自升式塔式起重机液压顶升系统故障分析

自升式塔式起重机液压顶升系统故障分析

姚自强

江苏省特种设备安全监督检验研究院（江阴分院） 江苏省

江阴市 214434

摘要：自升塔式起重机作为建筑施工过程中经常使用的建筑施工起重设备，在工程中的优点非常多，对于建筑工程活动良好的开展起到积极推动作用。自升塔式起重机有以下优点：能够自行地升高，避免了很大的安装应力，具有方便性和快捷性，结构轻便不笨重；能够在施工过程中，根据建筑物的高度灵活的调节，哪怕是高层建筑施工，也能够非常好地适用于施工过程当中；自升塔式起重机在安装、顶升以及拆卸的过程当中都非常地灵活，方便地满足了工程要求。但是在自升塔式起重机中，由于恶劣使用导致其出现一定故障，针对这个情况我们进行相应的故障，分析以谋求解决问题的方法。

关键词：自升式塔式起重机；液压顶升系统；故障；分析

引言：

在自升塔式起重机的使用过程当中，自升塔式起重机中的液压顶升系统起着至关重要的作用，所以自升塔式起重机对于液压顶升系统的安全性和可靠性的要求都比较高。但是，由于在施工过程当中自升塔式起重机使用恶劣、工作环境也比较恶劣，从而导致建筑工人在使用的过程当中出现诸多的故障，大多数建筑工地的自升塔式起重机都存在较多的系统故障点，比如在液压泵启动后，执行动作缓慢，这是比较典型的一种^[1]。因此，针对这种故障，我们来做出相应的分析，并且找到一定的对策来预防自升塔式起重机的液压顶升系统再次出现故障，从而推动建筑工程活动更好地开展。

一、什么是自升式塔式起重机

现如今塔式起重机是建筑工地中最为常见的一种设备，塔式起重机源自西欧^[2]，1900年便投入了建筑使用具有方便、快捷、灵活等特点，能够应付高层的施工情况，是一种塔身固定的装有臂架的起重机，起重效果好，因此自其在建筑工程行业得到了广泛应用。从20世纪50年代开始，我国逐步对其投入使用，慢慢地，它发展成为我国建筑工程中的中流砥柱设备。21世纪以来，企业开始不约而同地将自升式塔式起重机（如图一：自升式塔式起重机）投入到建筑业当中使用，促使中国塔吊行业有了较大转变。自升式塔式起重机是塔吊的一种，因其具有可通过自身的专门装置增、减塔身标准节或自行整体爬升的功能，已经广泛应用到各种建筑工地当中。据不完全统计我国投入塔吊生产的企业就多达400多家，到今天，自升式塔式起重机已经变得更加多样化和现代化，极大程度地推动了我国建筑行业的发展。

图一：自升式塔式起重机

二、液压系统故障分析

（一）液压的冲击

在自升式塔式起重机的工作过程当中，超量泄露事件发生的罪魁祸首就是液压冲击。在自升式塔式起重机的顶升过程当中经常会有液压冲击的情况发生，造成液压冲击的主要原因大多是人为的，在设备使用过程中常因为错误操作导致液压冲击。另外阀类的不规范操作等原因都有可能使得油液流动不正常，造成油液流动发生剧烈变化。在油液流动的动能损失的情况下转化为压力能，压力便会瞬间的变化增加到正常情况下的数倍，从而引起自升式塔式起重机液压顶升系统故障，导致系统发生振动、噪声、密封损坏等等故障，甚至能导致元件和油管都出现损坏，使得自升式塔式起重机难以运作。严重情况下，甚至会导致人身伤害，^[2] 对于塔吊上的工作人员产生一定的安全隐患，液压冲击之所以产生很有可能是因为杠杆的突然转向，进而造成流量发生剧烈变化，造成自升式塔式起重机液压顶升系统发生液压冲击。造成液压冲击的主要原因还是油路的突然开启或者突然转向的原因，还包括了共振、惯性力、截面积增加、冲击波效应种种原因。这些原因都会引发自升式塔式起重机的液压顶升系统出现故障。从而影响整个建筑工程的进度，严重时还会引发事故，造成财产损失及人员伤亡。

（二）油温的过高

自升式塔式起重机液压顶升系统出现故障的主要原因包括：油温的升高，液压油黏度下降，液油的黏度将会在液压油温度超过六十摄氏度后发生大幅度的下降，从而导致油液泄露增加。（如图二：液压顶升系统原理图）液压油的温度每升高八度，那么它的使用寿命就会下降至原来的一半。热冲击引起压力增高与间隙的变化，温度过高的情况下液压顶升系统的密封圈会变形，间隙密封中的油膜会变薄，再加上热胀冷缩的原理会使得摩擦副之间的间隙变小，从而导致磨损量不断地增加，最终使得元件之间的间隙发生一定的变化，间隙被扩大，也导致了泄漏量地随之增加，过高的油温能够使自升式塔式起重机的液压顶升系统不断发热，最终引起泄漏，从而造成自升式塔式起重机的顶升系统失效。

图二：液压顶升系统原理图

3. 油液的污染

在其液压顶升系统当中，会设计一定的间隙存在于系统液压元件关键运动的副表面之上，而造成运动副之间的间隙过大的主要原因就是油液中的固体污染物随着油液流到了间隙当中引导的表面污染，从而引起了表面磨损。最终导致了内泄露增加。液压元件的寿命取决于元件本身对于污染物的敏感度以及污染物对于元件寿命造成的损害。颗粒污染物对于元件的磨损取决于颗粒物的大小与关键运动服间隙大小之。对这两者来说，它们之间是相对的关系。如果有小于间隙的颗粒，就会在内泄漏的过程中流过间隙。在这种情况下，并不会产生磨损，或者尽可能产生轻微的磨损。如果是比间隙大的颗粒，则颗粒物并能够进入到间隙内部造成磨损；而当大小与间隙相差不多或者大小稍微大的颗粒，就会最大程度的对元件进行破坏，也是造成油污的“罪魁祸首”，这种颗粒的大小一旦进入元件就会造成油液的污染。任何一个元件，必然有一个可以承受的最大颗粒范围，而这个大小也是确定液压系统过滤要求的重要指标。只有将颗粒这一块严格地进行把控才能防止油液污染破坏液压顶升系统，避免自升式塔式起重机液压顶升系统出现故障。

三、小结

自升式塔式起重机是当前建筑工程当中的核心设备，而液压顶升系统又是自升式塔式起重机的命脉。日常检验应密切关注液压系统的状况，当液压顶升系统出现故障时要尽快地排查问题，研究解决问题的方略，做好预防措施，才能进一步保障自升式塔式起重机加、减节或爬升作业的安全进行，保障建筑工程的顺利、高效的进行。

参考文献

1. 熊建斌. 自升塔式起重机液压顶升系统常见故障分析及解决办法[J]. 建设机械技术与管理， 2000, 013(001):27-28.

2. 齐云亭. 浅析自升塔式起重机液压顶升系统故障及解决措施[J]. 中国设备工程， 2019(16).