卷扬系统振荡及速度失控故障分析

1.故障现象

现场调试中，发现在箱梁下降的过程中，当卷扬系统的卷筒制动、卷扬减速机制动和卷扬多路阀的主阀阀芯打开以后，在瞬间卷扬马达会出现一种速度失控的状态。另外，即使卷扬系统能够正常地提升箱梁，但箱梁在上升的过程中出现振荡。这两个故障无论是对系统本身还是对箱梁的结构都会造成很大的损害。

2.故障分析

为了解决这两个问题，现场调试人员通过分析怀疑问题出现在平衡阀上，经过检查，平衡阀的管路连接完全正常，且生产厂家的技术人员对平衡阀内部结构检查后，证明平衡阀也是完好无损的。这样，通过现有的手段就不能解决该问题，为了更快地找出故障的原因所在，在轮胎式龙门吊起吊过程中对平衡阀的进出口压力曲线进行了实验测绘，卷扬系统使用的为力士乐成套产品，其中平衡阀采用的是BVD阀，其工作原理如图7-3所示。

图7-3 力士乐BVD阀的工作原理(www.xing528.com)

现场工作人员和生产厂家的技术人员利用先进的实验设备，分别测绘了箱梁正常上升时、箱梁正常上升和下降时、滑车后箱梁正常上升和下降时及箱梁下降滑车时的承压点B′点、平衡阀的A点和A′点的压力曲线以及补油压力的曲线。

箱梁在上升过程中，卷扬马达的液压油输入点B′的压力曲线出现剧烈的波动。通过分析系统原理图及主要元件的性能得出：由于采用负载敏感控制泵、负载敏感带压力补偿的比例多路阀和平衡阀组及马达组成的系统，这个系统的三种控制元件（泵的负荷敏感流量调节装置、阀中的二通流量调节装置和平衡阀）串联在一起，系统容易因为外界负载变化和共振引起控制系统的低频晃动和颠动振荡。为了解决这个问题，提出的解决方案是在主阀的负荷反馈回路上加一个阻尼（针式节流阀），延缓反馈时间，提高控制系统的频率。调试后，系统的振荡情况得到了很好的改善。

对于卷扬马达速度失控这个问题，在钳盘制动器和减速机制动器打开以后，多路阀的主阀阀芯并没有立刻打开，说明多路阀和制动器的运行存在滞后的问题。当箱梁正常下降时，绿线即平衡阀A′口的压力和红线即平衡阀B′口的压力几乎是同时变化的；而在箱梁下降失控时，在平衡阀A′口的压力变化之前，平衡阀B′口的压力迅速下降，也就是说在多路阀打开之前，箱梁就已经开始下降了。

该卷扬系统选用的BVD阀属于滑阀式，不可避免地存在一定的泄漏。因此在中位托住重物时，当制动器都打开以后，即使主阀没有开启，主卷扬也会慢慢下放箱梁，随着时间的延长，主阀会将压力油一点点泄掉，这时候如果补油不充分就会造成马达吸空，从而出现卷扬非受控下溜的现象。

卷扬系统是靠卷扬系统的回油进行补油的，况且当多路阀主阀阀芯没有打开时，系统是不会进行补油的，因此才会出现上述故障。我们提出的解决方案是把补油管路由卷扬系统的回油系统接到系统的冷却泵上，这样系统可以始终进行补油，就不会出现因为平衡阀的泄漏而造成滑车的故障。通过对改进系统的运行，证明该改进方案是可行的。