某轮拖缆机不能运转故障分析

臧义柱

摘 要：本文简要阐述了拖缆机工作原理，对拖缆机不能正常运转原因进行详细分析，并提出拖缆机维护管理和使用注意事项，希望能为相关工作人员提供借鉴和指导。

关键词：拖缆机;带式刹车;双驱;离合器

中图分类号：U664            文献标识码：A            文章编号：1006—7973（2019）04-0033-02

某拖轮双车双桨，主机为两台MAN9L32/44CR，功率5000KW*2，螺旋桨为可调螺距，拖缆机型号为ZICOM公司生产的AHTW-250-250-01，单驱绞力125吨，双驱绞力250吨，船舶主要用于远洋拖航和海洋工程起抛锚作业。

1故障现象

该轮在协助某工程船抛起锚作业中，当到达指定锚位打开拖缆机刹车操作手柄抛锚时，发现拖缆机不能正常放缆，同时机旁发出巨大的液压冲击声，尝试收揽亦然。当时拖缆机处于双驱状态，操作人员使用动态释放功能将锚抛下后停止作业，并开始检修。

2拖缆机工作原理简介

该轮拖缆机为双滚筒，由6个低速大扭矩STAFFA双速马达通过两级齿轮减速驱动。马达输出轴通过一对齿轮副和空气离合器连接驱动轴，驱动轴通过液压离合器和一对齿轮副来驱动卷筒。该拖缆机具有双驱动和单驱动功能，6个马达分为两组，能同时驱动一个滚筒或分别驱动两个滚筒实现两个滚筒同时工作，单驱是两组马达分别通过驱动轴和液压离合器带动两个滚筒工作;双驱则是脱开其中一个滚筒的离合器，合上主离合器，将两段驱动轴连接起来，由两组马达共同驱动一个滚筒，实现双倍绞力。

液压系统主油路采用4台160KW变量油泵，为拖缆机液压马达提供动力油;控制油路采用2台7.5KW伺服控制定量油泵，为液压离合器及刹车和棘轮提供控制液压油;排缆器油泵为2台22KW定量油泵，为排缆器马达提供动力油。

拖缆机的刹车功能由带式刹车和棘轮来实现，其中带式刹车供设备正常时使用，棘轮刹车仅在应急情况下使用。气动离合器的脱合实现了马达和滚筒的连接与脱开，控制气压为7BAR，由其和刹车一起实现紧急情况下的应急释放功能，按下应急释放按钮，由应急24V电源提供电力，使得气动离合器脱和带式刹车脱继电器得电，利用气瓶的压缩空气和蓄能器的油压，使气动离合器和刹车联动脱开，滚筒拖缆受力自动放出。

该型号拖缆机还具备恒张力和动态释放功能。使用恒张力功能时，保持液压離合器和带式刹车在合的状态，设置好恒张力旋钮值，按下恒张力按钮，打开带式刹车，当拖缆受力大于设定值时自动放出;使用动态释放功能时，首先保持带式刹车在合的状态，脱开液压离合器，然后调整动态释放气压值后，打开刹车，按下动态释放按钮，由气动离合器的摩擦片来控制滚筒释放缆绳的负荷和速度。

3故障原因分析

结合拖缆机不能运转的现象，分析可能有如下原因：

3.1带式刹车损坏、棘轮未脱开

刹车带损坏严重时会脱落，堵塞滚筒与刹车带外部钢圈间间隙，棘轮意外合上，以及滚筒被障碍物卡住，即使打开液压刹车，也会由于实际上的刹车作用，导致马达堵转，造成拖缆机不能运转。

3.2刹车脱电磁阀或其控制继电器故障

由于刹车脱电磁阀卡死或其电磁线圈烧坏以及线路接触不良等，再或者是PLC控制箱中控制该阀的继电器出现问题，这都会导致液压刹车无法打开，拖缆机马达和滚筒也就无法运转。

3.3伺服控制油泵不起压

由于泵本身故障或其出口安全阀出现问题，就会造成油泵无法建立足够的油压进行刹车脱合控制。

3.4液压管路漏泄或刹车油缸前单向阀卡死

如伺服控制油泵出口管路漏泄，尤其是刹车脱电磁阀至刹车油缸前的单向阀270g间的一段管路漏泄，以及单向阀卡死，都会导致液压油无法进入刹车油缸打开刹车。

3.5刹车脱压力开关压力设置太低

如图所示，拖缆机的刹车脱开与否是通过压力开关P206的状态来实现的，这与液压离合器所采用的位置感应开关完全不同。在拖缆机操作面板上按下刹车脱按钮时，控制刹车脱的继电器和电磁阀相继得电，液压油从脱的一侧进入刹车油缸，当刹车油缸中的压力达到P206的设定值时，压力开关闭合，由其向PLC发送“刹车脱开”信号，然后PLC输出该信号至控制面板显示刹车已经打开。

如果P206的压力值设置偏低，当操作打开刹车时，就会出现虽然操作面板上显示刹车已打开，但实际上其未能打开的现象。

3.6操作手柄故障

操作手柄接线不良或调节电位器故障，会导致其对拖缆机失去控制，无法操作。

3.7拖缆机一个或多个马达卡死

由于该轮起抛锚作业使用了双驱，由6个马达共同驱动拖缆机，如果液压油过脏或过热以及马达损坏，就会造成马达卡死，导致拖缆机无法正常运转。

3.8比例阀控制继电器或电磁比例阀故障

如果比例阀控制继电器或比例电磁阀线圈烧毁或由于线路松动等造成拖缆机比例阀无法得电动作，也就没有液压油进入马达，拖缆机就无法运转。

4故障解决

根据先易后难的原则，首先检查刹车带、棘轮及拖缆机滚筒周围有无障碍物，未见异常;检查液压管路未见漏泄之处;操作刹车脱合按钮几次，控制面板上的脱合灯显示正常，这说明刹车控制继电器及其电路正常;观察操作时刹车灯亮的伺服控制油泵压力约为128bar，这说明油泵及其安全阀正常，刹车压力开关亦正常。

然后将拖缆机操作位置转到机旁，由机旁操作拖缆机，马达发出液压噪声，依旧无法运转，且检查驾驶台操作手柄正常，说明故障原因不在手柄处;在机旁操作刹车脱合按钮，观察液压缸柱塞运动情况及刹车带的张开情况正常，说明液压缸及其单向阀正常;检查拖缆机各马达情况，温度正常，说明没有卡死现象。

由于起抛锚作业时采用了双驱，将主离合器脱开，分别操作上下滚筒，发现上滚筒运转正常，而下滚筒不能运转，但用拖缆机机体所带的比例阀应急操作手柄试验，滚筒收放正常，检查测量比例阀收放两个电磁阀线圈正常，拆下比例电磁阀插头，在机旁操作台操作下滚筒操作手柄，测量电磁阀插头无电压。根据图纸可知当拖缆机采用双驱时，由上滚筒手柄联合控制上下滚筒两组马达共同运转，由于下滚筒一组马达比例电磁阀没有得电，阻止了拖缆机的运转，这是故障的根本原因所在。打开拖缆机控制箱，在操作下滚筒手柄的情况下检查其收放继电器均未得电，进一步检查发现接线点 x1-9 松动，紧固后试验下滚筒运转正常，双驱操纵正常。

5拖缆机维护管理及使用注意事项

（1）液压油污染是液压系统失效最主要的原因，据统计，大约有75%的液压系统故障是由于系统污染所造成。轮机人员日常应勤检查油箱内液压油清洁程度、污染氧化情况以及油面高度等，及时放残，定期检查、清洗或更换主油泵出口设置的高压滤器及液压系统低压回油滤器，注意检查液壓管路方面泄漏情况。

（2）液压油要保持合适油温。温度过高会造成液压油氧化加速，影响油膜形成，从而导致马达磨损加剧，还极易导致密封圈老化造成泄漏;油温过低会造成液压系统流量不足，油压升高，拖缆机运转速度低，承载负荷降低，导致振动和液压噪声增大。工作油温保持在30-50℃为宜，夏季注意使冷却器处于良好状态，冬季在使用前要先打开油箱加热器将液压油加热到合适温度。

（3）由于拖缆机工作时振动较大，应定期检查机体上的电磁阀插头及接线箱内的接线有无松动并及时把紧，以免由于接触不良导致电磁线圈烧坏。PLC控制箱内需勤检查继电器及相关线路松动情况。

（4）拖缆机在使用过程中要注意避免马达的超速和过载，以免造成机件的根本性损坏。作业过程中一定要保持伺服控制油泵运转，以免由于控制油压降低，使得刹车失灵造成拖缆失控放出险情;起抛锚作业注意在抛锚时要使用动态释放功能，以免马达失速，造成其过度磨损。在未知负载大小的情况下，一定要选择低速，动态释放的控制气压要由高到低逐渐选择直至合适值。

6结语

综上所述，拖缆机是拖轮在海洋工程起抛锚作业中的关键性设备，拖缆机状况的好坏直接决定抛起锚作业能否正常进行。因此，制订相应的维护保养计划，并严格按照计划进行维护保养，才能保证拖缆机状况良好，从而保证海上抛起锚作业的安全进行。