汽车起重机的起升机构故障分析及排除方法

汽车起重机的起升机构故障分析及排除方法

汽车起重机的起升机构是由一套机械和液压组合式的卷扬系统所构成，用以实现重物的垂直升降运动。起升机构通常由液压泵、液压马达、减速器、卷筒、制动器、离合器、钢丝绳滑轮组和吊钩等组成。也有把起升机构称作卷扬机构或卷扬系统。工作中，通过起升机构、有变幅机构和回转机构共同配合，能把重物吊到指定的位置和高度。起升机构出现故障不仅会影响到作业效率，而且会直接影响运行和作业的安全性，因此，出现异常现象要及时检查和修复。

常见故障现象主要有：

（1）液压系统压力升不高、吊重无力；

（2）制动失灵（负载自行跌落或下滑）；

（3）起升卷绳动作缓慢或不动作等。

主要诊断检查要点有：

（1）检查溢流阀和手动控制阀是否完好；

（2）检查平衡阀、超载溢流阀调节螺钉是否松动，阀门是否卡在打开位置，弹簧是否损坏；

（3）检查液压马达轴是否断裂、卡滞，是否因零件磨损而使其性能下降；

（4）检查起升机构齿轮轮齿是否破裂；

（5）检查起升制动器调整是否正确；检查旋转接头的密封圈、中心轴和轴套是否磨损等。

具体分析如下。 1、液压系统压力升不高，吊重起升无力，动作缓慢

（1）原因分析

根据维修实践中对QY25型全液压汽车起重机故障诊断与排除的经验发现，该型起重机液压系统压力升不高，吊重无力的故障现象比较常见。研究这一故障现象时又发现，该现象虽然单一，但引起的原因却很复杂，而且是多方面的。

分析这种故障产生的原因时，至少应从以下几方面去考虑：液压泵损坏、渗漏过大排油量不足、液压系统溢流阀开启压力过低、油箱液面过低、吸油管堵塞等。诊断时要根据以上五条，对系统进行逐一检查。这里以此为例，就故障原因分析方法和思路加以说明。

（2）液压泵故障导致起升无力

①原因分析

液压泵常见的故障有两种，一是配流盘表面磨损，导致渗漏过大、流量严重不足；二是液压泵转动机件损坏，输出功率和转速下降。

全液压汽车起重机液压系统油液不清洁，液压泵经长久使用，其配流面发生磨损很常见。该泵是采用轴向配流的，配流盘与端差用销定位，相对不动，在弹簧和液压力作用下，缸体紧压在配流盘上，两者相对旋转。严重磨损后，开始内漏，供油减少，导致起升机构工作无力。

②检查排除

从故障排除措施上看：当配流面磨损不太严重时，可用研磨砂在平板玻璃上研磨平面。关键在于调整间隙，应把调节螺钉拧到底，然后再往回旋转少许，使泵能用手轻轻转动为好。当配流面磨损太严重无法修复时，应更换新件。

液压泵排量不足与转动机件损坏也有关系。该系统中有三只ZM40轴向柱塞定量泵，卷扬机构的泵在起重吊装过程中工作负担最重，易发生故障。

维修拆解发现泵内机件常见的损坏有：输出轴35D6轴承严重损坏，滚珠体和支撑架破裂，滚道有一层很深的剥落层，输出轴歪斜等。QY25型汽车起重机输出轴有一万向节背靠轮，内孔均磨损偏斜，当卷扬机构工作时，液压泵将输出转矩通过万向节传入减速器，由于轴承损坏，滚珠不是按原来的排列正常工作，使输出轴转动困难，转速上不去，转矩减少，输出流量减少，供油不足。排除措施是更换万向节弹性圈、轴承，校正输出轴或直接换新轴。

（3）溢流阀开启压力过低导致起升无力

①原因分析

该液压系统为开式串联油路，二联阀中的溢流阀分管支腿液压缸油路，防止过载。按技术规定将该系统溢流阀调至16MPa。如果液压系统溢流阀开启压力过低，就会导致上述故障。

四联阀中也有溢流阀，防止起升、回转、变幅和起重臂伸缩机构的液压回路压力过载，保护其不被损坏。按规定将动臂液压缸顶至极端位置后，溢流阀的压力应调到25～26MPa，如果将调节螺栓调到底，压力仍升不上去，证明该溢流阀失效。

②检查排除措施 主要措施是拆下溢流阀检修，更换损坏件或者总成。

（4）四联换向控制阀内渗漏导致起升无力

四联换向控制阀内滑阀杆O形密封圈油封损坏或磨损，阀杆间隙超过0.03mm，阀内渗漏量加大，也是造成系统压力上不去的因素之一。

（5）油箱中油量不足、液面低

该原因比较直观，很好排除，而且只要压力能达到17MPa，说明吸油管路并不存在堵塞现象。通过以上几个方面的分析及处理，针对QY25型全液压汽车起重机液压系统的共性故障问题就能基本解决。

2、制动失灵（负载自行跌落或下滑）

（1）液压马达或换向阀内漏、系统压力不足导致制动失灵

①原因分析

在起升机构各种各样的故障中，以制动失灵最为危险，也比较多见。一旦发生，轻者使起重机无法使用，重者会造成人员伤亡和财产损失，所以要高度重视。

制动失灵可能有多个原因引起，既可能是马达和换向阀严重内漏所至，也可能是卷扬制动器失灵所致。还可能是平衡阀故障所致。因此，故障分析时，要全面考虑、综合判断、逐一排除、直至确认。

要准确判定原因，首先必须掌握故障分析的正确思路和方法；其次必须熟悉系统结构和工作原理。只要这样，才能灵活主动，以不变应万变。目前的汽车起重机正逐步走向全液压化，因此，很多故障往往都与液压系统有关系。要想很好地预防、分析和排除故障，除了了解有关机械部分的结构原理外，也需要熟悉液压系统的基本工作原理。故障的判断，常常需要以液压系统图为综合分析依据。由于原因多样，汽车起重机起升机构液压系统原理一般如图下所示。

▲起升卷扬液压系统原理

通常是一个简单常开式手动换向液压系统，大家首先需要熟悉该系统的基本工作原理，这是分析和排除故障的关键。在此借助该原理图简要说明制动失灵故障可能与哪些主要因素有关。

起升卷扬制动器一般为常闭式弹簧制动，通常由液压缸进行控制，其制动压力为泵的出口压力。

为分析方便，设制动最小开启压力为p1，其大小等于克服制动弹簧压紧力所需压力；设平衡阀开启压力为p2，为放钩时进入油路的最低压力；设空载压力为p0，指克服系统机械摩擦阻力和液流阻力所需压力。为保证系统正常工作，要求p0≥p1≥p2。当液压马达和换向阀严重磨损引起系统异常内漏时，会使系统所能建立的压力不足以克服较大的负载，即起升驱动力不够，容易大于p1，因为p1相对较小，大于p1时，起升制动器的制动就会立刻解除。制动解除了，而起升驱动力矩不够，溜钩就会发生，重物就会失控。

液压马达的驱动力矩与系统压力成正比，系统压力不能保证马达力矩驱动负载，却能打开制动，就会出现重物下溜。出现这种情况时，从故障判断的思路上，应当想到是液压马达和换向阀磨损。但由于马达摩擦副的摩擦速度和累积摩擦距离要远大于换向阀，所以首先应考虑的是马达磨损。

一般使用的卷扬马达为轴向柱塞马达，引起马达内漏严重的主要原因有以下几方面：

a、缸体与配流盘接合面的磨损；驱动轴支承轴承的磨损；

b、缸体压紧弹簧的压紧力不足；

c、柱塞与缸体孔的磨损；

d、柱塞滑靴的损坏。

其中前三条原因均会引起配流盘与缸体间的压紧力不足，密封不严，这是引起马达严重内漏和驱动力不足的主要原因。查出原因后，需要针对上述项目进行修理。

②检查排除措施

液压泵磨损严重，产生严重内漏而导致系统压力降低，其检修要领与液压马达类似，应更换或修理配流盘；驱动轴支承轴承检查如果松动、磨损严重要进行更换；缸体压紧弹簧可以用眼看或用钢片尺测量，检查弹簧的自然回位的尺寸，再检查是否断裂，有问题要更换弹簧等。 （2）制动器故障导致制动失灵

①原因分析

除了上述原因外，制动器不能正常工作，也是起升机构制动失灵或发生溜钩的常见原因。起升卷扬制动的摩擦副间由于存在一定的压力和相对运动速度，故在使用过程中会逐渐磨损，尤以制动和松开的过渡过程磨损更快。制动弹簧也会随着使用时间的延长，其弹性逐渐减弱，个别弹簧也可能出现疲劳断裂，这些因素均会导致制动力的下降，甚至丧失制动力。制动驱动机构运动受卡也会导致制动力下降或丧失制动力。制动力的小幅下降一般可通过调整螺栓得到恢复。当系统因特殊原因导致回油压力过大时，也会使制动自动打开而引起溜钩。卷扬制动器有两种常见形式，一种是内置多片式；另一种是外抱带式。如果是内置多片式制动器，应该即时拆检，检查制动钢片和制动摩擦片的磨损情况是否超过使用极限，是否有严重损坏；检查制动弹簧是否损坏或疲劳断裂。如有以上问题，必须更换损坏部件，才能排除故障。对于外抱带式制动器，及时检查制动片是否有油污，各连接点是否可靠，制动片磨损状况，调整制动的机构是否正常等。

②检查排除方法

将制动片油污清除干净。各连接点喷上润滑剂进行润滑，使各点能自由活动。视检制动片磨损状况。按照技术规定调整制动器。采用以上方法进行修理，基本可以解决溜钩的问题。

（3）平衡阀故障导致制动失灵（溜钩）

①原因分析 平衡阀是起升液压系统中非常重要的元件。平衡阀阀芯、阀座之间的磨损一方面会丧失必要的密封性；另一方面由于它们之间闭合间隙的增大，阀芯因受较大偏心液力的作用而引起运动受卡，从而使平衡阀失去平衡作用。某些阀芯阻尼孔的堵塞及异物卡住阀芯，也会导致平衡阀的失效。当平衡阀失效时，在下放重物过程中就会出现溜钩，即在下放重物过程中，物体下落速度失控，从而导致事故的发生。平衡阀失效时，对升钩过程几乎没有影响，因为液流直接打开单向阀，平衡阀不起作用。但对下降过程有明显的影响。平衡阀故障是造成溜钩重要原因之一。

②排除的主要方法

对平衡阀进行拆检；若发现平衡阀开闭油口活塞回位弹簧坏了，要更换弹簧；平衡阀各部件磨损严重，就要更换平衡阀。把各调整点按使用规范要求进行调整，就可以排除故障。

通常，可通过下列方法确定溜钩故障的具体部位：

a、当手柄中位出现溜钩时，可以断定是制动故障；当

b、手柄处于下降位置出现溜钩时，可以断定是平衡阀故障；

c、当手柄处于上升位置出现溜钩时，可以断定是马达或换向阀故障。

总之，要掌握方法，熟悉原理，首先分析判断出原因，确定故障具体部位，然后才可对症下药，进行进一步的检查和修复，直到排除故障。除了上述问题外，还有起升机构不动作、放绳动作缓慢、放绳时有振动等常见故障。经过汇总，起升机构的常见故障现象及原因对比分析如下表所示。

起升机构常见故障现象与原因分析