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货物堆高机吊具自动侧移故障的处理研究

发表时间：2020/12/23 来源：《基层建设》2020年第24期作者：潘经州滕龙华李俊峰

[导读] 摘要：我国货运产业经济发展良好，据2019年数据可知，我国单凭港口总集装箱货物吞吐量就占比全球总量超四成，在此大背景下，巨大的货运作业量需要机械设备辅助，其中堆高机便是协助操作人员将空箱货物进行码高操作的重要设备。

        温州市华大电力冶金设备有限公司浙江温州 325000
        摘要：我国货运产业经济发展良好，据2019年数据可知，我国单凭港口总集装箱货物吞吐量就占比全球总量超四成，在此大背景下，巨大的货运作业量需要机械设备辅助，其中堆高机便是协助操作人员将空箱货物进行码高操作的重要设备。本文结合具体案例，分析堆高机的吊具设备如何发现自动侧移故障，并讨论故障的成因和处理思路，对排查故障的处理方法做以研究，提高货物堆高机的应用阶段性能。
        关键词：货物堆高机；吊具故障；自动侧移
        引言
        货物堆高机设备广泛用于港口、铁路等场景中，为货运生产链条提供了快捷的堆高操作，有效提升货运产量，增大货运收益。据行业数据推断，未来至少五年内，堆高机市场需求量都将保持约10%的涨幅，因此现阶段堆高机研发技术水平不断提升，目前除传统的燃油动力堆高机外，还出现了电动堆高机和远程控制堆高机设备。随技术研发不断推进，对堆高机进行持续、定期维修保养有其重要意义，其中吊具发生自动侧移的故障现象较为常见，本文进行该类故障的处理分析。
        1 自动侧移故障发现
        以我国某港口货物集散地码头为例，该场所使用堆高机频率较高，在某次堆高机设备进行操作时，发现其吊具装置发生了明显的自动侧移现象。于2020年初开始，货物码头某编号堆高机进行堆高作业时，司机发现吊具朝向左侧自动偏移，该名司机使用操作手柄试图控制吊具侧移趋势，但并无法实现，只能进行强制熄火。待故障出现并熄火一段时间后，重新启动堆高机设备，发现故障消失。在之后的每1-2月内，该类故障重复发生，并呈现偶发状态，而发生侧移故障时，移动速度并不统一、有快有慢。该类故障发生时，将给货物运输工作带来较大隐患，经堆高机生产厂家进行故障排查后，并未发现明确的故障位置，因此吊具自动侧移成为了堆高机的疑难故障类型之一。由故障始发状态可知，该类型故障首次发生时，吊具工作时长约为14000小时。
        2 故障成因及处理思路
        2.1吊具侧移故障成因
        堆高机对吊具进行侧移控制，其原理如下：堆高机司机通过控制侧移控制杆发出侧移控制指令，侧移控制杆的机械行程带动滑动变阻器转变为电信号传输到驾驶室控制单元，再由驾驶室控制单元分别向车架控制单元和属具控制单元发出侧移信号。车架控制单元和属具控制单元收到侧移信号后向主泵电磁阀和侧移电磁阀发出电信号；侧移电磁阀里的电磁线圈通电后产生磁性吸住电磁阀里的阀芯，主泵电磁阀电信号转变成液压信号使液压油泵工作[1]。
        2.2防止侧移处理思路
        通过分析侧移现象的控制原理，可将故障源头范围定位于吊具的液压和电气系统。电气系统将对电磁线圈产生控制，通过得电行为，能令液压系统对电磁阀的阀芯结构与液压油缸等结构进行相关操作执行，所以将侧移故障的处理思路主要放在消除电气及液压系统相关的故障中，有其科学依据。首先，以电气系统为例，将电磁阀作为操作节点，进而分析当故障发生时该电气系统控制下的有关设备数据，由此便可分析得出具体的故障类型。

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其次，根据系统故障的分布特征，确定几处系统故障的较易发生点，从而快速查找故障发生位置及原因，为落实该种方式的故障处理思路，需要采用一机一档模式，以此来不断累积收集堆高机的常规作业数据，便于构建分布故障发生模型。
        3 自动侧移故障处理办法
        3.1排查液压故障
        实施对液压系统的故障排查，应进行三个步骤。第一，将吊具设备液压系统的两侧侧移电磁阀装置进行方向互换，当互换位置后，液压系统仍可常规工作，且吊具发生的侧移故障并未消失，由此证明电磁阀装置并无故障，不会影响侧移故障发生。
        第二，探究电磁阀内部零件，比如阀芯和阀体。启动堆高机，将液压系统的储备压力设为3兆帕，该数值下的液压系统能完成对司机命令的快速响应效果，所以电磁阀的阀芯零件如果发卡，便有几率造成吊具异常侧移行为的发生。当拆出阀芯后，发现阀芯并未有裂缝、划痕等现象产生，由此判断该阀芯并不会在运行期间与阀体产生发卡现象，证明阀芯、阀体并无故障。
        第三，堆高机侧移油缸为双作用单活塞式液压缸，右侧移即活塞从有杆腔向无杆腔运动。根据帕斯卡定律，缸体产生的线性压力取决于系统流体压力与活塞有效面积的乘积，由此排除侧移油缸密封件损坏导致侧移故障[2]。
        3.2排查电气故障
        液压系统并未排查出故障原因，则进行电气系统故障排查。吊具设备的侧移控制手柄其操作控制核心零件为滑动变阻器，因此在进行堆高操作时，司机通过控制手柄来改变接入控制单元的电阻数值，进而改变堆高侧移行为。该手柄其中位额定电压数值为2.46伏，当处于动作期间，其最大电压数值为5.0伏、最小数值为0.5伏。对侧移控制手柄进行动作期间的电压灵敏度检测，发现并无故障。另外电磁阀的电流变化趋势，相比于控制单元变化趋势，并无故障问题传递，由此可知车架控制单元也并无故障。
        3.3故障处理成果
        由故障排查结果可知，发生该类故障的主要范围位于车架的控制单元和电磁阀中间的电路系统，该电路对侧移电磁阀起到控制作用，其额定电压为24伏。该故障电路系统的控制单元主要控制对象是负极线路，因此当其发生故障时，将导致负极线路产生磨损并接地，由此便会影响侧移方向及速度，造成吊具的偶发性故障。选择对该类故障进行电路处理，在将该范围控制线路进行更换后，经多次测试，发现再无自动侧移的故障发生，该堆高机吊具故障得以解决，提升了货运产业堆高效率。
        结论
        综上，维护货物堆高机的应用安全，对企业提高货运收益有较大探究意义，现阶段堆高机融入智能化发展技术，使得机械内部零件更为精密化且精简化，因此在维修阶段便会极大提升检查、维修效率，促进堆高机更好解决疑难故障。针对吊具发生的自动侧移故障，经过排查液压系统、电气系统，可快速发现故障成因，由此便可针对性解决该类型故障。未来设备制造技术水平不断提高，也将提高相应的检修水平，工作人员进行预防性检修工作，可保障设备安全。
        参考文献：
        [1]陈阳锋,楼桂龙.集装箱空箱堆高机吊具自动侧移故障及其解决途径[J].集装箱化,2020,31(06):16-18.
        [2]郑耀国.探究集装箱码头空箱堆高机吊具的焊接修复技术[J].现代制造技术与装备,2019(03):127-128.