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摘 要：甲板液压克令吊在安装过程中无法正常启动，利用故障树分析法和范围限定法对启动负荷、电器系统、液压系统、机械系统进行故障分析诊断并解决故障，同时得出导致可令吊故障的常见原因和克令吊故障排除的基本方法。
关键词：克令吊 电动机堵转 启动故障 分析
中图分类号：TH21 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2012）006-001-02
1 故障现象
35吨克令吊（以麦基嘉GL3524型为例）在穿装钢丝绳时发现克令吊无法启动，当按动启动按钮，电动机发出异常噪音，电动机顶部风扇无法转动，在8秒后电动机因过载保护继电器过载保护动作停止继续启动。断电后尝试通过盘动电动机顶部风扇来带动泵组，没有任何效果。
2 系统介绍
该型甲板液压克令吊可以实现三种基本动作：钩头起升、吊臂变幅、塔身旋转，同时可以实现四种联动动作：起升变幅、起升旋转、变幅旋转、起升变幅旋转。该克令吊的电动机通过齿轮箱带动两个齿轮转动，其中一个齿轮带动同轴的两台并联起升泵（斜盘式轴向柱塞泵），另外一个齿轮带动同轴的三台泵，自下而上依次为供油泵（齿轮泵），变幅泵（斜盘式轴向柱塞泵），旋转泵（斜盘式轴向柱塞泵）。
为减少对船舶电网的冲击，电机采用星三角转换启动。该型克令吊正常启动时共分为三个阶段：第一阶段按动启动按钮，首先经过8s星型启动，第二阶段星型启动成功后经过8s三角启动，此时电机进入额定条件下的运行过程，此时供油泵建立补油压力以及控制压力，第三阶段如补油压力不低于补油溢流阀设定压力经过5s控制系统启动。该克令吊在第一级8s之内就无法正常启动，启动电流过大, 8s后过载继电器动作主电机停止启动。克令吊启动时，启动负荷主要包括空载负荷、泵和传动机构本身的惯性负荷，其中零位启动的空载负荷包括泵本身的机械摩擦负荷和液压油在中位空转循环时管路阻力。
3 故障分析与诊断
由于克令吊处于第一级启动阶段，液压系统控制压力尚未建立，所以给故障排除带来难度，无法利用压力表来观察控制压力等是否正常。根据对于克令吊启动负荷的分类，故障原因可能为以下原因的一种或几种：(1)电机本身机械摩擦负荷大；(2)电机齿轮箱啮合不正常导致的机械摩擦负荷大；(3)起升泵组、变幅泵、旋转泵卡阻导致的机械摩擦负荷大。
分析过后，认为应依照以下步骤进行排查：
(1)检查电器系统参数是否与说明书给出数据一致；确定电动机电缆接线是否正确，有无松动；启动回路接线是否正确，接线有无松动。
(2)断开总开关Q1，测量相间电阻，确定电机是否正常；合上总开关Q1，点动启动，测量相间电压，确定电机是否缺相启动；测量相间电流，确定是否一致。
经过步骤(1)，发现参数一致，电动机接线正确也无松动。并且启动回路接线也正确。
经过步骤(2)，发现相间电阻均为0.3欧姆，相间电压基本上都是440伏特,相间电流虽过大，也基本相同。
此时经过进一步分析，可能的原因集中在以下几个方面：1)电动机本身故障，无法启动；2)起升泵①卡死，起升泵②卡死；3)供油泵卡死；4)变幅泵卡死；5)旋转泵卡死。
造成卡死的原因往往是液压油清洁度差导致伺服机构偏向一侧，脱离中位，导致机械摩擦负荷过大。根据以往克令吊故障经验，在2),3),4)原因中，可能性最大的又是2)。
所以确定拆检顺序为1)->2)->3)->4)->5)。
4 故障排除
4.1 准备工作
(1)准备两只1.5T手拉葫芦。
(2)准备好相应尺寸的梅花-开口扳手，内六角扳手，活动扳手，套管，手锤，一字螺丝刀，密封垫圈，马克笔。
(3)准备好空油桶及废布。
4.2 拆解步骤
(1)将两只手拉葫芦分别对称固定在塔身顶部和电动机的吊耳上，在电动机与齿轮箱的连接处做三处标记，松开电动机于齿轮箱的四只固定内六角螺栓后，两侧慢速平衡的将电动机拉离齿轮箱50cm左右后，合上总开关Q1，点动电动机1-2s，发现电动机正常运转，由此确定电动机无故障。
(2)然后用手电筒观察齿轮箱内两个齿轮表面是否有异常磨损的情况，并未发现有轮齿的拉毛等。
(3)将电动机复位安装后，决定开始拆解起升泵①，将其拆解后用管钳轻轻盘动起升泵连接轴，发现在克服初始阻力后，可以轻松盘动。继而继续盘动电动机顶部风扇发现依然无动作。
(4)拆解起升泵②，将其拆解后用管钳轻轻盘动起升泵连接轴，发现在克服初始阻力后，可以轻松盘动。继而继续盘动电动机顶部风扇发现依然无动作。
(5)拆解供油泵，将其拆解后用管钳轻轻盘动供油泵连接轴，发现在克服初始阻力后，可以轻松盘动。继而继续盘动电动机顶部风扇发现依然无动作。
发现并非起升泵①，起升泵②和供油泵的问题。
(6)拆解变幅泵，将其拆解后用管钳轻轻盘动供油泵连接轴，发现在克服初始阻力后，可以轻松盘动，继而继续盘动电动机顶部风扇发现依然无动作。
(7)拆解旋转泵，将其拆解后用管钳轻轻盘动供油泵连接轴，发现无法盘动。继而继续盘动电动机顶部风扇发现可以盘动起升泵。
从而确定旋转泵为故障源，当更换新旋转泵后，故障排除，克令吊可以正常启动，并且正常工作。
5 保证系统工作液的正常状态
液压油泵在使用过程中不可避免地会发生故障,这些故障可分为突发性和磨损性故障。其中磨损性故障多发生在系统工作的后期，主要是由于零件的自然磨损引起的,其对系统造成的损坏大多表现为密封材料失效、执行机构运动速度逐渐减慢等,影响不大;而突发性故障常发生于系统工作的前期和系统工作的中期, 导致此类液压系统故障的主要原因在于液压油的不正常状态，这种不正常状态又与日常使用维护和保养的好坏有着密切的关系。为了能使其长期保持良好的工作状态和较长的使用寿命，除应建立和健全必要的日常维护保养制度,还应保证液压油的正常工作状态。 5.1 老化导致的功能下降
通过对液压系统使用中液压油温度和老化速度的分析，我们可以得出以下经验法则：液压油温度>70℃时，每增加10℃老化速率增加一倍。
5.2 油液粘度应符合要求
特别是阀件，泵和液压马达需要精确符合已定义的粘度范围。远洋船舶由于航线和季节的影响，克令吊环境温度和工作温度会发生明显变化，并非所有要求都能始终覆盖在粘度登记的可用范围内。为符合所有的要求，可使用具有粘度指数改进剂的高粘度液压油或液压油冷却器/加热器。
6 克令吊故障排除的基本方法
旋转泵作为最后一个拆解的部分，给故障分析排查工作增加了极大工作量，但整个故障分析过程是合理并且正确的。行之有效的克令吊故障排除方法是减少工作量的理想条件，为此在排除故障前需要清晰以下条件、工作方式和过程。
6.1 一般条件
(1)手头是否有所有必要的技术文档？
(2)当没有可用的液压图时是否可使用设备的结构、符号和标签绘制液压图？
(3)有足够的测量点么？
(4)对故障表现方式及故障前系统/组件功能行为的有用信息是否收集完整？
(5)是否存在可能记录过去类似故障的记录簿？
6.2 推荐的工作方式
成功的故障排除需要关于各组件结构和操作方法的准确知识。克令吊是机械-液压-电气一体化程度较高的设备，需要电气与液压专业人员的协作。由于货期等因素影响，克令吊故障排除往往承受时间压力。即使如此也要有系统有方法地排除故障。在最坏的情况下，不加选择的草率拆卸和对于克令吊液压电气系统参数的调整会导致无法确定故障的起因。
6.3 克令吊系统的故障排除过程
(1)查询关于测试参数（例如泵切断压力的设定值，滤芯的更换间隔，液压油的检测数据）趋势信息的调试检查和维护手册。
(2)查询历史记录确定是否有类似故障存在，草拟故障原因的优先级列表，依次验证这些列出的故障原因（通过理论上的推论、拆卸、测量或测试）。
(3)记录发现的故障原因并记录发现的过程。
7 结论
(1)对于克令吊故障分析应当遵循故障树分析法，系统而严密的分析排查对于故障的解决至关重要。
(2)此故障的原因为旋转泵卡死，造成卡死的原因往往是液压油清洁度差导致伺服机构偏向一侧，脱离中位，导致机械摩擦负荷过大。所以无论是在工厂试验还是船厂安装中都应严格监控液压油的清洁度，按照说明书对回油滤器等进行及时更换。
(3)克令吊系统中的故障原因是极为复杂的。因此，用于故障排除的一般规则只能在有限的范围内制订。
(4)本文所设计的解决方案经测试同样适用于其它品牌和型号的克令吊，在具体操作过程中根据具体品牌和型号对参数有所微调。
关键词：克令吊 电动机堵转 启动故障 分析
中图分类号：TH21 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2012）006-001-02
1 故障现象
35吨克令吊（以麦基嘉GL3524型为例）在穿装钢丝绳时发现克令吊无法启动，当按动启动按钮，电动机发出异常噪音，电动机顶部风扇无法转动，在8秒后电动机因过载保护继电器过载保护动作停止继续启动。断电后尝试通过盘动电动机顶部风扇来带动泵组，没有任何效果。
2 系统介绍
该型甲板液压克令吊可以实现三种基本动作：钩头起升、吊臂变幅、塔身旋转，同时可以实现四种联动动作：起升变幅、起升旋转、变幅旋转、起升变幅旋转。该克令吊的电动机通过齿轮箱带动两个齿轮转动，其中一个齿轮带动同轴的两台并联起升泵（斜盘式轴向柱塞泵），另外一个齿轮带动同轴的三台泵，自下而上依次为供油泵（齿轮泵），变幅泵（斜盘式轴向柱塞泵），旋转泵（斜盘式轴向柱塞泵）。
为减少对船舶电网的冲击，电机采用星三角转换启动。该型克令吊正常启动时共分为三个阶段：第一阶段按动启动按钮，首先经过8s星型启动，第二阶段星型启动成功后经过8s三角启动，此时电机进入额定条件下的运行过程，此时供油泵建立补油压力以及控制压力，第三阶段如补油压力不低于补油溢流阀设定压力经过5s控制系统启动。该克令吊在第一级8s之内就无法正常启动，启动电流过大, 8s后过载继电器动作主电机停止启动。克令吊启动时，启动负荷主要包括空载负荷、泵和传动机构本身的惯性负荷，其中零位启动的空载负荷包括泵本身的机械摩擦负荷和液压油在中位空转循环时管路阻力。
3 故障分析与诊断
由于克令吊处于第一级启动阶段，液压系统控制压力尚未建立，所以给故障排除带来难度，无法利用压力表来观察控制压力等是否正常。根据对于克令吊启动负荷的分类，故障原因可能为以下原因的一种或几种：(1)电机本身机械摩擦负荷大；(2)电机齿轮箱啮合不正常导致的机械摩擦负荷大；(3)起升泵组、变幅泵、旋转泵卡阻导致的机械摩擦负荷大。
分析过后，认为应依照以下步骤进行排查：
(1)检查电器系统参数是否与说明书给出数据一致；确定电动机电缆接线是否正确，有无松动；启动回路接线是否正确，接线有无松动。
(2)断开总开关Q1，测量相间电阻，确定电机是否正常；合上总开关Q1，点动启动，测量相间电压，确定电机是否缺相启动；测量相间电流，确定是否一致。
经过步骤(1)，发现参数一致，电动机接线正确也无松动。并且启动回路接线也正确。
经过步骤(2)，发现相间电阻均为0.3欧姆，相间电压基本上都是440伏特,相间电流虽过大，也基本相同。
此时经过进一步分析，可能的原因集中在以下几个方面：1)电动机本身故障，无法启动；2)起升泵①卡死，起升泵②卡死；3)供油泵卡死；4)变幅泵卡死；5)旋转泵卡死。
造成卡死的原因往往是液压油清洁度差导致伺服机构偏向一侧，脱离中位，导致机械摩擦负荷过大。根据以往克令吊故障经验，在2),3),4)原因中，可能性最大的又是2)。
所以确定拆检顺序为1)->2)->3)->4)->5)。
4 故障排除
4.1 准备工作
(1)准备两只1.5T手拉葫芦。
(2)准备好相应尺寸的梅花-开口扳手，内六角扳手，活动扳手，套管，手锤，一字螺丝刀，密封垫圈，马克笔。
(3)准备好空油桶及废布。
4.2 拆解步骤
(1)将两只手拉葫芦分别对称固定在塔身顶部和电动机的吊耳上，在电动机与齿轮箱的连接处做三处标记，松开电动机于齿轮箱的四只固定内六角螺栓后，两侧慢速平衡的将电动机拉离齿轮箱50cm左右后，合上总开关Q1，点动电动机1-2s，发现电动机正常运转，由此确定电动机无故障。
(2)然后用手电筒观察齿轮箱内两个齿轮表面是否有异常磨损的情况，并未发现有轮齿的拉毛等。
(3)将电动机复位安装后，决定开始拆解起升泵①，将其拆解后用管钳轻轻盘动起升泵连接轴，发现在克服初始阻力后，可以轻松盘动。继而继续盘动电动机顶部风扇发现依然无动作。
(4)拆解起升泵②，将其拆解后用管钳轻轻盘动起升泵连接轴，发现在克服初始阻力后，可以轻松盘动。继而继续盘动电动机顶部风扇发现依然无动作。
(5)拆解供油泵，将其拆解后用管钳轻轻盘动供油泵连接轴，发现在克服初始阻力后，可以轻松盘动。继而继续盘动电动机顶部风扇发现依然无动作。
发现并非起升泵①，起升泵②和供油泵的问题。
(6)拆解变幅泵，将其拆解后用管钳轻轻盘动供油泵连接轴，发现在克服初始阻力后，可以轻松盘动，继而继续盘动电动机顶部风扇发现依然无动作。
(7)拆解旋转泵，将其拆解后用管钳轻轻盘动供油泵连接轴，发现无法盘动。继而继续盘动电动机顶部风扇发现可以盘动起升泵。
从而确定旋转泵为故障源，当更换新旋转泵后，故障排除，克令吊可以正常启动，并且正常工作。
5 保证系统工作液的正常状态
液压油泵在使用过程中不可避免地会发生故障,这些故障可分为突发性和磨损性故障。其中磨损性故障多发生在系统工作的后期，主要是由于零件的自然磨损引起的,其对系统造成的损坏大多表现为密封材料失效、执行机构运动速度逐渐减慢等,影响不大;而突发性故障常发生于系统工作的前期和系统工作的中期, 导致此类液压系统故障的主要原因在于液压油的不正常状态，这种不正常状态又与日常使用维护和保养的好坏有着密切的关系。为了能使其长期保持良好的工作状态和较长的使用寿命，除应建立和健全必要的日常维护保养制度,还应保证液压油的正常工作状态。 5.1 老化导致的功能下降
通过对液压系统使用中液压油温度和老化速度的分析，我们可以得出以下经验法则：液压油温度>70℃时，每增加10℃老化速率增加一倍。
5.2 油液粘度应符合要求
特别是阀件，泵和液压马达需要精确符合已定义的粘度范围。远洋船舶由于航线和季节的影响，克令吊环境温度和工作温度会发生明显变化，并非所有要求都能始终覆盖在粘度登记的可用范围内。为符合所有的要求，可使用具有粘度指数改进剂的高粘度液压油或液压油冷却器/加热器。
6 克令吊故障排除的基本方法
旋转泵作为最后一个拆解的部分，给故障分析排查工作增加了极大工作量，但整个故障分析过程是合理并且正确的。行之有效的克令吊故障排除方法是减少工作量的理想条件，为此在排除故障前需要清晰以下条件、工作方式和过程。
6.1 一般条件
(1)手头是否有所有必要的技术文档？
(2)当没有可用的液压图时是否可使用设备的结构、符号和标签绘制液压图？
(3)有足够的测量点么？
(4)对故障表现方式及故障前系统/组件功能行为的有用信息是否收集完整？
(5)是否存在可能记录过去类似故障的记录簿？
6.2 推荐的工作方式
成功的故障排除需要关于各组件结构和操作方法的准确知识。克令吊是机械-液压-电气一体化程度较高的设备，需要电气与液压专业人员的协作。由于货期等因素影响，克令吊故障排除往往承受时间压力。即使如此也要有系统有方法地排除故障。在最坏的情况下，不加选择的草率拆卸和对于克令吊液压电气系统参数的调整会导致无法确定故障的起因。
6.3 克令吊系统的故障排除过程
(1)查询关于测试参数（例如泵切断压力的设定值，滤芯的更换间隔，液压油的检测数据）趋势信息的调试检查和维护手册。
(2)查询历史记录确定是否有类似故障存在，草拟故障原因的优先级列表，依次验证这些列出的故障原因（通过理论上的推论、拆卸、测量或测试）。
(3)记录发现的故障原因并记录发现的过程。
7 结论
(1)对于克令吊故障分析应当遵循故障树分析法，系统而严密的分析排查对于故障的解决至关重要。
(2)此故障的原因为旋转泵卡死，造成卡死的原因往往是液压油清洁度差导致伺服机构偏向一侧，脱离中位，导致机械摩擦负荷过大。所以无论是在工厂试验还是船厂安装中都应严格监控液压油的清洁度，按照说明书对回油滤器等进行及时更换。
(3)克令吊系统中的故障原因是极为复杂的。因此，用于故障排除的一般规则只能在有限的范围内制订。
(4)本文所设计的解决方案经测试同样适用于其它品牌和型号的克令吊，在具体操作过程中根据具体品牌和型号对参数有所微调。