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【摘 要】对一起50T汽车起重机缩臂钢丝绳断裂的故障排查并分析原因，发现起重臂存在带载伸缩工况，且起重臂存在旁弯和缩臂滑轮座角度定位误差较大，最终导致钢丝绳跳槽。依据结论对该起重机进行修复。试验结果及实际应用效果表明，修复后未再发生钢丝绳断裂故障。
【关键词】起重臂；钢丝绳；故障
简介：
2012年，一台50T汽车起重机出二节臂后伸出三、四、五节臂。做完工况后缩臂到26m时出现异响四五节臂缩不回，强行回缩至24m左右四五节臂整体回落。
故障排查：
将起重臂从上车拆下后查看外观，各节臂头滑块间的间隙较大，其中四五节臂臂头滑块单侧间隙近30mm，二三节臂臂头滑块单侧间隙也达到23mm。拆除五节臂头部封板看到缩五绳已绞入二号油缸尾部中，升四绳的绳挡也中间鼓起变形。从臂尾看升四绳排下面也缠绕着钢丝绳。
图1为拆臂过程中检查到二号油缸半轴之间存在较大间隙， 且通轴两边的挡板变形（左上图为起重臂翻转平放后的效果）。图2为拆到三节臂时观察到三节臂尾的缩四滑轮左侧钢丝绳缠绕正常，右侧已断股，测量左侧滑轮座与侧立板的角度为36°，而右侧滑轮座与侧立板的角度为41.3°两者之差为5.3°。滑轮座下方过线处有磨损。四节臂拆臂过程中发现四节臂尾部缩五的右侧滑轮罩脱落，而且滑轮上无钢丝绳。在现场空地上找到滑轮罩，上面附着相对应的半截螺栓。滑轮侧缘上有明显钢丝绳摩擦及跳槽的痕迹。
图1 图2
图3
散体后，从筒体中的滑道可以看出左侧有光亮的侧滑块摩擦过的痕迹右侧则没有。臂前部检测孔及接近臂尾的侧滑块上面附着很厚的黄油，而臂中部检测孔处的加强板却有干涉的痕迹，加强板的厚度要远小于侧滑块的厚度，可见该起重臂存在旁弯。检查倒置装置的油缸，图3中一号油缸尾上有碰撞痕迹。缩五钢丝绳卡在二号油缸绳排内部，五节臂筒体底部有压绳，右中图为拆臂后，五节臂拆出筒体被磨的痕迹。
故障分析：
现场起重臂散体后缩四绳断股，而缩五绳跳出右滑轮，两端分别卡在升四绳排中前后端部。从现场断股钢丝绳的缠绕及失效形式判断缩五绳先被磨断股后为跳槽，右侧缩五绳跳槽后被拽到左侧后两端分别卡入升四绳排的头尾，尾部钢丝绳的堆积最终在伸缩过程中被压到五节臂底部。缩五绳的单侧工作加剧了起重臂的旁弯和所四绳的偏角。尤其压入筒体底部的钢丝绳增加了缩四绳牵引的困难程度，导致缩四绳跳槽断股，四五节臂全部缩不回。
从臂头滑块间隙和已经接近臂尾的滑块上附着黄油以及存在干涉的检测孔处的加强板推测，该起重臂一直存在单侧的旁弯，根据
（1）可算出起重臂的旁弯量，其中为各臂头滑块与筒体的间隙，l为起重臂工况长度，为搭接长度，其他量随工况而定。可见工况越恶劣旁弯量越大。由于但实际由于控制三四五节臂伸缩的二号油缸尾轴与三节臂臂尾存在间隙，从油缸通轴压板的变形可见起重臂内部伸缩油缸存在左右晃动，图3中油缸碰撞痕迹显示油缸还存在上下摆动，增大缩臂钢丝绳在滑轮处的偏角量。缩五滑轮上两侧都有钢丝绳的压痕，其一说明钢丝绳与轮缘有摩擦使钢丝绳部分被磨断，另也说明该起重臂有带载伸缩的工况才能造成此现象。在缩五绳跳槽后，钢丝绳外层被割断，但内层没有破坏：测钢丝绳直径为10mm。后在起重臂伸缩过程中将钢丝绳全部拽到左侧。左侧囤积大量缩臂绳，部分随伸四绳排绕进伸四滑轮中，部分则卡入四节臂尾伸四绳排下部。这样虽然缩五绳右侧跳槽但由于多余的钢丝绳被卡死固定，左侧钢丝绳仍在工作。五节臂尾部底滑块为钢丝绳提供了空间，堆积在五节臂尾部的缩五绳最终被压到五节臂底部。五节臂被卡死不能动弹。
拆到三节臂时观察到臂尾滑轮左侧正常，右侧无钢丝绳绕轮，对筒体外形及钢丝绳接头安装位置测绘，推算出该滑轮座的角度应为36°。根据《起重机设计规范》6.3.3.3.1 钢丝绳绕进出滑轮槽时的最大偏斜角不应大于5°（2）。但测量得到右侧滑轮座偏角达到5.3°，因此缩四绳在五节臂被压入筒体底部的缩臂绳卡死后强行缩臂过程中缩四绳发生跳槽被割断发出巨响，后五节臂随四节臂由于重力作用一起坠回。
整臂解体后测量缩四绳断股距离与一号油缸位置关系，测量显示缩四绳断股应发生在三节臂尾滑轮处。此时钢丝绳从一号油缸缸尾到断股处长度为6.5m。而钢丝绳从三节臂尾滑輪处到一号油缸尾部长度为8.12m，由此油缸应伸出1.62m，则3、4、5节臂应共伸出4.86m，二节臂全伸为19m，该起重机伸臂23.9m，与客户所说基本吻合。所以也验证缩四绳应该是最后断股的结论。
整改方案：
1.更换缩五滑轮，四节臂臂尾及滑轮罩的固定孔扩孔处理，更换高强度紧固件滑轮罩更换强度更高的螺栓。增设防止跳槽的绳挡。
2.割除缩四滑轮座，重新定位焊接，增设缩四绳挡。
3.在油缸与臂尾油缸座间增设垫片，两侧最终间隙都小于1mm。
4.裝臂过程中调整臂尾及臂头滑块与筒体的间隙，处理完成组装后进行载荷试验和旁弯试验。
5.检验合格后，进行50次伸缩试验，未出现异常现象。交付客户使用至今钢丝绳未再次断裂。
建议：
制造过程中要严格控制质量，保证与设计高度一致。
为保证汽车起重臂使用的安全性，建议用户要注意日常的维护保养，注意滑块与筒体的配合，勤打黄油保持滑块的润滑状态，尤其要对暴露在外易检查的缩臂钢丝绳关注，接头螺帽是否有松动，钢丝绳是否有下垂。因为缩臂钢丝绳松动或异常前期有行车过程急刹蹿臂和缩臂抖动等现象。
使用过程中应避免野蛮操作，工作前调整支腿水平，回转启动及制动要柔和。避免做工况时的惯性威胁使用的稳定性。当有异响，仪表异常或异物掉落及时与售后服务工程师联系，确定危险系数，及时排除安全隐患。
参考文献：
[1]邓胜达，张建军.汽车起重机吊臂旁弯现象的分析[J].建筑机械化，2010（11）：39-41.
[2]GB/T 3811-2008 起重机设计规范[S].
【关键词】起重臂；钢丝绳；故障
简介：
2012年，一台50T汽车起重机出二节臂后伸出三、四、五节臂。做完工况后缩臂到26m时出现异响四五节臂缩不回，强行回缩至24m左右四五节臂整体回落。
故障排查：
将起重臂从上车拆下后查看外观，各节臂头滑块间的间隙较大，其中四五节臂臂头滑块单侧间隙近30mm，二三节臂臂头滑块单侧间隙也达到23mm。拆除五节臂头部封板看到缩五绳已绞入二号油缸尾部中，升四绳的绳挡也中间鼓起变形。从臂尾看升四绳排下面也缠绕着钢丝绳。
图1为拆臂过程中检查到二号油缸半轴之间存在较大间隙， 且通轴两边的挡板变形（左上图为起重臂翻转平放后的效果）。图2为拆到三节臂时观察到三节臂尾的缩四滑轮左侧钢丝绳缠绕正常，右侧已断股，测量左侧滑轮座与侧立板的角度为36°，而右侧滑轮座与侧立板的角度为41.3°两者之差为5.3°。滑轮座下方过线处有磨损。四节臂拆臂过程中发现四节臂尾部缩五的右侧滑轮罩脱落，而且滑轮上无钢丝绳。在现场空地上找到滑轮罩，上面附着相对应的半截螺栓。滑轮侧缘上有明显钢丝绳摩擦及跳槽的痕迹。
图1 图2
图3
散体后，从筒体中的滑道可以看出左侧有光亮的侧滑块摩擦过的痕迹右侧则没有。臂前部检测孔及接近臂尾的侧滑块上面附着很厚的黄油，而臂中部检测孔处的加强板却有干涉的痕迹，加强板的厚度要远小于侧滑块的厚度，可见该起重臂存在旁弯。检查倒置装置的油缸，图3中一号油缸尾上有碰撞痕迹。缩五钢丝绳卡在二号油缸绳排内部，五节臂筒体底部有压绳，右中图为拆臂后，五节臂拆出筒体被磨的痕迹。
故障分析：
现场起重臂散体后缩四绳断股，而缩五绳跳出右滑轮，两端分别卡在升四绳排中前后端部。从现场断股钢丝绳的缠绕及失效形式判断缩五绳先被磨断股后为跳槽，右侧缩五绳跳槽后被拽到左侧后两端分别卡入升四绳排的头尾，尾部钢丝绳的堆积最终在伸缩过程中被压到五节臂底部。缩五绳的单侧工作加剧了起重臂的旁弯和所四绳的偏角。尤其压入筒体底部的钢丝绳增加了缩四绳牵引的困难程度，导致缩四绳跳槽断股，四五节臂全部缩不回。
从臂头滑块间隙和已经接近臂尾的滑块上附着黄油以及存在干涉的检测孔处的加强板推测，该起重臂一直存在单侧的旁弯，根据
（1）可算出起重臂的旁弯量，其中为各臂头滑块与筒体的间隙，l为起重臂工况长度，为搭接长度，其他量随工况而定。可见工况越恶劣旁弯量越大。由于但实际由于控制三四五节臂伸缩的二号油缸尾轴与三节臂臂尾存在间隙，从油缸通轴压板的变形可见起重臂内部伸缩油缸存在左右晃动，图3中油缸碰撞痕迹显示油缸还存在上下摆动，增大缩臂钢丝绳在滑轮处的偏角量。缩五滑轮上两侧都有钢丝绳的压痕，其一说明钢丝绳与轮缘有摩擦使钢丝绳部分被磨断，另也说明该起重臂有带载伸缩的工况才能造成此现象。在缩五绳跳槽后，钢丝绳外层被割断，但内层没有破坏：测钢丝绳直径为10mm。后在起重臂伸缩过程中将钢丝绳全部拽到左侧。左侧囤积大量缩臂绳，部分随伸四绳排绕进伸四滑轮中，部分则卡入四节臂尾伸四绳排下部。这样虽然缩五绳右侧跳槽但由于多余的钢丝绳被卡死固定，左侧钢丝绳仍在工作。五节臂尾部底滑块为钢丝绳提供了空间，堆积在五节臂尾部的缩五绳最终被压到五节臂底部。五节臂被卡死不能动弹。
拆到三节臂时观察到臂尾滑轮左侧正常，右侧无钢丝绳绕轮，对筒体外形及钢丝绳接头安装位置测绘，推算出该滑轮座的角度应为36°。根据《起重机设计规范》6.3.3.3.1 钢丝绳绕进出滑轮槽时的最大偏斜角不应大于5°（2）。但测量得到右侧滑轮座偏角达到5.3°，因此缩四绳在五节臂被压入筒体底部的缩臂绳卡死后强行缩臂过程中缩四绳发生跳槽被割断发出巨响，后五节臂随四节臂由于重力作用一起坠回。
整臂解体后测量缩四绳断股距离与一号油缸位置关系，测量显示缩四绳断股应发生在三节臂尾滑轮处。此时钢丝绳从一号油缸缸尾到断股处长度为6.5m。而钢丝绳从三节臂尾滑輪处到一号油缸尾部长度为8.12m，由此油缸应伸出1.62m，则3、4、5节臂应共伸出4.86m，二节臂全伸为19m，该起重机伸臂23.9m，与客户所说基本吻合。所以也验证缩四绳应该是最后断股的结论。
整改方案：
1.更换缩五滑轮，四节臂臂尾及滑轮罩的固定孔扩孔处理，更换高强度紧固件滑轮罩更换强度更高的螺栓。增设防止跳槽的绳挡。
2.割除缩四滑轮座，重新定位焊接，增设缩四绳挡。
3.在油缸与臂尾油缸座间增设垫片，两侧最终间隙都小于1mm。
4.裝臂过程中调整臂尾及臂头滑块与筒体的间隙，处理完成组装后进行载荷试验和旁弯试验。
5.检验合格后，进行50次伸缩试验，未出现异常现象。交付客户使用至今钢丝绳未再次断裂。
建议：
制造过程中要严格控制质量，保证与设计高度一致。
为保证汽车起重臂使用的安全性，建议用户要注意日常的维护保养，注意滑块与筒体的配合，勤打黄油保持滑块的润滑状态，尤其要对暴露在外易检查的缩臂钢丝绳关注，接头螺帽是否有松动，钢丝绳是否有下垂。因为缩臂钢丝绳松动或异常前期有行车过程急刹蹿臂和缩臂抖动等现象。
使用过程中应避免野蛮操作，工作前调整支腿水平，回转启动及制动要柔和。避免做工况时的惯性威胁使用的稳定性。当有异响，仪表异常或异物掉落及时与售后服务工程师联系，确定危险系数，及时排除安全隐患。
参考文献：
[1]邓胜达，张建军.汽车起重机吊臂旁弯现象的分析[J].建筑机械化，2010（11）：39-41.
[2]GB/T 3811-2008 起重机设计规范[S].