集装箱正面吊运机制动系统故障处理

李元铮

摘要：制动系统是集装箱正面吊运机的主要动力源，由于集装箱正面吊运机的工作环境十分恶劣，装卸动作较频繁，而且需要连续工作很长时间，因此很容易出现系统故障问题。对此，从制动系统原理入手，列举了设备的常见故障，并提出相应处理方法和改进措施，以解决正面吊运机的制动故障。

关键词：集装箱；正面吊运机；制动系统；故障

中图分类号：TH24文献标识码：A 文章编号：2095－6835（2014）08－0009－02

目前，集装箱正面吊运机被广泛应用于集装箱场堆的装卸作业中，是港口重要的设备之一。现对集装箱正面吊运机制动系统的工作原理和基本特性进行简单介绍，对其制动系统故障记录进行归纳分析，找出故障的真正原因，并结合正面吊整机结构和使用要求，提出改进方案，以提高集装箱正面吊运机制动系统的工作性能。

1DRD-S，DRF正面吊制动系统的原理

DRD-S和DRF的正面吊制动系统的工作原理和液压工作系统是相一致的，差异在于DRF系列使用的是独立带冷却风扇的液压小油箱。

1.1系统组成

叶片泵、蓄能器、充压阀、刹车阀、手刹阀和制动片等相关器件共同组成该刹车的系统。其中，驻车制动器是一种钳盘式制动器，一般安装在传动轴上，其工作原理是依靠弹簧压缩的力量进行相关的制动来完成相关工作。

1.2刹车油路

全液压式的系统模式组织是由充压阀、刹车踏板阀和蓄能器构成和控制的。当移动刹车踏板阀阀芯下移时，蓄能器压力迅速作用到轮边刹车，轮边刹车的压力随着刹车踏板阀阀芯位移的改变而改变。刹车的踏板阀阀芯位置如果发生移动，则会直接影响轮边刹车的位置。蓄能器压力值的正常范围为17 MPa，当蓄能器的出口压力值保持在正常范围内时，蓄能器作用于刹车的次数可以反复、多次作用；当蓄能器出口部分的压力低于设定的压力值时，则其冲压阀会迅速切换油路，液压受到切换作用则向蓄能器增压，在压力满充后，充压阀进行油路切换，压力根据刹车回路的情况导入叶片泵的压力进行冷却，随后进行润滑处理，制动片导入的油经过冷却处理后再回到油箱中。

2刹车系统的概要

蓄能器是影响刹车系统的关键，刹车系统在进行调节和维修时必须特别注意其工作状态，定期检查其预充压力。如果蓄能器损坏，通常会出现以下问题：①刹车效果滞后，响应不及时。②在充压阀持续不断的运动过程中，发动机停止会衰减刹车的作用。③充压阀频繁动作容易引起阀芯弹簧因过度受力而发生损坏，油泵受到过大的冲击力而损坏。④充压阀充压或阀芯发卡等状态，使冷却油不能顺畅进入制动器，不能及时冷却系统进行刹车时的热量，造成密封件老化和磨损。⑤在吊作业过程中，换向十分重要，需要运行多次、频繁制动，这直接影响了刹车系统，使其液压冲击次数增多。⑥如果蓄能器失去效用，液压产生的冲击会损坏液压阀和叶片泵等相关系列原件，加快系统磨损，受损的金属器件和颗粒在制动的回路过程中没有进行过滤就回到油箱，共用一个液压油箱会对DRD造成破坏。⑦柱塞在工作过程中吸入磨屑，斜盘式的轴向柱塞泵中的摩擦副受到阻塞，阀靴与斜盘之间的摩擦由于磨粒变成了干摩擦，滑靴的头部与斜盘之间

图1所示。图1中的聚合关系表明，在一个ACC系统中可能有多个线路，一个线路（或车站）下又有多个车站（或设备）。结合AFC五层结构，在系统领域模型基础上，对ACC系统的软件概念架构进行了设计，如图２所示。

如图2所示，ACC系统可划分为设备子系统、车站子系统、线路子系统和ACC中心子系统4级，每一级子系统又可划分为展现层、业务层、通信层和数据层。其中，展现层负责处理用户界面，业务层负责处理管理逻辑，通信层负责处理网络和数据库交互，而数据层则负责处理持久性数据维护。中心子系统是ACC系统的核心，它不仅拥有展现层，而且业务层和数据层的内容也比其他级别的子系统要复杂得多。对于前文所述的系统核心需求而言，线路级子系统和车站级子系统则不需要表现层，而且其业务层也仅为解析数据业务，数据层也仅处理车票交易数据。对于设备级子系统，甚至连数据层也无需设计。

3结束语

在分析南京市地铁ACC建设需求的基础上，对南京市地铁ACC的技术需求和性能需求进行了分析，并运用软件工程、软件领域建模等有关理论方法，对ACC系统的领域建模进行了架构，对软件概念进行了设计。

参考文献

［1］吕毅.西安地铁线网AFC系统架构设计谈探讨［J］.铁路计算机应用，2013（07）.

［3］陈康，城市轨道交通自动售检票系统的分析与设计［D］，北京：北京邮电大学，2011.

［4］吴娟，徐钟全，毛建.南京市地铁AFC区域线路中心的规划设计［J］.铁路通信信号工程技术，2012（05）.

〔编辑：王霞〕

Nanjing Subway Ticket Clearing Management Systems Requirements Analysis and Architecture Design

Wang Yuanyuan, Li Lifen, Mi Chuanmin

Abstract: On basis of core business needs of ACC system of Nanjing subway, the requirements analysis is made, the system domain model is established, and the conceptual architecture of the ACC system is designed.

Key words: rail transit; AFC system; ACC; system architecture

遭到破坏，容积损坏使造成压力无法建立。

3驻车制动器

驱车制动器的驻刹原理是通过驾驶室内的手动开关控制二位四通手动换向阀而改变油路，起驻刹和停止作用。

当油路开关不作用时，发动机运转，液压油通过驻车换向阀导向驻车制动器进油腔。此时，压力油推动驻车制动器活塞克服弹簧压力，使制动蹄片打开，驻车制动解除。在发动机运转（或蓄能器有压力）时，合上开关，驻车换向阀则改变油路方向，使液压油不进入驻车制动器，而通过另一路导向驱动桥轮边制动器使其作用。此时的驻车制动器由于压力油被切断，活塞通过强弹簧力的作用将蹄片和传动轴刹车盘抱死，使车辆停止，防止车辆在熄火后自动滑行，保障停车安全。

驻车制动器具有较好的做功效用，主要表现为：在车辆停止时，驻车制动器借用弹簧力的作用抱住传动轴的刹车盘，控制机械滑移；当液压系统在一定条件下失去压力时，驻车制动器起到应急、避险的作用，如果脚制动没有失去功用，则不可用手制动控制刹车。

要对驻车的制动器进行定期检查和调整，注意进油压力和制动器油腔是否完好、是否泄漏，确保手刹车能够正常使用。弹簧力是驻车制动力的保障，所以要时刻注意其弹簧力是否充足。另外，检查刹车蹄片是否有磨损及其磨损程度，并根据间隙的情况进行调整，力求达到最佳状态，确保行车安全。

4常见故障及处理

制动系统常见故障及处理方法如表1所示。

表1制动系统常见故障及处理方法

常见故障 主要原因 处理方法

制动响应滞后 蓄能器损坏或预充压力过低 更换蓄能器或补充氮气

制动距离过长 泵1有内泄 检修叶片泵

阀4或2压力设定太低 检测压力重新调整

制动摩擦片磨损 更换摩擦片

制动活塞油封漏油 更换油封

驻车制动失灵 驻车制动器7液压油泄露 检修更换换手刹闸

驱车制动器10弹簧力不足 更换弹簧

驱车制动器10摩擦片磨损 更换摩擦片

制动器的液压油

漏到轮边减速器 制动腔油封老化失效 更换制动腔油封

5故障分析

制动系统的相关故障现象主要为制动失灵或制动器漏油。究其原因首先是由于蓄能器失效造成液压冲击运动加强、频率增加，导致泵、阀磨损，对液压轴造成污染。被污染的液压油在系统中循环，使整车液压系统零部件受到程度不一的破坏，造成液压的相关零件摩擦间隙不一致，多数呈微米级状态，液压泵的摩擦副被破坏也就破坏了容积泵的密封条件，使泵失效无法建立压力油。除此之外，磨损的调压阀阀芯直接影响着蓄能器的压力状态，使其无法达到相关标准，使充压阀先导阀无法换向，充压阀一直处于左位或中位，往冷却回路的液压油不足，导致制动器油封过热老化而失效。

6改进方案

针对故障原因、正面吊的实际使用和维护情况，要真正提高正面吊液压制动系统的可靠性，必须对液压制动系统进行改

进，具体的改进方案如下：①加装蓄能器的压力感应塞，按照一定的标准与警示灯保持串联，检测正面吊和低压警示灯的运作是否符合规定。通常情况下，如果调压阀产生故障或者蓄能器的性能下降，则会引起亮灯的时间过长等现象。②增加温度传感器装置，将其增设在冷却润滑的回油管相关接头处，当液压油的温度达到一定的高温标准时，则会发出“蜂鸣”般的警报声。③采用顺序阀和减压阀代替传统旧的充压组合阀，将其安装在通往冷却润滑的相关管路上。改装的思路是保证蓄能器回路的供油，保证制动回路的可靠性。当蓄能器压力充足时，顺序阀打开，通过减压阀进行减压，给冷却回路供油。

7液压回路分析

在阀件安装的管路上对原系统进行改进是可行的，首先将待换阀固定在钻有孔的钢板上，再把钢板安装在原冲压阀的相应位置；然后旋开压力继电器和温度传感器的管接头，并串联一个能与接头对接的三通管接头。

改进后的液压回路可以动态监测整个制动系统的性能，发现故障所在并及时保修，避免了正面吊运机长期带病工作直到系统瘫痪才保修的现象，提高了正面吊行驶操作的安全性，更重要的是，及时报修可以有效避免因油液污染引起的连锁故障。

当阀芯出现卡阻或磨损时，会使冷却回路中液压油急速降低，并且此种现象初期不易被发现，如果不能及时处理，则会影响制动器的密封，导致液压冲击加强，致使阀体和管接头等相关部件受损。原旧系统过滤器安装在冷却回路上，没有过滤制动系统，不利于运转，留下了隐患。液压系统受到损坏，吸入带有磨粒的液压油，严重损害泵的安全，形成致命伤害。改进的新系统将高压过滤器安装在泵出口处，确保整体的系统液压油过滤，有效减小零件之间“牵一发而动全身高”的损坏效应，避免一个零件磨损而影响整个系统；去掉充压阀，使新制动系统的可靠性增强，蓄能器增强了及时补压的功效，有效减小因阀芯卡阻和磨损带来断流等负面影响。增设压力继电器，能够更好地动态监测蓄能器，及时了解调压器和顺序阀的性能状态，确保工作有序进行。温度传感器设置在冷却油路出口处的管接头上，当温度超过一定的负荷标准时能够及时显现。通过传感器加强监测制动系统的相关性能，避免因冷却回路缺油又无法及时察觉，导致制动系统故障频发的情况发生。

8结束语

总之，随着液压技术的不断发展，液压元件集成化程度将会越来越高，使得系统的稳定性能更加优越。由于集装箱正面吊运机大多工作时间长、使用频繁、起重量大，为减少设备故障率，通过对集装箱正面吊运机液压系统进行优化设计，使设计在满足定量和可靠度的前提下达到最佳的优化效果，使正面吊运机液压系统以往所遇到的一系列问题以更加合理的方式解决。

参考文献

［1］朱礼顺，梅家强，陈福来.叉车驱动桥制动系统故障分析与工艺改进［J］.叉车技术，2007（01）.

［2］罗睿，吴猛.集装箱正面吊运机的湿式制动系统解读［J］.工程机械与维修，2011（10）.

〔编辑：李珏〕

Container Front Lifting Braking System Troubleshooting

Li Yuanzheng

Abstract: The braking system is the main power source of container reaches stacker, container reach stacker because the work environment is very harsh, more frequent loading and unloading operations, and the need to work continuously for a long time, so it is prone to system failure. In this regard, the principle of starting from the brake system, citing the common failure of equipment, and the corresponding treatment methods and improved measures to address the brake failure front lifting machines.

Key words: containers; positive lifting machine; braking system; fault