MacGregor GLH350船用克令吊钩头刹车故障分析

郑庆国

摘要：随着船用液压克令吊技术的发展，克令吊钩头刹车已经被更新为较为安全、可靠的带自动补偿功能的液压释放多片盘式刹车。该形式刹车故障率很低，多被管理人员忽视。但熟悉刹车的原理和构造，关注其使用中的状态，确保刹车功能时刻有效是非常重要的事情。文章基于实船中克令吊钩头刹车故障案例，对刹车故障进行了分析，为船舶和岸基管理人员提供了克令吊使用和管理的經验，为设备厂家提出了在制造安装中的建议。

关键词：克令吊;钩头;液压马达;刹车;刹车盘片

0 引 言

多用途重吊船上装配有较大起重能力的克令吊，是该类船舶装卸货物的重要工具，也是相对于普通杂货船最大的竞争优势。重大件货主选择多用途重吊船，不但可以节省雇佣浮吊的费用，还可以选择没有起重设施的码头装卸货物。保持克令吊在使用中正常的工作状态，对船舶的营运效益是非常关键的因素。文章描述的是实船上的一台MacGregorGLH350克令吊出现的不常见，但具有一定代表性的故障案例，分析原因，总结经验。

1 克令吊钩头绞车液压马达刹车故障现象

船舶在某港口用克令吊装完货，操吊的船员将克令吊吊臂放好，关掉电源。在其爬下克令吊的时候发现绞车油槽中有很多泄漏的液压油，随即将情况汇报给轮机长。主管轮机员在船开航后，上克令吊检查。经查找渗漏点，发现大钩头钢丝绞车驱动端两个液压马达中下面的一个连接法兰根部漏油，并且刹车本体表面油漆被高温烤煳，见图1。用点温枪测量该部位温度显示52℃，此时已经距离克令吊停用18 h。测量绞车齿轮箱油位，齿轮油已经减少了很多。可以确认泄漏的油是齿轮油，而不是液压油。漏油的原因应该是高温导致的驱动机构连接法兰处的密封件被高温损坏。

2 故障分析

2.1 MacGregor GLH350船用克令吊介绍

该船装配的3台MacGregor GLH350船用克令是单吊直臂式液压克令吊，外观见图2。克令吊配有大小2个钩头，小钩头起重能力为45 t，用于吊装轻货;大钩头起重能力为350 t，用于吊装重大件货物。3台吊均布置在船的左侧外弦，相邻的2个克令吊，抬吊使用可以吊装700吨级的货物。这种克令吊是目前商船上普遍采用的起货机，其重量轻，体积小，操作轻便，工作平稳，操作简单，起重能力大，使用安全、可靠[1]。

2.2克令吊刹车的工作原理

在操作克令吊钩头的控制手柄时，当搬动手柄到高速或低速的中间位置，如图3中的阀1221（a）（高速）或（b）（低速）动作，较短时间延时后，阀1226（b）动作，动力液压油其中一路先后经过阀1221和阀1226后到达2个绞车液压马达1141和1142的刹车油缸1211和1212，从而打开绞车液压马达的刹车。同时另一路动力油到达阀112 7-1和112 8-1，去切断绞车马达进出油路的连通，关闭绞车液压马达的卸载状态。此时绞车滚筒开始缓陧向上升方向转动，准备好上升或下降货物的操作[2]。

克令吊钩头绞车液压马达中的液压刹车，是液压释放多片盘式刹车，如图4所示。整个刹车装置由刹车油缸、压力弹簧、内侧刹车盘片、外侧刹车盘片组成，装在刹车本体之内，位于滚筒驱动端绞车液压马达和齿轮箱传动轴之间。内侧刹车盘片套装在传动轴套的外齿轮上，外侧盘片镶入带内齿轮的刹车本体上。当没有刹车压力油进入刹车油缸的时候，刹车油缸的活动部分在弹簧的弹力作用下，压向刹车盘片，使得内、外侧刹车盘组紧密接触，驱动轴套将无法相对于刹车本体旋转运动，即滚筒被刹住;当有刹车压力油进入刹车油缸的时候，刹车油缸的活动部分在压力的作用下克服弹簧的弹力，离开刹车盘片，使得内、外刹车盘组相互脱开，驱动轴套将可以自由转动，即滚筒刹车松开。刹车盘组腔室有通向外侧的泄放油口，用于当液压油或另一侧的齿轮箱油泄漏到腔室中时能流出到外部，避免腔室内积聚的油产生阻尼现象而影响刹车效果，并可以起到检查内部泄漏的作用。

2.3故障原因分析

根据目前故障现象，这一组绞车液压马达驱动连接根部漏油，是传动机构或刹车故障后发热导致的法兰连接密封件损坏。漏油是故障结果，而不是故障缘由，发热原因才是问题的根源。从油漆被烧煳的部位看，是该组驱动机构的刹车本体，热源不是刹车故障原因，就是刹车部位传动轴套（如图5中的35）和轴之间齿和面的磨损导致。具体从以下几个方面分析[3]。

（1）刹车油方面。当刹车油油压不足或油路堵塞时，传动机构开始转动但刹车没有打开或不能完全打开，刹车盘片之间就带着摩擦阻力随之转动，摩擦产生热量并积聚出现高温。

（2）刹车油缸方面。刹车油缸的运动部分，如果卡死在非完全打开的位置，在刹车油的压力下或弹簧的弹力下不动作，使得刹车盘之间一直处于一定接触状态，也会出现摩擦高温现象。

（3）刹车盘的问题。如果刹车盘出现破损，破裂脱落的碎屑落入盘面之间，形成颗粒磨损，进而产生摩擦热。

（4）传动轴上的齿和磨损。内侧刹车盘片是套装在传动轴套上的，传动轴套一端和液压马达输出轴相连，另一端和齿轮箱上的动力轴相连，都是齿和连接。如果齿和面损坏也会在传动中摩擦发热。

（5）操作使用方面。克令吊在出现故障前，是被用来装载较轻的货物木材。正常情况下，这种克令吊装载45 t以下的轻货，应该换用小钩头，节省能量的同时操作速度还比较快。当时由于这台克令吊的小钩头滑轮有点问题，只能使用大钩头来吊装轻货。码头工人长时间的使用，并快速变换钩头升降方向，这时刹车的打开稍微出现迟滞现象，就会造成摩擦发热。

3 故障排查和解决

3.1故障排查

为了明确故障的具体原因，确认损伤的具体部位，需要启动克令吊进一步判断。

（1）先启动克令吊，观察故障部位的运转状态。大钩头绞车齿轮箱内的油已经泄漏很多，为了避免因齿轮箱缺油导致齿轮损坏，先补充齿轮油到正常液位。操作大钩头升降手柄，滚筒正反转动都可以实现，原漏油点漏油量变大。运转几分钟后，测量刹车本体表面温度，已经明显上升，并且漏油的一个比另外一个要高。