船用克令吊变幅油马达连续损坏的原因分析

1、船用克令吊变幅油马达连续损坏的原因分析徐毅山在船用液压克令吊中可能出现的故障是多种多样的，即使是同一种故障现象，产生的原因也会多种多样，它是许多综合因素的结果。目前船用克令吊大多都是电控-液压克令吊，出现的故障有时是电路控制故障，有时是液压系统故障，有时又是由于二者不同步、不协调产生的。 R轮2008年在三个月内，同一台克令吊、同一个设备连续三次发生了同样的损坏，就是一个电路与液压系统不同步所造成的克令吊故障的典型例子。  一 R轮共有4台TSUJI生产的电控-液压克令吊，其型号：TSUJI  NI-CHRS 2524，最大工作负载：25吨。 2008年4月在国外

2、某港，船员利用NO.1克令吊进行大仓仓壁清洁时，操纵克令吊的船员突然听到操纵室外有“噔噔”的声音，当侧身去听声音的来源时，NO.1克令吊的吊臂突然下滑，大约下滑2米后停止，所有操纵失灵。经检查发现, 该克令吊变幅油马达下部壳体碎裂，油马达破裂时有大量的液压油漏出。 2008年6月，NO.1克令吊在卸货港卸货时，吊臂再次突然下滑后停止工作。经检查发现该克令吊变幅油马达又一次壳体破裂（该变幅油马达是上次损坏后，从NO.2克令吊上拆下的变幅油马达总成），壳体破裂的部位和程度与第一次破裂完全相同。该变幅油马达从NO.2克令吊换到NO.1克令吊后，实际工作了大约6小时。 2008年7月，NO.1克令吊变

3、幅油马达壳体再一次破裂，破裂的部位与第一次破裂、第二次破裂也是完全相同且破口较大，有一块已崩掉。该变幅油马达是一台新供的备件，原来装在NO.2克令吊上使用工作正常，后因NO.1克令吊变幅油马达第二次损坏被换到NO.1克令吊上。第三次损坏前NO.1克令吊正在卸货，每次吊运货物的重量约18吨，已连续使用了约有一天半的时间，工作正常。 二 NO.1克令吊变幅油马达壳体第一次损坏前，NO.1克令吊的工作情况基本正常并未发现明显异常现象，损坏时的吊重约200公斤,检查刹车动作正常。 变幅油马达壳体第一次损坏后，船员将NO.1克令吊变幅油马达整台拆下，将NO.2克令吊变幅油马达整台拆下换到NO.

4、1克令吊上，进行检查试验，工作油压、刹车动作均正常，也未发现明显异常现象，并进行了NO.1，3，4克令吊空载试验和吊重、变幅、旋转三种动作时的工作油压测试，也都在正常范围（测试结果见表一）。   ACTION DIRECTION NO.1 NO.3 NO.4 LUFFING UP 12 12 12.5 DOWN 5.8 5.0 4.0 HOISTING UP 5.0 6.0 4.0 DOWN 5.0 5.0 5.0 SLEWING RIGHT 5.0 5.0 4.0 LEFT 5.0 5.0 5.0 表一   克令吊  空载试验时工作油压测试结果

5、0;      UNIT:    MPa 对NO.1克令吊换下的变幅油马达（包括吊变幅油马达上的平衡阀、安全阀）的检查情况： 1  平衡阀进行拆解，各阀芯工作表面正常，无过度磨损及划痕。 2  用车床车制了一个试验专用工具，对安全阀进行了启阀压力的测试，当油压建立到约280kg/cm2时开始漏油并且油压再也不能升高。该启阀压力值与说明书上的数值相一致。说明该安全阀正常。 3  变幅油马达解体，除壳体破裂外，内部工作柱塞头部的推力圆球颈部全部断裂。 从变幅油马达解体情况分析，可能造成变幅

6、油马达损坏的原因有： 1  变幅油马达柱塞材料疲劳损坏，击碎变幅油马达壳体； 2  变幅油马达承受的工作压力过高，超负荷工作而导致其壳体破裂。 图一     变幅油马达损坏部位  当NO.1克令吊变幅油马达壳体第二次损坏时，连续两台变幅油马达的损坏虽然已让人怀疑这种现象并非是变幅油马达内部的柱塞材料疲劳损坏而产生，但再次对变幅油路的工作油压、安全阀的动作和启阀压力、平衡阀的作用进行检查测试，还是未发现明显异常。也曾怀疑是变幅油马达内部泄漏回油管的堵塞或回油不通畅而造成内部油压过高，但对其回油管路进行了检查，也没有发现被堵塞的

7、情况。 由于NO.1克令吊变幅油马达壳体第二次损坏，再次将NO.1克令吊变幅油马达整台拆下，将NO.2克令吊变幅油马达整台拆下换到NO.1克令吊上，进行试验时，发现吊臂停止动作时偶尔有瞬间很小幅度的下滑现象，而只要把变幅操作手柄往升起方向拉一点后再松开，此现象即可消除。由于该克令吊变幅油马达第一次损坏前并没有这种现象，所以当时认为是变幅操作手柄的零位误差并未引起导致的。 三台变幅油马达先后损坏，确实已让人很难再相信是柱塞的材料疲劳损坏而非是其超过额定的工作负荷所至。但变幅油路的工作油压、安全阀的动作和启阀压力、平衡阀的作用已经是多次检查测试正常，唯一的异常现象只有吊臂偶有瞬间小幅下滑现象。 难

8、道就是这个吊臂偶有瞬间小幅下滑现象造成的？在再次装复新的变幅油马达之前，由船员再次对液压系统的工作油路、安全阀、电磁阀进行了检查，并对变幅操纵手柄带动的微动开关的位置进行了调整（稍稍往外调整了一点），结果是在以后的使用中，既没有了吊臂下滑现象，变幅油马达也没有再出现损坏。 事实证明：造成变幅油马达连续损坏就是由吊臂偶有瞬间小幅下滑现象所造成的。  三 变幅油路的工作原理（见图二）： 变幅、旋转油路的压力油由主油泵14（定量油泵）提供，经51-1/1阀（RELIEF VALVE）恒定在260/； 控制油路由辅助油泵18提供，由52-2阀（RELIEF VALVE）恒定在70/

9、，经28-1电磁阀由图示PP5输送到控制阀27； 刹车油路同样由辅助油泵18提供，也是由52-2阀（RELIEF VALVE）恒定在70/，由图示PP2输送到刹车电磁阀； 变幅、旋转的动作，由变幅、旋转操纵手柄带动变幅、旋转控制器27阀来完成； 当需要吊臂下降时，操纵手柄动作带动一个微动开关的同时，使变幅、旋转控制器27阀打开控制油路，作用在变幅用的方向控制阀24阀上（三为四通阀），使24阀工作在右边B块；微动开关动作接通变幅刹车电磁阀28-2，刹车油路进入刹车油缸，打开变幅油马达上的刹车，同时因方向控制阀24工作在B块变幅工作压力油直接进入到变幅油马达的右腔，推动变幅油马达转动，使吊臂开始下

10、降；变幅油马达左腔的回油经54-2 平衡阀，再经24阀B块至回油管路。 54-2 平衡阀的作用：是防止吊臂在下降过程中下降速度过快； 变幅油马达进油、回油之间设有安全阀，开启压力280/，可防止变幅油马达过载； 当需要吊臂上升时，操纵手柄动作同样带动另一边的微动开关的同时，使变幅、旋转控制器27阀打开控制油路，作用在变幅用的方向控制阀24阀上，使24阀工作在左边A块，同样微动开关动作接通变幅刹车电磁阀28-2，刹车油路进入刹车油缸，打开变幅油马达上的刹车，同时因方向控制阀24工作在A块变幅工作压力油经54-2 平衡阀边上的单向阀（此时平衡阀被旁通，不起作用）直接进入变幅油马达左腔，推动变幅油马

11、达转动，使吊臂开始上升；变幅油马达右腔经24阀A块至回油管路。 损坏原因分析： 在正常情况下，操作手柄带动微动开关和打开控制油路作用在方向控制阀24上打开，使工作油路进入变幅油马达应该是同步的。但由于微动开关的位置发生偏移，造成变幅控制器操作手柄动作时，刹车电磁阀先通电打开变幅油马达的刹车而工作油路慢一步进入变幅油马达，此时变幅油马达在吊臂自身重力下滑的带动产生转动，进油腔产生“空腔”，出油腔产生“高压”，等到工作压力油真正进入变幅油马达时产生冲击负荷，多次的反复冲击和积累，最终造成变幅油马达内部零部件（如柱塞）和本体的强度下降而破裂。这种现象应该在吊臂上升时产生冲击负荷更明显。 微动开关的位

12、置偏差，并不影响刹车电磁阀和刹车装置的动作，因此出现这种现象时是很难从检查刹车动作是否正常来判断出。同样刹车电磁阀先通电打开变幅油马达的刹车而工作油路慢一步进入变幅油马达的过程是一个瞬间过程，加上这个冲击负荷主要出现在变幅油马达内部，因此对工作油压的测试也是很难进行判断的。  四 这个由于微动开关和方向控制阀的动作不同步而造成变幅油马达连续损坏的例子是典型的电路与液压系统不同步所造成的克令吊故障，这个克令吊故障的典型例子值得我们深思。作为一个管理人员（当然也包括我们主管技术的管理人员）不但要熟悉克令吊的液压系统，也要了解电路的控制系统，二者是相辅相成、互相制约的，要对每一种故障的所有现象进行分析，要透过这些现象看本质，更不能疏忽每一个细小的、瞬间的异常现象。 R轮的姐妹船W轮，2008年4月份差不多是同时发生过类似的克令吊变幅油马达壳体裂缝损坏，不同的是R轮先发生吊臂的下滑，经多次检查、试验查找下滑原因时再发现油马达壳体裂缝损坏。但由于先进行了变幅控制器和操纵手柄、微动开关的检查、调整，后换新变幅油马达，虽然没有继续出现吊臂的下滑，也没有出现类似的连续损坏，但由于分析认为是因为变幅油马达的损坏造成的吊臂下滑，因