货作业。•当负载继续增大超过额定负载时，系统压力达到了安全阀的卸载压力，系统流量通过安全阀卸载，以保护系统防止马达过载。一、起升系统原理介绍4、控制部分（4）下降工况•操作下降时，压力油经过比例换向阀后，通过节流控制口，使缓冲阀慢慢关闭。因此操作下降时，开始缓冲阀为开启状态，流量通过缓冲阀进入到低压回路，马达不会转动，随着缓冲阀阀芯的移动，一部分流量通过缓冲阀回油，一部分流量进入了马达中间腔，马达旋转；直到缓冲阀完全关闭后，所有流量全部进入马达中间腔参与工作。因此下降的动作是慢慢出现的。•通过反平衡阀的节流控制口，反平衡阀开启，沟通了马达的回油回路，马达中间腔的回油通过青色实线箭头方向，回到了操作阀的T口。•当下降速度过快（飞车）时，马达进油腔会吸空，进油压力下降，低于平衡阀的开启压力，平衡阀将关闭，断开了马达回油回路，马达减速。在实际运转过程中，平衡阀阀芯根据压力、流量形成动态平衡，使负载保持匀速下降，不出现飞车现象。•马达上、下两个工作腔呈现油泵工况，进行吸油、排油，红色实线箭头方向表示了这两个工作腔的自循环油路。•通过上述原理可以看出，下降操作时，无论负载轻重，始终只有中间腔在进行工作，因此工作排量为满排量的1/3，马达始终保持最快下降速度进行工作，以实现较高的卸货效率。•在高压油路中，通过06号软管，分支了一条控制油路进入到刹车控制阀。一、起升系统原理介绍4、控制部分•另外，三个刹车机构均有一套刹车控制阀，其控制原理完全一样。刹车控制阀块内置两个阀：液动换向阀和减压阀。无论是正向还是反向操作马达，均回油一路高压油进入液动换向阀，使其换向，高压油就进入了减压阀；这个减压阀是定值减压阀，不管负载压力是多少，进入刹车油缸的压力始终不会超过这个定值，以防止油缸爆缸或延长油缸密封件寿命。5、辅助装置•辅助装置主要有油冷却器、单向阀、闸阀、蝶阀、温度传感器、液位开关、油箱等附件，与前面三部分共同组成完整可靠的系统。一、起升系统原理介绍二、常用检修方法1、系统压力的检测方法（1.1）•系统的压力作为故障分析的重要依据，也是该类吊车液压系统唯一可直接检测的技术参数。•在液压马达、液压泵、阀组等元件上布置了测压接头；同时在随机产品备件箱中，配置了专用的测压表。测压表与测压接头之间的连接采用了螺纹快插式，可根据测量点的位置，进行任意安装测试。•依据机型的不同，测压点的布置位置也有所不同，具体如下：二、常用检修方法压力名称常见机型测压点位置照片起升压力H300190-240起升马达入口H360200-280SS瘦吊溢流阀块上二、常用检修方法压力名称常见机型测压点位置照片俯仰压力所有机型俯仰马达入口回转压力除SS瘦吊外回转马达入口回转压力也可以在俯仰马达入口处测量，SS瘦型吊回转马达上无测压接头，直接在俯仰马达入口测量。二、常用检修方法压力名称常见机型测压点位置照片补油泵压力H300190-240补油泵溢流阀上二、常用检修方法2、主系统压力的设定方法（1.2）•系统压力的设定主要指溢流阀、安全阀压力的设定。•单起升马达机型的溢流阀在油泵上，双起升马达机型的溢流阀在独立的溢流阀块上，安全阀位于马达控制阀块上。二、常用检修方法2、主系统压力的设定方法（1.2）•溢流阀压力设定方法：先收紧刹车片，然后将溢流阀压力回零（调节螺钉松到底），推手柄操作下降动作，慢慢调紧调节螺钉，观察压力表，直到压力上升至约17MPa左右；•安全阀设定方法：先收紧刹车片，然后将马达安全阀压力回零（调节螺钉松到底），拉手柄操作上升动作，慢慢调紧调节螺钉，观察压力表，直到压力上升至约16MPa；•注意：（1）顺序不能反，必须先调溢流阀，再调安全阀；（2）调节过程中滚筒不能转动，否则负载不够，压力升不起来。二、常用检修方法3、补油泵压力的设定方法（1.3）•对于H300190-240这种机型，有一套补油油路，该补油泵自带独立的溢流阀，因此其压力也需要调节。•调节方法为：收紧刹车，将溢流阀回零（调节螺钉松到底），然后操作手柄上升，慢慢调紧调节螺钉，指导压力上升至约17MPa。二、常用检修方法4、安全阀的检修方法（1.4）•马达安全阀均为先导式，先导阀作为主阀的盖板。•主阀内部有阀芯、弹簧及弹簧座和阀套。•安全阀的一般故障有两种：（1）主阀芯卡死；导致主阀长期开启，存在泄露；（2）节流堵头堵塞，先导控制油隔断；导致主阀无法建立压力；•检修方法：拆下先导阀，清洗主阀芯和节流堵头；二、常用检修方法5、溢流阀的检修方法（1.5）•泵组溢流阀与油泵集成为一体，分为三个部分：先导溢流阀、电磁换向阀、主阀；•溢流阀的一般故障有三种：（1）主阀芯卡死；导致主阀长期开启，存在泄露；（2）节流堵头堵塞，先导控制油隔断；导致主阀无法建立压力；（3）线圈烧坏或电路不通，导致无法建立压力；•检修方法：检查线路、更换线圈；清洗主阀芯、清洗节流堵头二、常用检修方法6、缓冲阀的检修方法（1.6）•缓冲阀在马达回油过渡块的下方，阀盖为一个较薄的“凸”字型盖板，阀芯和弹簧组件位于马达控制器阀块内腔；•缓冲阀的故障一般有两种：（1）阀芯卡死，导致缓冲阀长期开启，下降无压力或压力低（小于3MPa）（2）阀芯上的节流孔堵塞，，导致缓冲阀长期开启，下降无压力或压力低（小于3MPa）•检修方法：拆开阀盖，清洗阀芯和节流孔。•注意：当起升马达有两台时，应同时清洗，因为故障排除时无法判定哪一台马达的缓冲阀有问题。二、常用检修方法7、速度切换阀的检修方法（1.7）•起升马达上布置了两个速度切换阀，马达前方为低压切换阀、马达后方为高压切换阀，由阀盖、调节螺钉以及阀芯组件组成。•速度切换阀一般只有一种故障情况：即阀芯卡死；导致速度切换阀无法开启或存在泄露；影响重载起升速度和系统压力。•检修方法：拆开阀盖，清洗阀芯。•注意：前后高低压切换阀的阀盖外形相同，但内部的阀芯规格尺寸稍有差异，拆检时应做好记号，不可混淆。二、常用检修方法8、常见工况正常工作压力范围参考表（1.7）序号动作机构及工况压力（MPa）1空吊钩上升4~5MPa2空吊钩下降6MPa36吨负载上升8~9MPa418吨负载上升12~14MPa530吨负载上升15~16MPa6带负载（6吨以上）下降4MPa7俯上（吊臂在0°至20°时）11~12MPa，不允许吊货8俯上（吊臂在20°至50°时）9~10MPa，与是否吊货无关9俯上（吊臂在50°至80°时）7~9MPa，与是否吊货无关10俯下4MPa，与是否吊货无关11左右旋转（无船倾时），与负载无关4MPa，与是否吊货无关12左右旋转（有3°至5°船倾时），与负载无关5~10MPa三、典型故障案例分析1、空载上升速度慢：某轮C/E反馈，吊机空钩上升速度很慢。下降速度慢测量空钩上升和下降速度上升压力为4MPa，下降压力为2MPa；上升压力正常，说明溢流阀正常；下降时，只有缓冲阀参与工作；缓冲阀可能存在问题；按1.6检修马达缓冲阀2、空载下降速度慢：某轮C/E反馈，吊机空钩下降速度很慢，且下降操作响应速度慢（即存在操作延迟现象）。上升速度慢测量空钩上升和下降速度上升压力为1MPa，下降压力为6MPa；上升时溢流阀和安全阀同时起作用；下降时只有溢流阀起作用；上升压力异常说明安全阀可能存在问题；按1.4检修马达安全阀三、典型故障案例分析3、空载上升、下降均无动作上升下降均无动作测量空钩上升和下降速度上升和下降压力均为1MPa上升下降压力都太低；在上升和下降同时起作用的只有溢流阀；溢流阀组可能存在问题；按1.5检修溢流阀问题解决OKNOYES油泵本体可能存在问题更换油泵三、典型故障案例分析4、重载吊不动重载吊不动测量重载吊不动时的压力压力低于15MPa按1.7检修速度切换阀按1.2重新设定溢流阀和安全阀的压力问题解决OKYES检查过滤器，如果滤芯中有金属碎片和尼龙碎片，说明马达本体已经损坏；如果仅发现金属碎片，将碎片拍照片发往我司确认说明油泵溢流阀、安全阀均正常，可能是速度切换阀卡死YESNONO如果难以判定时马达本体还是油泵本体故障，将起升油泵至马达之间的管路拆除，然后用工装堵板，对油泵出口和马达进口进行封堵，再启动吊机，使油泵憋压油泵压力不能达到17MPa，则油泵本体损坏；反之则马达本体损坏三、典型故障案例分析5、重载速度慢重载速度慢OK检查过滤器，如果滤芯中有金属碎片和尼龙碎片，说明马达本