集裝箱專用門吊大車輪邊制動器失效故障分析

王仁強

（中國鐵路上海局集團有限公司合肥貨運中心，安徽合肥 230000）

0 引言

1 臺36 t 集裝箱專用門吊在裝卸集裝箱作業(yè)過程中，其1、2 號輪邊制動器突然出現(xiàn)無法打開故障，門吊大車不能運行。通過介紹該型集裝箱專用門吊大車輪邊制動器工作原理，分析故障原因，并在此基礎(chǔ)上進行故障排查，同時介紹該型集裝箱專用門吊大車輪邊制動器維保及故障檢修知識。

1 故障故障現(xiàn)象

某鐵路貨場貨19 線1 臺新建集裝箱專用門吊，配電動吊具，吊具下起重能力36 t，跨度35 m，2019 年5 月制造，采用變頻調(diào)速。該門吊在裝卸集裝箱作業(yè)過程中，1、2 號大車輪邊制動器突然無法打開，門吊大車無法行走，影響了集裝箱班列裝卸。經(jīng)初步檢查：門吊控制1、2 號大車輪邊制動器液壓站油泵電機接觸器因不明原因不吸合，液壓站油泵不工作，系統(tǒng)無壓力，輪邊制動器油缸不工作，制動器未能打開。

2 集裝箱專用門吊輪邊制動器工作原理

在分析該起故障之前，首先要掌握集裝箱專用門吊輪邊制動器工作原理。

現(xiàn)集裝箱專用門吊電氣控制系統(tǒng)由起升變頻調(diào)速控制系統(tǒng)、小車行走變頻調(diào)速控制系統(tǒng)、大車行走變頻調(diào)速控制系統(tǒng)、變頻防搖系統(tǒng)、吊具控制系統(tǒng)、觸摸屏監(jiān)控控制系統(tǒng)和PLC控制系統(tǒng)等7 部分組成。整個調(diào)速控制系統(tǒng)采用“PLC 控制+變頻調(diào)速+觸摸屏監(jiān)控”技術(shù)。大車機構(gòu)為1 臺變頻器控制8臺電機運行的控制系統(tǒng)，變頻器采用V/F 開環(huán)控制系統(tǒng)。輪邊制動器是專為大車防風(fēng)設(shè)計，大風(fēng)時系統(tǒng)控制輪邊制動器斷電夾軌，大車運行前必須線松開輪邊制動器才能運行，大車停止運行后5 min 輪邊制動器會自動夾緊。大車輪邊制動器為液壓驅(qū)動，系統(tǒng)共有2 套液壓泵站分別固定在門吊二側(cè)鞍梁上。

2.1 輪邊制動器液壓站工作原理

液壓站結(jié)構(gòu)如圖1 所示，液壓原理如圖2 所示，輪邊制動器液壓站的工作原理如下：

2.1.1 系統(tǒng)保壓

首先壓力繼電器SP 檢測系統(tǒng)壓力，如系統(tǒng)壓力低于SP 設(shè)定值的低壓，則SP 閉合發(fā)信號，電機M 得電，系統(tǒng)對蓄能器充壓力油，到壓力繼電器SP 設(shè)定值的高壓后，觸點斷開發(fā)信號，控制電機停轉(zhuǎn)，系統(tǒng)保壓；如系統(tǒng)泄漏使壓力降低，當(dāng)降到低于壓力繼電器SP 設(shè)定值的低壓后，電機再次啟動，使系統(tǒng)壓力維持在設(shè)定范圍內(nèi)。

2.1.2 輪邊制動器釋放

電磁閥YV1 得電，液壓站向制動器油缸供油，同時系統(tǒng)檢測壓力繼電器SP 設(shè)定值的低壓發(fā)信號，電機M 啟動，系統(tǒng)繼續(xù)向油缸供油，油缸動作到位后，系統(tǒng)壓力繼續(xù)上升，至壓力繼電器SP 設(shè)定值的高壓后，觸點斷開發(fā)信號，控制電機M 停轉(zhuǎn)，此時電磁閥保持得電，輪邊制動器維持釋放狀態(tài)，系統(tǒng)的泄漏由蓄能器彌補，若輪邊制動器維持釋放狀態(tài)時間較長，不足以靠蓄能器來進行壓力補償導(dǎo)致系統(tǒng)壓力低于SP 設(shè)定值的低壓時，電機M 將重新啟動，直至系統(tǒng)壓力達(dá)到SP 設(shè)定值的高壓。

審計畫像指標(biāo)體系分為正向“經(jīng)責(zé)像素體系”和負(fù)向的“風(fēng)險像素體系”，兩大類，正向經(jīng)責(zé)像素體系主要用來描述所屬公司的基本運營情況。涵蓋集團公司戰(zhàn)略、優(yōu)化配置資源及管理提升情況、網(wǎng)絡(luò)投資建設(shè)及資產(chǎn)運營效率情況、業(yè)務(wù)經(jīng)營情況、市場拓展及發(fā)展能力情況五大類指標(biāo)組成，目前共由36個細(xì)項指標(biāo)組成。風(fēng)險像素指標(biāo)主要涉及的是企業(yè)的經(jīng)營風(fēng)險指標(biāo)，主要分成收入、成本、業(yè)務(wù)發(fā)展、資金資產(chǎn)、紅線等七大類指標(biāo)體系，目前共由35個風(fēng)險指標(biāo)組成。

2.1.3 輪邊制動器制動

電磁閥YV1 失電，制動器油缸里的液壓油在彈簧力作用下流回油缸，輪邊制動器實施制動。

2.2 門吊有關(guān)輪邊制動器電控部分原理。

液壓站油泵電機由G4KM1 接觸器控制（圖3、圖4），G4KM1 接觸器線圈由PLC 根據(jù)輸入司機指令及液壓站壓力信號等條件通過內(nèi)部邏輯運算或其他各種運算處理后輸出控制（圖5、圖6）。液壓站電磁閥同樣由PLC 根據(jù)輸入指令運算處理后輸出控制。

3 故障處置診斷

圖1 液壓站結(jié)構(gòu)

對此類集裝箱專用門吊輪邊制動器故障，為不影響鐵路裝卸作業(yè)及本線路其他門吊作業(yè)，可啟用手動功能，打開輪邊制動器油缸（圖1）。首先將單向節(jié)流閥順時針擰緊，然后可用加力桿上下操作手動泵的搖臂，向管路輸出壓力油，手動打開輪邊制動器后，門吊可短期工作或移動至不妨礙其他門吊工作位置。手動操作后如需油缸復(fù)位，只要將單向節(jié)流閥逆時針?biāo)砷_到正常工作狀態(tài)，回油通路即接通，單作用油缸在彈簧力作用下便可復(fù)位。

3.1 首先檢查輪邊制動器油缸及管路

輪邊制動器油缸及管路外觀正常無泄漏，管路、閥門處于正常工作位置。

3.2 液壓站

檢查油箱油位，油量正常，緊固螺釘無松動，液壓站出油口管接頭、軟管接頭和蓄能器接頭無松動、滲漏，高壓過濾器無堵塞濾芯，臟污指示器為綠色，節(jié)流閥已擰緊，溢流閥無卡滯。

3.3 檢查門吊電控部分

發(fā)現(xiàn)控制液壓站1、2 位油泵電機的G4KM1 接觸器未吸合，檢查線路沒有斷線及線頭松脫現(xiàn)象，進一步檢查PLC 沒有輸出G4KM1 接觸器線圈得電指令，根據(jù)其電氣原理，檢查PLC 輸入，發(fā)現(xiàn)液壓站壓力繼電器信號處與無信號狀況。

3.4 檢查液壓站電控部分

4 故障分析

根據(jù)集裝箱專用門吊電控原理及液壓站液壓原理以及現(xiàn)場檢查診斷情況，可以判斷故障原因為：由于液壓站電磁閥線圈燒損，電磁閥（圖2）不能換向，液壓油不能進入輪邊制動器油缸，打開輪邊制動器，系統(tǒng)壓力升高，壓力繼電器信號處無訊狀況，PLC 沒有輸出G4KM1 接觸器線圈得電指令，控制液壓站1、2 位油泵電機的G4KM1 接觸器未吸合，油泵電機不工作。為驗證這一判斷，打開溢流閥（圖1、圖2），系統(tǒng)壓力下降，壓力繼電器給出PLC 輸入信號，PLC 輸出指令，G4KM1 接觸器線圈得電，油泵電機的接觸器吸合，油泵電機正常工作。

5 集裝箱專用門吊輪邊制動器故障的預(yù)防

為防止集裝箱專用門吊輪邊制動器故障發(fā)生，液壓站必須正確使用與精心保養(yǎng)。

5.1 日常維護要求

①按設(shè)計和工況要求，合理調(diào)節(jié)液壓站的工作壓力和回油速度。當(dāng)溢流閥和節(jié)流閥調(diào)節(jié)到所要求的數(shù)值后，應(yīng)將調(diào)節(jié)并帽緊固牢靠，以防松動；②按使用說明書規(guī)定的牌號選用液壓油。在加油之前，油液必須過濾，定期對油質(zhì)進行取樣檢驗，若發(fā)現(xiàn)油質(zhì)不符合清潔度要求時必須更換；③液壓站油液的工作溫度不能超過70 ℃，若超過規(guī)定值，應(yīng)檢查原因，予以排除；④經(jīng)常檢查和定期緊固管件接頭，以防松動；⑤液壓站應(yīng)經(jīng)常保持清潔，防止灰塵、棉紗等雜物進入油箱。

圖2 液壓原理

圖3 G4KM1 接觸器

圖4 油泵電機電氣原理

5.2 定期保養(yǎng)要求

①定期緊固：液壓站在工作過程中由于空氣侵入系統(tǒng)、換向沖擊、管道自振、系統(tǒng)共振等原因，使管接頭和緊固螺釘松動。因此，要定期對出油口管接頭、軟管接頭和蓄能器接頭等緊固；②液壓站在首次使用6 個月后必須更換新液壓油，首次更換以后建議每一年清洗液壓站并更換一次液壓油，將油箱內(nèi)腔、泵和油管等清洗干凈，然后將吸油濾油器放至干凈的油液內(nèi)清洗，如污垢太多無法清理干凈，應(yīng)更換新的吸油濾油器；③定期更換高壓過濾器濾芯，高壓過濾器經(jīng)過一段時間的使用，固體雜質(zhì)會嚴(yán)重的堵塞濾芯，影響過濾能力，使液壓泵產(chǎn)生噪聲、油溫升高、容積效率下降，如發(fā)現(xiàn)臟污指示器變?yōu)榧t色，表明系統(tǒng)液壓油已變臟，必須清洗系統(tǒng)和更換新液壓油及過濾器濾芯；④定期檢查蓄能器，在液壓站工作時如發(fā)現(xiàn)保壓性能下降（導(dǎo)致電機頻繁起動），應(yīng)檢查是否有管路泄漏或蓄能器被損壞，如蓄能器損壞應(yīng)進行更換。

圖5 PLC 輸入

圖6 PLC 輸出

6 集裝箱專用門吊輪邊制動器常見故障分析及處理

（1）系統(tǒng)無法建壓。①泵反轉(zhuǎn)，改變電機相序；②油位過低無法吸油，給液壓站補油；③電磁閥有泄漏，清洗或更換電磁閥芯；④節(jié)流閥沒有擰緊，擰緊節(jié)流閥；⑤溢流閥卡滯，清洗或更換溢流閥；⑥單向閥有泄漏，更換單向閥；⑦泵出油口管路泄漏，查找泄漏點并排障。

（2）系統(tǒng)建壓無法達(dá)到額定值，電機不停。①溢流閥設(shè)定低，重新調(diào)整溢流閥；②壓力系統(tǒng)有泄漏，查找泄漏點并排障。

（3）系統(tǒng)建壓沒有達(dá)到額定值，電機停轉(zhuǎn)。壓力繼電器設(shè)定低，重新調(diào)整壓力繼電器壓力。

（4）電機頻繁啟動。①系統(tǒng)有泄漏，查找泄漏點并排障；②蓄能器損壞，更換蓄能器。

（5）電磁閥不動作。①電磁閥閥芯卡滯，拆下清洗或更換；②電磁閥線圈燒毀，更換線圈，電路故障，排查電路故障。

（6）油泵運行噪聲大。①油位過低無法吸油，給液壓站補油；②液壓油粘稠度過高，更換合適牌號的液壓油；③聯(lián)軸器不同心或尼龍?zhí)啄p，重新調(diào)整裝配或更換尼龍?zhí)住?/p>

7 結(jié)束語

輪邊制動器是集裝箱專用門吊重要防風(fēng)裝置，通過這起集裝箱專用門吊大車輪邊制動器失效故障分析，介紹了其技術(shù)特性、工作原理及故障處置診斷方法，提出日常維護及定期保養(yǎng)要求及常見故障分析處理方法。只要在實踐中善于學(xué)習(xí)、善于總結(jié)、善于提高，就一定能夠把集裝箱專用門吊輪邊制動器使用好、保養(yǎng)好、維修好、管理好，確保集裝箱專用門吊作業(yè)安全。