海上平台起重机典型液压系统功能原理及故障分析

浦绍超

摘 要：由于国内海上平台起重机的厂商较少，许多液压缸起重机都是从国外进口的，制造和维修技术还不够成熟，对其液压系统的功能原理不够了解。因此，有必要对海上平台起重机的典型液压系统进行分析，详细了解其功能原理，并对常见系统故障的表现和产生原因进行探究，从而找到有效的解决措施。

关键词：海上平台起重机；液压系统；功能原理；故障分析

中图分类号：TH21 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）17-0056-01

海上货物运输是重要的运输渠道，在海上平台进行货物装卸需要使用海上平台起重机，一旦起重机出现问题，会导致货物装卸中断，带来严重的经济损失。其中，液压系统故障是海上平台起重机的主要故障类型之一，而且影响严重，会直接导致起重机无法正常运行。因此，对海上平台起重机的液压系统功能原理进行分析，并掌握故障排查检修的方法十分重要。

1 典型液压系统的主要功能原理

海上平台起重机的设计构造与设计规范与陆地起重机有明显差别，虽然我国陆地起重机的生产制造技术已经趋于成熟，但是海上平台起重机的设计制造以及维修方面的技术水平还较为落后，许多海上平台起重机还需要从国外进口，而且一旦发生故障问题，设备检修所耗费的时间较长，会带来较为严重的经济损失。海上平台液压缸起重机的系统构造主要由起升系统、操作系统、变幅系统、回转系统、泵站系统和换向阀系统等部分组成。采取液控换向控制措施，采用液控比例换向阀。该系统的优点是换向平稳、安全性高，而且操作便捷。在起重机的主要系统中，安装有主安全阀和二次压力限制阀，可以最大限度的保证液压系统的安全运行，避免系统过载。液压系统的起升系统具有上限位和下限位，还具有变幅下限位，能够进行紧急释放，可以使起重机失去动力时通过手动泵进行下降、回转和变幅等操作。此外，海上平台起重机的液压系统还具有恒张力功能，可以在风浪较大的作业环境下进行作业，满足起升负载随供给船上下波动的作业要求。

2 海上平台起重机的故障分析方法

2.1 变幅系统故障

变幅系统故障是海上平台起重机的常见故障之一，而且出现此类故障时会使起重机发生晃动，无法正常作业。其主要故障表現为：（1）变幅液压缸的下降过程出现爬行情况，使起重机吊臂发生晃动，严重时会导致整个起重机发生晃动；（2）推动变幅操作手柄，液压缸会产生下降停顿、再下降再停顿，使起重机吊臂振动频率不断增加，进而导致起重机出现整体晃动[1]。

在液压缸下降过程中，液压缸的上腔是提供液压油的部位。当液压油压力达到平衡阀开启压力后，平衡阀才被打开，使液压缸开始下降。在其下降过程中，上腔的液压油压力会随之降低，达到一定程度后使平衡阀关闭，液压缸停止下降。所以液压油压力的上升和下降是一个反复过程，平衡阀的作用是使液压缸找到平衡点。只有保证平衡阀开启压力与生产节流压力保持一致，才能保证液压缸的平稳下降。

2.2 液压油缸故障

液压油缸故障的主要表现为：（1）在液压缸的运行过程中，会出现抖动、爬行并出现响声的现象，而且在其上升过程中抖动较为明显；（2）当抖动程度超过一定限度，会影响整个起重机运行，在液压缸下降过程中虽然抖动现象相对减弱，但也无法满足正常使用需要[2]。

一般液压缸故障主要是由于前部支撑环与活塞杆的配合间隙过小，使活塞杆的伸缩与液压杆前部支撑环发生较为剧烈的摩擦，从而导致液压缸在升降过程中出现响声，并出现抖动和爬行的现象。

3 故障解决措施

3.1 变幅系统故障的解决措施

变幅系统故障是由于平衡阀失去平衡点导致的，在进行故障检修时，必须更换新的平衡阀，并选择开启压力和流量相对较小的平衡阀。应保证平衡阀的开启压力符合1：10的标准，其最小流量应控制在换向阀最低流量的4倍以内。在海上平台起重机的设计制造过程中，也要注意折现关键参数的选择，保证平衡阀能够正常发挥作用。完成平衡阀的更换后，要对其中进行试验操作，确认故障排除。

3.2 液压油缸故障的解决措施

液压油缸故障检修首先要将液压缸前轴卸下，并将液压缸放置在吊臂的下方，使用吊带固定。使用手拉葫芦对活塞杆进行固定，避免在拆卸过程中造成活塞损坏。然后进行液压缸端盖的拆卸，采用手动泵为下腔打压，使活塞杆伸出来并带出导向套，采用铜棒对导向套进行拆卸。测量导向套的环槽内径，如果尺寸过小，需要对其进行加工，使其满足公差配合标准。加工完成后装会支撑环，连接系统进行空载测试，测试成功后再进行10吨载荷测试，逐步排除系统故障，恢复起重机的正常工作。

4 结语

由于液压系统故障的影响较大，会直接导致起重机无法正常作业，因此对其故障原因进行分析尤为重要。但是在检修过程中，由于检修人员的技术能力有限，缺乏液压系统维修经验，常常无法快速、准确的找到故障发生原因。因此，要对液压系统故障的原因进行深入分析，从液压缸起重机的技术原理出发，根据实际故障现象，采取相应的解决措施，尽快恢复起重机的正常工作。

参考文献

[1]方雄.海上钻井平台起重机液压试验台测控系统研究[D].浙江大学，2014.

[2]徐丽.起重机液压起升机构二次起升下滑仿真及其改进研究[D].长沙理工大学，2013.endprint