集装箱空箱堆高机吊具自动侧移故障及其解决途径
时间：2021-01-29 22:10:24 来源：达达文档网 本文已影响 人 
陈阳锋 楼桂龙
据统计，2019年全球前100位港口集装箱吞吐量超過6.0亿TEU，其中：我国港口集装箱吞吐量占比超过40%，达到2.6亿TEU。在规模巨大的集装箱作业量中，空箱作业量约占35%，其中绝大部分依靠集装箱空箱堆高机（以下简称“堆高机”）完成。在我国主要沿海集装箱港口，堆高机与桥吊的比例接近1∶1;此外，堆高机还广泛应用于港外集装箱堆场、铁路中转场地等，是集装箱生产作业链中的主要设备之一。据行业测算，未来5年全球堆高机市场需求增长率仍将维持在10%以上，除传统的燃油机型外，还将陆续出现电动堆高机、远控堆高机等新一代产品。随着堆高机产品技术集成度和智慧化程度越来越高，设备维保要求也日益提高。吊具自动侧移故障是堆高机作业过程中出现较多的疑难故障之一。本文以宁波梅山岛国际集装箱码头有限公司（以下简称“梅山岛集装箱码头”）为例，在分析该码头公司堆高机吊具自动侧移故障原因的基础上，提出故障解决方案。
1 堆高机吊具自动侧移故障现象
梅山港区是宁波舟山港的核心港区之一，规划建设10个集装箱泊位，目前已有5个泊位投入生产，2019年集装箱吞吐量超过480万TEU。梅山港区共配备堆高机24台，涵盖DCE、DCF、DCT和DCU系列，其中，后三者高度集成机械、电气、液压等功能，加入更多控制单元和传感器，以实时监控和反馈发动机、变速箱和液压电气系统参数，从而在出现重大故障时实施断电或熄火保护。液压系统实现压力、流量、温度和速度实时控制功能，不仅有利于提高堆高机工作可靠性和工作效率，而且有助于提升整车作业安全性和司机操作体验感。
自2019年开始，梅山岛集装箱码头9号堆高机在作业过程中出现吊具自动向右侧移动故障，司机通过操作手柄无法控制吊具停止侧移，只能强制熄火，待重新启动后故障消失。该故障为偶发性故障，每1～2个月发生1次，吊具侧移速度时快时慢，给生产作业带来重大安全隐患。经调查，该故障首次出现时吊具工作时长为。设备生产厂家多次排查均无法确定故障点，且在设备长时间模拟测试中也并未出现该故障;因此，该故障被列为堆高机疑难故障之一。
2 堆高机吊具自动侧移故障原因及解决思路
2.1 吊具侧移控制原理
如图1所示，堆高机吊具侧移控制原理如下：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;属具控制阀为侧移油缸供油，实现侧移油缸往复运动（向有杆腔运动或无杆腔运动）。
2.2 吊具自动侧移解决思路
由吊具侧移控制原理可知，电气控制最终通过控制电磁线圈得电实现，而液压系统的执行部件为电磁阀阀芯和液压油缸;因此，吊具自动侧移故障实为电气、液压综合性故障。鉴于此，排查重点锁定电气控制系统和液压系统，以电磁阀为节点，分析电气控制系统相关数据，确定故障类型（电气故障或液压故障），再根据系统故障分布点快速查找故障原因。为了掌握堆高机故障分布点，有必要实施“一机一档”方案，以积累堆高机日常作业数据，建立堆高机故障分布点模型。
3 堆高机吊具自动侧移故障解决途径
3.1 液压故障排查
（1）对调堆高机吊具液压系统左右侧移电磁阀，排查侧移电磁阀;但在实际作业过程中吊具自动侧移故障仍然存在，由此可以排除电磁阀故障。
（2）堆高机启动后，液压系统备压3 MPa，以便快速响应司机操作指令;因此，电磁阀阀芯发卡可能会导致吊具自动侧移。拆出侧移阀芯，观察阀芯表面无明显划痕，测试阀芯与阀体运动无发卡现象，说明阀芯和阀体无故障。
（3）堆高机侧移油缸为双作用单活塞式液压缸（见图2），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。
3.2 电气故障排查
由图3可见，堆高机吊具侧移控制手柄的核心是滑动变阻器，堆高机司机通过左右滑动变阻器改变电阻来控制进入控制单元的电压，从而使控制单元发出侧移指令。由图4（a）可见，侧移控制手柄的中位电压为2.46 V，其在动作过程中的最大电压为5.0 V，最小电压为0.5 V，其中，最小电压是手柄与司机室控制单元的通信电压。侧移控制手柄在动作过程中电压变化灵敏，由此可以排除控制手柄电气故障。从堆高机侧移电磁阀故障诊断单（见图4（b））可以看出，电磁阀额定电流和电磁阀实际电流变化正常，加之控制单元之间的通信不存在电压和电流变化，由此可以判断司机室控制单元和车架控制单元无故障。
最后，将故障范围锁定在车架控制单元与侧移电磁阀之间的控制线路（如图5所示）。控制线路电压为24 V，由控制单元控制负极线路导通，负极线路磨损接地可能导致吊具偶发自动侧移故障。整体更换控制线路后，堆高机吊具自动侧移故障消失。
4 结束语
近年来，堆高机智能化和集成化发展趋势日益凸显，在实现部件精简化和维修简单化的同时，也使堆高机更容易出现偶发性疑难故障。针对堆高机不断应用新技术的现实情况，集装箱码头维保人员必须转变固有的维修习惯和维修思路，加强学习，充分利用设备本身的电子监控系统诊断故障，同时要结合传统的电气系统和液压系统节点排除故障和实施预防性维修，以保障设备作业安全。
（编辑：曹莉琼 收稿日期：2020-03-26）
