脫掛索道液壓系統(tǒng)常見故障分析

作者：花臺索道　劉自貴

摘　要：九華山花臺索道于2010年3月正式運營，至今已運行十二個年頭，累計安全運行近42000小時。液壓系統(tǒng)普遍應(yīng)用于客運索道中并發(fā)揮著重要作用，別看液壓系統(tǒng)有的元件故障雖小，維修處理起來也不是很難，但如果我們放而任之不管它，時間長了就會造成大故障，甚至?xí)斐伤鞯劳＼嚥荒荛_機。本人結(jié)合花臺索道自運行以來液壓系統(tǒng)出現(xiàn)的一些故障，按動力元件、執(zhí)行元件、控制元件和其他類四大類，從故障現(xiàn)象、故障排查和故障原因及預(yù)防措施等幾個方面加以分析，同各位同仁交流，不足之處，敬請指正。

關(guān)鍵字：液壓系統(tǒng)；故障現(xiàn)象；故障排查；分析處理；故障原因；預(yù)防措施

一、動力原件類故障

1、液壓驅(qū)動系統(tǒng)變量泵控制比例閥

故障現(xiàn)象：2012年10月9日進(jìn)行緊急驅(qū)動試運行時，只要一啟動柴油機，就出現(xiàn)正向運轉(zhuǎn)高壓A顯示壓力20bar，而此時我們還沒有操作運行，緊急閘也是關(guān)閉狀態(tài)，所以只好停止柴油機，再開情況依舊。

故障排查：通過故障現(xiàn)象判斷和查看圖紙（見圖1）分析可能是是變量泵不處于中位故障，所以我們決定先訂購變量泵的排量控制模塊備件，見圖2，待備件到貨后進(jìn)行更換處理，安裝時注意排量控制模塊與泵體的機械控制連桿必須安裝正確，分離排量控制模塊必須感覺到有明顯阻力即為正確安裝，再次試運行，恢復(fù)正常。

故障原因：事后我們對換下來的變量泵排量控制模塊進(jìn)行檢查維護(hù)，發(fā)現(xiàn)排量控制模塊的控制阻尼孔被雜質(zhì)堵塞，導(dǎo)致變量泵不處于中位。具體原因分析：正常情況下，柴油機啟動后，變量泵上的補油泵供油，如圖1所示，通過溢流閥（件300）相連，設(shè)定壓力為24bar，控制壓力油經(jīng)過軟管NW25到油過濾器（件235），經(jīng)過限流閥到達(dá)液控比例閥(件301）的P口和電磁比例閥(件302）的P1 、P2口，未進(jìn)行驅(qū)動操作時，比例閥（件301和件302）處于“零位”，液壓油通過（件302）限流閥與油箱導(dǎo)通，控制壓力油流回油箱?，F(xiàn)因如圖4所示P1—A口限流閥中間阻尼孔堵塞，相當(dāng)于比例閥（件302）的P1與A截止，控制壓力油不能流回油箱，使得P1口壓力油作用在比例閥（件301）的下端口，使其閥芯向上移動，比例閥（件301）的P與A導(dǎo)通，壓力油通過管道AM作用到伺服閥上，使變量泵的斜盤不處于中位且有一定的傾角，從而產(chǎn)生一定的正向高壓壓力。

預(yù)防措施：發(fā)現(xiàn)故障點后，我們對變量泵排量控制模塊進(jìn)行了清洗，疏通了控制阻尼孔，修復(fù)后涂上液壓油后做為備件儲存。

圖1  變量泵控制油路及故障位置示意圖

圖2 變量泵排量控制模塊

二、執(zhí)行元件類故障

1、彎軌提升系統(tǒng)液壓缸

故障現(xiàn)象：2020年2月8日班后設(shè)備檢查時發(fā)現(xiàn)下站彎軌提升液壓缸（53號輪胎位置）使用過程中出現(xiàn)明顯漏油現(xiàn)象，不受壓或者靜止?fàn)顩r下無明顯滲油。

故障排查：經(jīng)檢查管接頭處無滲油，初步判斷為液壓缸本體滲油。考慮到上站彎軌提升裝置使用較少，現(xiàn)將下站53號輪胎處彎軌提升器液壓缸和上站53號輪胎處液壓缸進(jìn)行對換使用。并經(jīng)查資料和測量彎軌提升器液壓缸相關(guān)尺寸，我們目前用的彎軌提升器液壓缸型號基本與恩派克RCS101型液壓缸參數(shù)一致，管接頭螺紋為R3/8，故在網(wǎng)上訂購該型號的液壓缸。更換新訂購的液壓缸后，試操作正常，見圖3。

圖3  彎軌提升器液壓缸

故障原因：對換下的液壓缸拆檢后發(fā)現(xiàn)液壓桿密封圈老化，重新更換密封圈后打壓正常。該密封圈為組合式，俗稱格來圈，由O型圈和耐磨環(huán)組成，見圖4。 

圖4  液壓缸密封圈

三、控制元件類故障

1、液壓張緊系統(tǒng)壓力傳感器

故障現(xiàn)象：2010年8月24日索道區(qū)域因有雷雨采取停機避雷措施，雷雨停止后，控制電源加電自檢后顯示上站液壓張緊系統(tǒng)壓力傳感器差故障，不能復(fù)位。

故障排查：經(jīng)測量其傳感器?出電壓，1號傳感器輸出電壓僅為2.5V左右，低于正常狀態(tài)下的4.2V左右，確認(rèn)為1號傳感器損壞。臨時采取將2號傳感器信號同時送PLC的1、2號壓力傳感器輸入端口的方式使索道恢復(fù)正常運行。

故障原因：液壓張緊系統(tǒng)的壓力檢測元件使用兩只壓力傳感器實現(xiàn)冗余檢測，當(dāng)1號傳感器和2號傳感器之間的檢測量偏差超過8%時，控制系統(tǒng)會發(fā)出“壓力傳感器差”故障。

2、液壓張緊系統(tǒng)泄壓閥

故障現(xiàn)象：2015年7月10日進(jìn)行液壓張緊系統(tǒng)測試泄壓操作時，逆時針旋轉(zhuǎn)泄壓閥黑色圓帽時不能泄壓。

故障排查：因以前沒拆卸過當(dāng)時沒弄清楚泄壓閥圓帽上2根緊定螺釘作用，卸下圓帽，用扳手進(jìn)行泄壓，如圖5所示。

圖5 泄壓閥

故障原因：經(jīng)拆卸后了解到泄壓閥其中一個內(nèi)六角緊定螺釘起固定圓帽作用，作用防止圓帽掉下，另一個一字緊定螺釘起鎖止作用，防止圓帽擰松泄壓。當(dāng)時是因泄壓閥內(nèi)六角緊定螺釘松動圓帽移位了，故轉(zhuǎn)動時不能進(jìn)行泄壓操作。

3、液壓制動系統(tǒng)單向閥和節(jié)流閥

故障現(xiàn)象：2010年索道建設(shè)完成交付使用后，早上開機時緊急制動器打開時間過長，按復(fù)位鍵，出現(xiàn)制動器閥故障報警。

故障排查：在經(jīng)更換壓力開關(guān)（件60）和現(xiàn)場多次調(diào)試后，初步判斷單向閥（件42）有問題，因現(xiàn)場沒有備件更換，問題沒有得到Z終解決，后訂購備件，更換液壓制動系統(tǒng)件42單向閥和件50節(jié)流閥，恢復(fù)正常。

故障原因：件42閥芯卡滯，不能全打開，件50固定螺紋尺寸過小易脫落，但母螺紋完好，導(dǎo)致緊急制動器打開時間過長。

4、液壓制動系統(tǒng)溢流閥

故障現(xiàn)象：2010年12月1日用手動泵打壓時，液壓系統(tǒng)無法保壓。

故障排查：溢流閥（件36）密封圈老化斷裂，導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)漏，更換后恢復(fù)正常，如圖6所示。

圖6  溢流閥

5、液壓制動系統(tǒng)球閥

故障現(xiàn)象：2019年7月12日在進(jìn)行工作制動器手動方式打開測試時，發(fā)現(xiàn)工作制動器用手動泵打開不能保壓，在更換新備件球閥（件80）后，測試工作制動器用手動泵打開保壓正常。

故障排查（參見圖14）：

（1）判斷工作制動器沖洗閥完好性

將工作制動器沖洗閥管道拆除，在工作制動器上出口管接頭處用堵頭堵住，見圖7。將件80球閥切換到“用手動泵打開”狀態(tài)，手動打壓工作制動器至120bar，停止打壓后，工作制動器壓力很快就降到100bar以下，大概在65bar左右成緩慢降壓狀態(tài)，大約4分鐘后，工作制動器壓力降至20bar左右，這時工作制動器已關(guān)閉，沒有繼續(xù)測試，手動釋放壓力。此現(xiàn)象說明工作制動器不保壓與沖洗閥無關(guān)，手動泵打開工作制動器回路其他位置還存在內(nèi)泄。

圖7 工作制動器

（2）判斷緊急制動器手動泵打開回路完好性

將件81球閥切換到“用手動泵打開”狀態(tài)，用手動泵打開緊急制動器做保壓測試，壓力在70bar能保持住，見圖8，說明工作制動器用手動泵打開不能保壓與溢流閥36及手動泵回路也無關(guān)。后經(jīng)查看圖紙，分析工作制動器手動泵打開不能保壓可能與球閥80有關(guān)。

圖8  壓力表

（3）判斷球閥80完好性

更換新備件80球閥，將工作制動器打壓至120bar，工作制動器壓力很快降至100bar以下，在70bar左右保持?。▔毫υ?0分鐘左右無明顯下降），見圖9。此現(xiàn)象說明在用件80球閥存在內(nèi)泄現(xiàn)象。

圖9  球閥和壓力表

（4）調(diào)整件36溢流閥設(shè)定壓力

考慮到開緊急驅(qū)動時，有時要打開工作制動器來切換主輔驅(qū)動手柄，我們對件36溢流閥進(jìn)行調(diào)整并測試，見圖10，先用開口扳手13將調(diào)整螺釘鎖緊并帽松開，再用一字起順時針（增加）調(diào)整溢流閥壓力設(shè)定調(diào)整螺釘，手動打壓工作制動器至120bar，壓力緩慢降至100bar左右保持?。▔毫υ?0分鐘左右沒有明顯下降），見圖10。

圖10  溢流閥和壓力表

（5）將工作制動器沖洗閥管?還原，測試手動泵打開回路保壓壓力。分別對液壓制動系統(tǒng)進(jìn)行用手動泵打開工作制動器和緊急制動器測試，保壓均正常，壓力保持在20分鐘沒有明顯下降。

故障原因：經(jīng)拆開后檢查球閥密封圈老化開裂，見圖11，導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)漏，致使工作制動器壓力下降。

圖11  球閥和密封圈

預(yù)防措施：訂購球閥及密封圈備件，每月進(jìn)行工作制動器和緊急制動器手動打壓測試，必要時對球閥進(jìn)行拆開檢查。

6、彎軌提升液壓系統(tǒng)單向節(jié)流閥

故障現(xiàn)象：某日上站半月檢進(jìn)行彎軌提升器運行測試時發(fā)現(xiàn)彎軌在升起后不能下降。

故障排查：后經(jīng)查看圖紙，見圖12，分析可能為單向節(jié)流閥（件19）關(guān)閉造成彎軌不能下降，現(xiàn)將單向節(jié)流閥進(jìn)行調(diào)整，再試運行升降正常。

故障原因：在對彎軌提升系統(tǒng)液壓站進(jìn)行保潔時誤將單向節(jié)流閥關(guān)閉。單向節(jié)流閥作用是控制液壓系統(tǒng)流速，使其控制彎軌提升器下降速度，速度可調(diào)。

預(yù)防措施：在將單向節(jié)流閥控制速度調(diào)整完畢后，在將調(diào)整圓帽上緊定螺釘擰緊鎖止，防止誤操作將單向節(jié)流閥關(guān)閉。

圖12  彎軌提升液壓圖

四、其他類故障

1、制動器壓力丟失故障

故障現(xiàn)象：2010年7月23日運行中止時間（停機期間），出現(xiàn)制動器壓力丟失。

故障排查：由于在停機當(dāng)中，發(fā)現(xiàn)緊急制動器落閘，壓力丟失落閘。并且控制系統(tǒng)未報緊急制動器回路故障，進(jìn)一步觀察系統(tǒng)儀表發(fā)現(xiàn)A1+O1柜電壓表無顯示。然后根據(jù)圖紙檢查接觸器20K1（13—14）觸點與主接觸器連接處分離，導(dǎo)致主觸點吸合時其觸點未吸合。測X4輸入電壓正常，檢查20K1吸合，但11K1未吸合，檢查20K1（13—14）觸點不通未吸，將該輔助觸點拆下，關(guān)閉控制電源，在20K1釋放時重新安裝，打開控制電源，恢復(fù)正常。

故障原因：如果緊急制動器在“緊急制動器停車”回路復(fù)位后5秒鐘內(nèi)仍未打開或在運行中落閘，控制系統(tǒng)會出現(xiàn)緊急制動器故障停車。由于這次故障出現(xiàn)在停機時候，緊急制動器壓力丟失未報故障，所以系統(tǒng)未出現(xiàn)故障警告。所以出現(xiàn)該故障時，要仔細(xì)觀察各儀表的顯示，和正常狀態(tài)有什么不同，這才能為你解決故障提供可靠的依據(jù)。

2、 制動器閥故障

故障現(xiàn)象：2015年年度檢修液壓軟管和液壓油更換后，打開控制電源，系統(tǒng)不能通過自檢，工作制動器和緊急制動器壓力均為零，顯示制動器閥故障。

故障排查：打開油箱上面油泵出油管螺帽堵頭，無壓力油溢出。用手盤動液壓電機扇葉進(jìn)行人工加壓，并松開出油管螺帽堵頭，用細(xì)內(nèi)六角螺栓向里頂動單向閥球閥，排出空氣，直到溢出液壓油中無氣體為止，松開單向閥，關(guān)閉螺帽堵頭，清理油跡（如圖13所示）。

故障原因：因更換新液壓軟管，管道里面有空氣，需排氣。

圖13  油泵出油管

圖14  液壓制動系統(tǒng)圖

五、結(jié)語

綜上所述，在索道設(shè)備中，廣泛應(yīng)用了液壓傳動和控制。它能方便的將電能轉(zhuǎn)換為機械能（壓力能），并且易于傳遞及控制。我們脫掛索道中就用到液壓制動和驅(qū)動、液壓張緊及彎軌提升液壓系統(tǒng)，這就要求我們正確使用與精心保養(yǎng)液壓設(shè)備，防止機件過早磨損和遭受不應(yīng)有的損壞，從而減少故障發(fā)生，并能有效地延長使用壽命。為了保證液壓設(shè)備能達(dá)到預(yù)計地工作能力和穩(wěn)定可靠地技術(shù)性能，我們對液壓設(shè)備必須做到：熟練操作、合理調(diào)整、精心保養(yǎng)和計劃檢修。

 （本文選自2021年索道年會優(yōu)秀論文）