集装箱正面吊液压系统的维修保养分析

王少春

（中国铁路西安局集团有限公司安康车务段，陕西安康 725000）

0 引言

近年来，集装箱运输在铁路运输中得到了长足发展，装卸集装箱的专用正面吊运用越来越广泛。正面吊价格昂贵，结构复杂，是集机、电、液为一体的高效生产设备。规范使用该设备，减少故障，提高正面吊的设备完好率，降低使用成本，对保证铁路的安全生产作业和正常的运输秩序意义重大。

安康车务段管内万源站、宣汉站、双龙站及专用线办理集装箱到发业务，配置了卡尔玛DRT450型集装箱正面吊，可以装卸20英尺（6.096 m）和40英尺（12.192 m）集装箱，为拓展车务段承运货物品类，减少环境污染、减少货物运输损耗起到了重要作用。2016年，安康车务段段承运集装箱13 578 TEU，2017年更是超过了2万TEU。

1 正面吊液压系统组成和保养要求

1.1 系统组成

卡尔玛DRT450型集装箱正面吊主要由发动机、变速器、驱动桥、制动器、转向器、载荷搬运系统、电气系统、控制系统、液压系统组成。其中液压系统分为工作液压系统和制动液压系统：工作液压装置包括实现转向、载荷搬运和驾驶室功能的液压装置。液压系统从4台可变排量载荷感应轴向活塞泵供油，1台固定齿轮泵用于液压油的清洁与冷却；制动系统有自己的油箱、固定齿轮泵、高压滤清器、蓄能器和冷却器，与工作液压系统分离。

1.2 液压系统保养要求

正面吊运用频繁，车务段设备利用率达到28%以上，通过卡尔玛正面吊自身的故障诊断系统和配备必要的检测仪器，定期进行跟踪检测，将定期进行的维保计划修和状态修优点结合在一起，摈弃其不足。根据液压油的更换周期要求与系统状况、实际使用环境等，在合适的时候更换滤芯、更换液压油。既要保证设备保养到位，又要节约成本支出，达到质量和成本的最佳平衡。

2 使用过程设备存在液压系统问题及原因分析

2.1 使用中保养不及时

双龙货场一台卡尔玛DRT45型正面吊，在使用过程中蓄能器充压压力低，报警灯亮，并显示故障代码。维修人员到场后，用25 MPa液压压力表连接到蓄能器压力测压接口，启动设备检查充压功能，连续多次踩刹车后，驾驶室内的蓄能器压力报警灯亮起，此时压力表读数为11.55 MPa。继续踩刹车踏板，发现蓄能器压力降至11.5 MPa才重新开始充压，且到18.5 MPa就停止充压（标准：从16.55 MPa开始充压到19.5 MPa停止充压）。正常情况下，正面吊充压完成后充压阀会自动打开冷却通道，停止充压，这时测试蓄能器的压力应为（19±0.5）MPa。在现场测到的停止充压压力比正常的要低，关键是蓄能器开始充蓄压的压力为11.5 MPa，远低于正常压力值。现场再手动释放蓄能器压力，然后多次启动设备进行刹车试验，发现蓄能器压力有时跌到16.5 MPa，系统重新开始充压，有时下降到11.5 MPa才开始充压，而每次充压完成时蓄能器压力只有18.5 MPa，无法再提高。测试泵的压力为20 MPa，泵正常，所以判断充压阀出现故障。现场拆检充压阀，发现阀内部有异物，刹车液压系统内部太脏，再拆解刹车系统滤清器，发现滤芯存在大量异物。随后充压清洗了充压阀内部各管路，同时清洗液压系统，更换新的刹车油高压滤芯和液压油。安装好充压阀后，再次试验故障消失。

图1 驻车系统液压图

分析认为，正面吊的制动系统长期在高压高温下工作，驱动轴内部的摩擦材料受到高强度的压力冲击，容易磨损脱落，刹车系统液压油和滤芯过脏、未及时清洗更换，是导致故障的主要原因。

2.2 维修人员经验、能力不足

因为一台正面吊方向机端盖渗油更换过O形圈，不小心使花键齿与花键轴分离，单位维修人员重新安装好方向机端盖后，就出现了方向重的故障。后来，调节了方向泵的负载信号压力，还检查分解了优先阀组件，但是方向仍然是重。请厂家售后服务，在方向液压泵的检测口测压，液压泵在打转向时的压力值只有8 MPa，方向机转动圈数大过5圈，也无法测得最大压力值（该款正面吊转向最大压力值为20 MPa）。说明方向机花键齿与配油滑阀及花键轴安装不正确。

拆出方向机，清理外围，重新对位组装，安装到正面吊上，试车方向转圈数为5圈，基本确认方向机己修复，打方向时观察压力值一样，认为泵输出至方向机流量不够。液压泵另外向吊臂控制主阀供油，现场做空载起升动作，压力最大压值达到21 MPa，说明泵的压力已恢复，转向稍有改善、最大压力达到13 MPa，但转向还是重。根据优先阀组件被拆解过的情况分析，优先阀有可能存在问题。于是现场拆松优先阀T口油管，在打转向时，发现T口有大量的液压油流出（正常应无油及少油），证明在转向时T口泄掉了一部分压力油，在转向时工作压力从安全阀泄掉,造成转向压力低。接着拆出优先阀块T口油管和接头，发现安全压力阀调节螺丝（带节流孔）已扭出过多。根据优先阀的安全压力设定，将内置螺丝调节到位（保证安全压力应大于转向系统最大压力），测试转向功能正常，转向压力最大值为20 MPa，达到正面吊的最大转向压力，设备故障排除。

图2是卡尔玛DRT正面吊转向优先阀的内部液压原理图，灰色圈内的部分是正常安全压力调节阀（限压阀的设定泄压压力为25 MPa）：当转向操作时，转向油缸的负载压力通过LS油管传递给优先阀，使P口与CF接通供油给转向阀；一旦过载，转向压力超过调节阀上弹簧设定的压力，限压阀打开泄压，通过T口排油回油箱，保证转向压力在正常范围内；方向盘转到最大位置时，测试到的压力为转向最大压力。

图2 转向优先阀液压原理

说明企业维修人员没按《DRT正面吊维护手册》中的内容说明去检修设备，不熟悉转向系统工作原理和重要部件的结构。维修过程中，操作不规范会人为制造故障：一是拆散了方向机内部重要部件，使方向机内部安装错位引起方向重；接着又扩大拆检，制造多个故障重叠；不清楚优先阀的工作原理，盲目调节安全限压阀，使转向压力泄漏。

3 应对措施

3.1 加强对操作、维保人员业务培训，总结常见故障

操作人员在接收设备前应提前进行正面吊的操作培训，掌握设备的结构、原理、安全注意事项等，并取得《特种设备作业人员证》。在接收设备后厂家再进行指导，可以较快地掌握驾驶知识，具备初步的安全作业能力。但对于维保人员来说，还必须具备一定的机械基础知识和液压图识别能力，有一定的机械设备维修、保养经验。

3.2 充分利用卡尔玛正面吊自带的故障检测、报警系统

设备厂家对操作和维保人员的培训很关键，卡尔玛正面吊具备故障检测功能，设备发生故障时，相关控制单元生成出错消息（故障代码），并通过CAN（Controller Area Network，控制器局域网络）总线将故障代码发给控制系统显示器控制单元，显示屏显示故障代码（图3，上为数字示例，下为故障代码清单显示示例），并加以保存。对于故障检测分析十分有利，但对维保人员技能要求较高。维保人员应具备相应设备维保知识，厂家才便于进行进一步的培训和提高，使其掌握故障诊断功能，并总结经验、分析原因（表1），排除故障。

图3 显示屏故障代码

表1 部分故障代码对应故障原因分析

3.3 配备相应的液压监测分析仪器

（1）油液污染度检测仪（图4），可以检测液压油的颗粒度、清洁度和污染物监测，并分析其中杂质，帮助工作人员正确分析液压系统中油液污染情况，及时判断机械零件的工作状况，进而实现对液压油的清洁程度识别从感性到理性的进步。

（2）便携仪液压测试仪（图5），可以在液压系统回路中进行断点数据采集，以及测量系统中元件的流量、压力和温度等。通过测量数据来评定系统及元件性能，从而判断故障。应用于液压泵、液压马达、液压阀件，生产维修企业产品的出厂校验及设备使用单位的液压系统的故障诊断。

（3）与正面吊故障诊断系统配合，安装了诊断软件的笔记本电脑，可以连接驾驶室电子盒内的连接器。

图4 油液污染度检测仪

4 结论

通过将操作和维保人员送正面吊使用、维保单位培训，请卡尔玛正面吊公司售后服务人员到现场进行短期技术培训指导，使操作人员在短期内具备了安全操作能力，一部分维保人员已初步掌握液压图识别知识，并已能较好地使用各类液压测试仪器。

在维保技术人员具备相应水平，并配备液压检测设备的基础上，做到计划修和状态修的有机结合，按照卡尔玛正面吊维修保养要求，并通过仪器检测液压系统内的油液品质、压力、流量、温度，再结合设备自身的故障诊断系统，掌握油液的实际情况，可以按期或延迟进行维保，做到设备维保和成本控制的平衡，既提高设备的完好率，保证正常的生产组织，又最大限度地减少成本支出。

图5 液压测试仪