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1、塔吊液压顶升系统故障分析及检测塔吊液压顶升系统故障分析及检测 袁斌 宁波建工集团有限公司 一、前言 塔吊液压顶升系统通过顶升和下降塔吊套架来实现增加或减少标准节，使塔吊能随着建筑物高度变化而升高或降低，从而满足不同高度建筑物的垂直运输需要。该系统主要由液压泵站、液压顶升油缸、锁阀及高压软管组成；在塔吊顶升作业时，系统需要承载塔吊上部结构三十多吨的重量，系统工作压力达到18Mpa以上，属于高压液压系统。该系统具有体积小、重量轻、比功率大、运行平稳等优点，但同时又存在传动效率低、易产生故障等缺陷。 由于塔吊的液压顶升系统属于密封带压的管路循环系统，管路中油液的流动情况，液压元件内部的零件动作和密封
2、是否损坏都不易察觉到，因此分析故障的原因和判断故障的部位都比较困难。有众多塔吊事故中，半数是因为系统出现故障后处置不当而引发的，为避免重大设备事故发生，如何预防液压顶升系统故障就成了一个急待解决的的问题。 二、故障分析 、产生原因 通过对液压顶升系统故障的综合统计，发现系统故障大多属于突发性故障和磨损性故障，而引发这些故障的原因主要是液压油污染所造成的。 造成液压油污染的原因主要有以下几点：1、液压油在使用、维修过程中混入的水份、灰尘、空气等；2、液压元件在制造过程中残留在系统中的金属屑、砂粒等杂质；3、液压元件在使用中因磨损而产生的金属磨粒及油箱产生的铁锈。 液压顶升系统是个封闭循环系统，液
3、压油受到污染后，通过齿轮泵时，其硬质粒状污物会使相对滑动零件增加磨损，磨损产生的金属屑又随系统回油进入油箱，随着油液的不断循环，进入到泵中的污物越来越多，污物粒径越来越细，给液压元件带来的磨损也就越来越严重，相对运动零件的间隙逐步增大，产生内泄漏，导致系统工作效率降低，油温不断升高。 液压油是液压顶升系统的动力传递介质，在受到温度、压力及污染的影响之后，容易氧化变质，液压油一但氧化变质，不但减低了密封件与油的相容性，加速其老化，丧失密封性能；而且氧化后油膜不起润滑作用，使相对运动零件的金属表面相互接触，加速零件的磨损，最终因内泄漏使系统工作效率下降，达不到工作压力。 另外，在液压顶升系统中的溢
4、流阀、锁阀等部件均是受油压力控制而动作的，一但污物卡在阀芯与阀体之间或堵住阀芯阻尼孔时，都会使阀动作不灵而引起系统不能正常工作，造成系统的突发性故障。 、控制措施 防止液压油受到污染是防止液压顶升系统故障的关键。因此，要切断污染的途径，首先要控制液压油箱进水。通过多年观察，虽然液压泵站备有防雨装置，但使用时间一长，雨水还是通过螺栓孔、电动机连接部位等处渗入油箱；所以需要对这些容易进水的部位采用组合垫片、专用密封胶等形式进行密封处理，并及时修补损坏的防雨装置；每次系统工作前需从油箱底部放出分离的水。 其次，控制液压油质量。除了按使用要求定期更换规定牌号液压油外，还需经常检查液压油质量，如果发现油
5、液中出现水珠、泡沫或变成乳白色时，需及时更换液压油，包括液压缸中的剩余油液，避免重复污染；在加注液压油时要进行严格过滤，使用的器具应保持清洁，避免细小颗粒物进入液压系统。 最后，是在工作中防止油温过高。一是在液压顶升系统工作前，检查油位，并适时添加液压油，保持油箱的正常油位，使系统有足够的循环冷却条件，并可防止因油液面过低而使空气进入系统；二是及时更换造成系统效率下降的液压元件。 三、液压系统检测 、检测目的 从以上分析来看，要使液压顶升系统能够正常工作，除了控制液压油污染途径外，还要及时发现那些已经效率下降的液压元件。 在塔吊顶升作业时，可以根据压力、速度、动作等异常情况，发现液压顶升系统出
6、现效率下降，但整个系统循环封闭，且元件众多，确定故障部件需要根据现象一个个测试、排除，费时费力；而且在带载情况下，稍有不慎就易引发设备事故，为安全起见，往往采取整体调换液压顶升系统的办法进行处理。 但对液压顶升系统维修时，由于缺少塔吊上部结构的重量，系统工作压力为0，而液压元件是受油压力控制而动作的，压力下降后，就无法准确判断那些效率下降的元件。过去常用的检测方法是将手动换向阀的两个出口堵塞，然后启动系统，通过操作手动换向阀及溢流阀，观察压力表读数，根据压力变化寻找故障元件；但这个方法有个缺陷，只能发现压力异常，而速度、动作等其它异常情况却无法检查，一但再次投入使用，就会发现由于故障原因未彻底
7、查清，系统仍然无法正常使用。 、检测方法 为了能在非工作状态下准确诊断液压顶升系统出现效率下降的原因，需要模拟实际工作条件，将系统处于工作压力状态下实施对各个液压元件的检测。 根据液压顶升系统工作原理，在塔吊顶升作业时，液压顶升缸活塞杆需顶起塔吊套架以上结构，因此液压缸上油腔压力P1达到工作压力，下油腔与回油管路接通，压力P2=0；而在系统维修时，由于缺少塔吊上部结构重量，活塞杆压力F=0，则上油腔压力P1=0，在这种情况下，为使上油腔P1达到工作压力，在下油腔回油管路上安装一只测试阀，通过调节该测试阀的压力，提高下油腔压力P2，要推动活塞杆运动，上油腔压力P1也需随之升高，直至达到工作压力。
8、从而模拟出液压顶升系统在塔吊顶升作业中的真实状态，达到了不带载条件下对系统进行检测的目的。 、分析判断 维修、保养液压顶升系统时，将整个系统的部件、管路接好，并安装测试阀，然后启动电动机，运行整个系统；通过观察系统所产生的各个现象可分析确定出现效率下降的液压元件： 1、观察压力表读数的变化，并与正常值比较，通过分析压力过低、过高及压力不稳定的产生原因，可确定造成压力异常的液压元件，如溢流阀、齿轮泵、液压缸等。 2、观察活塞杆伸缩运动速度的变化，对比正常值，如果速度低于正常值，可确定引起速度异常的液压元件，如锁阀、齿轮泵等。 3、观察执行元件的动作是否存在运动缓慢、无规律或机构爬行等状态，检查动作顺序
