铁道工程设备_液压救援起重机回转制动失灵故障分析与处理
(1)分析与处理
故障现象：观察发现，回转操作手柄回位时，本应立即制动，但连接制动器的油管发生较强烈的振动约10s，在此期间起重机仍在继续回转滑动。油管振动停止后回转停止。
①各部件检查 组合梭阀直接控制制动器，首先考虑故障可能出在该阀上，采用更换部件的方法，用完好部件两次更换该阀，但现象相同，因此判断组合梭阀无故障。同样，更换了回转控制阀，判断该部件也无故障。制动器不灵或制动力不足也是有可能出现的故障，解体制动器检查，内部各件作用完好，弹簧力能达到制动要求。至此，经检查所有可能有关的部件均无问题，但故障现象依然存在。
②制动过程分析 分析动作过程，回转操作停止后，a5或b5泄压，二位三通阀应很快回位，制动器油压泄放后应立即制动。但该管振动较长时间，说明泄压时油路受阻，管路中有阻力形成节流，使管中压力不能及时泄放，因而不能立即制动。制动压力油泄放通路中仅有二位三通阀，再次取下组合梭阀解体检查，二位三通阀正常，阀内弹簧压力能使其及时回位。二位三通阀的回位是以a5或b5的泄压为前提的，而a5或b5的泄压要经过两个梭阀和回转控制阀。在回转不能立即停止的过程中，a5或b5的油管没有出现振动，说明回转控制阀中无节流现象，那么另外的可能就是17-3中的梭阀了。
组合梭阀的内部结构如图J所示，由3个梭阀和一个二位三通阀组成，梭阀F3的两出口为未使用的控制端，用两油堵Ml和M2封闭。
当做一方向回转运动时，压力油经a5进入梭阀F1，F1中的钢球封闭b5口，该油压进入F2，推动二位三通阀，使制动器获得松闸油压。当回转操作停止时，回转控制阀回位，该控制油压原路返回，经14-2回到油箱。
③一种推测及验证 由前述分析，组合梭阀的疑点较大。根据对组合梭阀在制动中的动态过程的分析思考，提出了一种产生制动延迟的可能方案。
考察制动时组合梭阀中油流的动态过程，当控制油压p进入梭阀F2时，钢珠被推向左侧位置，因为F3的出口被封闭，此时F3与F2中是等压p。设想制动过程开始后，F2中的油压开始下降，当降到p´（p>p´>0）时，钢珠两侧出现压差Δp(Δp=p-p´>0)，推动钢珠右移，只要钢珠过了F2的中点，就会在p´作用下封闭右侧出口，使F2中的油压不能继续泄放。而油压由夕降至p´，二位三通阀的阀芯已移动了一定距离，使制动器的泄油通道打开了一部分，但由于通道较小，制动器的压力油回流时形成节流，油管发生强烈振动，制动器开始缓慢泄压。同时由于二位三通阀芯也会产生内泄，油压p´渐降低，阀芯逐渐回位。经过大约10s，油压泄完，油管停止振动，制动器才完全制动，起重机停止回转。简言之，因F3中的背压，推动F2的钢球封闭出口，造成回油受阻，不能及时泄压，使制动时间延迟。
为验证这一推测，松开一个油堵M1，使其不能产生背压，然后回转试车，反复数次，均能迅速可靠制动，初步证明了以上推测是正确的。
松开油堵M1以后正常使用了一段时间，又出现了回转制动失灵，和最初的故障现象完全相同，当即判断，可能是F3中的另一个钢珠移到了左侧位置，堵住了原M1口。将油堵M2松开后，制动又恢复正常，进一步说明了当初的推测是正确的。
④最后处理 采用松开F3油堵的办法，使用中该口会有少量油液流出，不便于起重机的维护保养。最后采用取出梭阀F2钢珠的办法，使其失去单向阀作用，制动时，不再堵塞油路。经重载试吊和现场救援的实验考验．，回转制动完全恢复正常。
(2)进一步思考
虽然该故障已初步查明，且处理结果证明推测的正确性，但该推测应能够解释各种已出现的现象和其他一些相关的疑问。
①一段时间后才有此现象 故障并非一开始就存在，起重机出厂时工作正常，使用一段时间后才有此现象。据救援队反映，开始使用的一段时间，未发现回转制动失灵现象，只是在一次事故救援时，因情况特殊，操作时出现了较大的倾斜和振动，此后就出现了回转制动失灵的现象。可能钢珠左侧是一个油流死角，最初该组合梭阀因油的黏滞性，使钢珠黏在F2左侧不动，因较大振动而松动。
②故障的随机性 制动失灵是经常发生而不是每次发生，具有一定的随机性。因梭阀F3中是静压，没有油流通过，Δp所能产生的推力仅仅是F3中存油的弹性而已，推力极为有限，可能存在有时钢珠推不过中点，就不会造成制动失灵。另外，起重机所处不同位置的倾斜程度的不同，也会对钢珠移动的难易产生影响。
③升降机构无此现象 升降机构工作原理与回转相似，也由组合梭阀控制制动，但没有发现制动失灵的现象。升降机构除了有液压制动器以外，吊钩下降还受平衡阀限制，增加了一道安全环节。根据上述推测，组合梭阀仍有可能出现同样的现象，使制动器不能及时制动，只是平衡阀的作用可能会掩盖该问题的出现，但仍是一个不安全因素。
(3)改进
本故障具有一定的隐蔽性和随机性，其他相同型号的起重机很可能会发生同样的故障。即使暂时没有发生，也存在着不安全的隐患。解决该问题可以有几种方法。
①松开F3的两油堵 方法最简单，但使用中该口会有少量油液流出，不便起重机的维护保养。若外加回油管路，又会使结构复杂化。
②取F2中的钢珠 也比较简单，但影响零件互换性。如维修更换部件时，因疏忽换上了未取钢珠的部件后，还会产生制动失灵。
③改进设计 因组合梭阀中的F2和F3没有作用，可将组合梭阀改为图K所示结构，用一个梭阀和二位三通阀取代组合梭阀，不足的是由一个部件变成了两个部件。本方法同样适合升降等机构中的组合梭阀改造。
对在用起重机，可考虑方法②。对新制造的起重机，可采用方法③。 |
