自升塔式起重机液压顶升系统故障分析

自升塔式起重机是高层建筑施工过程中常用的起重设备。目前在国内外高层建筑施工中几乎均采用装有顶升机构的自升式塔式起重机，主要原因是这种起重机具有以下优点：

1）能随建筑物升高而升高，对高层建筑物适应性强。

2）在基础施工阶段即可在现场安装使用，有利于提高机械的利用率，缩短工期，提高生产率。

3）不占用或只占用很小的施工场地，特别适合于大城市改建时而施工现场狭窄的“插入式”建筑工程。

4）采用自行升高的方法，可以避免很大的安装应力，因而结构不必做得很笨重，可节约用钢量。

5）安装和拆卸方便。

顶升液压系统正常工作与否，对工程施工有直接影响。江西某单位有台QTZ30型塔式起重机，其顶升液压系统出现了液压泵起动后，执行机构动作比正常时稍缓慢，尚可继续工作，并未引起高度重视。但再次工作时，发现执行机构无动作的故障。

1.顶升液压系统工作原理

该塔式起重机的顶升液压系统原理如图8-48所示，液压系统的主要动作为手动操纵。处于正常工作情况时，齿轮泵3在电动机4的带动下，通过过滤器2从油箱1中吸油，操纵手动换向阀7的手柄，使手柄处于中间位置，液压泵卸荷，顶升液压缸10不工作。当需要顶升时，使手动换向阀7在b位工作，于是液压油进入液压缸的无杆腔，缸筒上升，带动顶部套架上升，有杆腔油液经换向阀回油箱，完成顶升动作。顶升压力由溢流阀5调定，顶升速度由节流阀8调节，此时压力表显示顶升工作时的工作压力。当引入标准塔身要缩回活塞杆或施工完毕要降低塔身时，使手动换向阀在a位工作，液压油进入有杆腔，活塞杆缩回或缸筒下降，无杆腔油液经换向阀回油箱，此时节流阀可使缸筒下降或活塞杆缩回比较平稳，防止出现时降时停的现象。双向液压锁9可保证液压缸10在顶升或下降过程中在任意位置停止，锁紧不动。

图8-48 顶升液压系统原理

1—油箱 2—过滤器 3—齿轮泵 4—电动机 5—溢流阀 6—压力表 7—换向阀 8—节流阀 9—双向液压锁 10—液压缸

2.故障分析与排除

（1）故障分析 针对上面的故障，首先判断是否为机械或电气原因引起的。经检查确定，机械结构未发现有卡住或大的变形等现象，电气部分工作也正常，电动机转向正确，于是排除了机械和电气方面的原因。其次对照液压系统原理图，分析造成这一故障在液压系统方面可能产生的原因：

1）油箱油量不足或吸油过滤器堵塞。通过观察和检验，油量足够，过滤器无堵塞。(www.xing528.com)

2）液压缸活塞或活塞杆被卡住。将液压缸活塞杆端部与塔架脱开，使其处于无负荷状态，起动液压泵，操纵换向阀，活塞杆能正常工作。

3）液压缸活塞上密封圈损伤，内泄严重，造成液压缸压力不足。使液压缸活塞杆继续处于无负荷状态，并使其在任一位置停留一定时间，观察到活塞杆在自重作用下并未下沉。这表明液压缸没有内泄。

4）调压溢流阀调整压力过低，或溢流阀本身有故障。起动液压泵，操纵换向阀在b位置上，观察压力表，调整溢流阀的压力。结果不管怎样调，压力表显示的最大压力不超过8MPa。表明溢流阀能调压，但压力调不高（14MPa），引起此现象的可能原因：①主阀芯或阀座锥面磨损或不圆；②锥面处有脏物粘住；③锥面与阀座不同心；④主阀芯或阀座配合不严密；⑤主阀盖处有泄漏。于是拆检了溢流阀，发现锥面和阻尼孔有污垢，进行了清洗，同时更换了密封垫。重新装上溢流阀检查，发现最大压力仍不大，只有9MPa。再次卸下溢流阀，换上新的溢流阀，重复上述检查过程，仍然如此。这说明原先的溢流阀有点问题，但不是主要的。

5）齿轮泵输出流量不足，压力达不到额定值。经过多项检查后可判定造成此故障的原因是齿轮泵的输出压力不足。产生压力不足的可能原因：①齿顶与壳体磨损，径向间隙过大，导致泵的内泄漏增大；②吸油端连接处有空气进入；③弓形密封圈磨损；④齿轮端面与侧板滑动接合面拉伤。该系统中的齿轮泵为CB-F型，卸下液压泵解体检查，发现泵端盖上的密封圈有损伤；与从动轮接触且靠近吸油腔一侧的壳体上有一深沟槽，使径向间隙过大，从而导致壳体磨损。

（2）故障排除 更换同型号的齿轮泵，重新起动液压系统，使溢流阀压力逐渐升高，此时压力表显示的最大压力为14MPa，扳动手动换向阀，顺利完成了顶升动作。

3.注意事项

塔式起重机的液压顶升系统还算比较简单，只要使用维护得当，故障率还是较低的。但如果忽视维护或操作不当，就会出现各种故障，而且由于液压系统内部不易观察，很难快速找出故障的原因，以致影响塔式起重机的使用。因此在操纵液压顶升机组时，必须特别注意以下各点：

1）操作前要仔细检查油箱液面水平是否符合要求，并根据需要添加液压油。

2）液压油必须经过严格的过滤。过滤器应当经常清洗，去除滤芯上的杂质，发现损坏时要及时更换。

3）每次顶升前，应首先使塔式起重机上部保持平衡，然后再检查和调整限压阀，并且只能调到限压值的下限；顶升完毕后，应收回活塞杆，并仔细做好收尾工作。

4）接通电源起动电动机时，要注意电动机的转向，不可逆时针转动。

5）系统中的油液应经常检查，要保证液压油的清洁，并根据工作情况定期更换，每次换油时均应仔细清洗油箱内部。

6）防止油温过高。在系统不工作时，液压泵必须卸荷；正确选择选用油液的黏度。

7）一般情况下，液压元件不要轻易拆卸。但是在必须拆卸时，要用煤油清洗干净，特别是小孔，一定要防止堵塞。拆装时，要保持元件的清洁，必须按原设计布管，高、低压管不得接触。