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摘要：本文描述了沈阳三洋建机K80/115型塔机液压顶升系统的工作原理，通过对塔机在液压顶升过程中出现的一些故障现象，进行了原因分析并提出了相应的排除方法，最后就如何进行一些常见的故障检测方法做了细致的介绍，以使相关单位及人员参考借鉴。
关键词：K80塔机 工作原理 顶升故障现象 分析 排除 故障诊断
S1000 K32(K80/115)自升塔式起重机是沈阳三洋建机设计研制的上回转自升式塔式起重机，臂长70米，最大起重量32吨。其液压顶升系统通过顶升和下降塔机套架来实现增加或减少标准节，使塔机能随着建筑物高度变化而升高或降低，从而满足不同高度建筑物的垂直运输需要。该系统主要由液压泵站、双液压顶升油缸、液压锁阀及高压软管组成；在塔机顶升作业时，需要承载塔机上部结构近两百吨的重量，系统工作压力达到20Mpa以上。由于塔机的液压顶升系统属于密封带压的管路循环系统，管路中油液的流动情况，液压元件内部的零件动作和密封是否损坏都不易察觉到，分析故障的原因和判断故障的部位都比较困难。我单位在同一施工现场使用的两台K80塔机在安装与拆除过程中均遇到了液压顶升故障，影响了总体安装、拆除进度，因此分析该型塔机液压顶升系统故障产生原因及采取必要措施预防此类故障十分必要。
1 K80液压顶升系统工作原理
通过电机5带动高压泵6，将电能转化为液压能，通过换向阀等控制元件驱动液压缸转化成机械能驱动负载使塔机上升或下降，增加或减少标准节，完成循环工作。
1.1 液压阀处于卸荷状态
换向阀处于中位“H”位置，油液经滤油器3进入油泵6再到换向阀10中间位置P→0回到油箱1，该系统处于卸荷状态。
1.2 顶升状态
手动换向阀10处于（右方）上升位置，高压油P通过手动换向阀右位，经过HP接口进入分流集流阀，然后分别经高压软管进入两油缸，打开液压控阀进入无杆腔推动缸筒上升，压力由溢流阀8调定P高压软管，安全阀7出厂已设定好，顶升速度由油泵规格确定。
回油：有杆腔经B→平衡阀12→换向阀10→油箱1
1.3 下降状态
手动换向阀10处于（左位）下降位置。高压油P经换向阀左位，经过平衡阀13的单向阀→BP高压软管进入有杆腔，压力由溢流阀11确定。
控制油：BP→油缸节流阀打开，下降速度由节流阀确定。
回油：无杆腔→油缸节流阀→HP→换向阀10→油箱。
2 故障现象、分析以及处理措施
2.1 液压系统油温过高，油缸顶升速度缓慢
故障现象：K80塔机拆除降节过程中液压油泵工作持续约四十分钟时油温迅速升高至90℃左右。油缸伸出速度十分缓慢，甚至无法保证完成一个工作行程，此时的油温使液压油粘度已经无法达到正常的工作要求，内泄严重。
原因分析：液压系统是个封闭循环系统，液压油受到污染后，通过柱塞泵时，其硬质粒状污物会使相对滑动零件增加磨损，磨损产生的金属屑又随系统回油进入油箱，随着油液的不断循环，污物粒径越来越细，给液压元件带来的磨损也就越来越严重，相对运动零件的间隙逐步增大，产生内泄漏，导致系统工作效率降低，油温不断升高，液压油是液压顶升系统的动力传递介质，工作温度过高也容易使液压油氧化变质，液压油一但氧化变质，不但减低了密封件与油的相容性，加速其老化，丧失密封性能；而且氧化后油膜不起润滑作用，使相对运动零件的金属表面相互接触，加速零件的磨损，最终因内泄漏使系统工作效率下降，无法达到正常工作压力。
排除方法：控制液压油质量，按使用要求定期更换规定牌号液压油。检查液压油泵磨损程度，必要时更换配件，清洗液压油箱、油缸及管路，更换全新液压油及滤芯。防止液压油受到污染是防止液压顶升系统故障的关键。因此要切断污染的途径，首先要控制液压油箱进水。通过观察，虽然液压泵站备有防雨装置，但使用时间一长，雨水还是通过螺栓孔、电动机连接部位等处渗入油箱；所以需要对这些容易进水的部位采用组合垫片、专用密封胶等形式进行密封处理，并在每次系统工作前需从油箱底部放出分离的水。
2.2 平时使用维护不当
故障现象：某台塔机油缸进行在调试过程中密封件被冲坏，油缸漏油。
原因分析：塔机由于在初次安装结束后没有将油缸活塞杆完全收回至缸筒内部，部分活塞杆表面暴露在外部环境下，油缸活塞表面长期雨侵日蚀，活塞杆件表面镀烙层脱落造成表面毛刺，油缸在测试排气过程中密封件被损坏导致油缸漏油无法进行顶升工作。
排除方法：至少在每次安装、拆除之后要将油缸活塞收回缸筒内。
2.3 液压系统元件故障引起
故障现象：顶升套架在下降过程中倾斜，需要做多次调整才能完成一个工作缸行程。
原因分析：由于该顶升系统采用了双液压油缸同步顶升，其中保证双油缸基本同步的的液压元件分流集流阀，其结构如下：
分流集流阀是用来保证多个执行元件速度同步的流量控制阀，又称为同步阀。分流阀结构原理：它由两个固定节流孔1、2、阀体、阀芯和两个对中弹簧等组成。阀芯两端台肩与阀体沉割槽组成两个可变节流口3、4。固定节流孔起检测流量的作用，可变节流口起压力补偿作用，其过流面积通过压力p1和p2 的反馈作用进行控制。无论负载压力p3、p4如何变化，都能保证q1≈q2。上述现象称之为同步失灵，所谓同步失灵是指几个执行元件不同时运动。产生同步失灵现象的主要原因是阀芯或换向活塞径向卡住。分流集流阀为了减少泄漏量对速度同步精度的影响，一般阀芯和阀体及换向活塞和阀芯之间的配合间隙均较小，所以在系统油液污染或油温过高时，阀芯或换向活塞容易发生径向卡住。
排除方法：因此在使用时应注意油液的清洁度和油液的温度。当发现阀芯或换向活塞径向卡住后，应及时清洗以保证阀芯或换向活塞的动作灵活性。
2.4 准备工作不充分
故障现象：液压缸运动有爬行现象。
原因分析：爬行现象即液压缸运动时出现跳跃时停时走的运动状态，这种现象尤在低速运动时容易发生，这是液压缸最主要的故障之一。发生液压缸爬行现象的原因有液压缸之外的原因及液压缸自身的原因。
排除方法：在顶升前对油缸进行多次行程排气。
3 常见故障检测手段
在塔机顶升作业时，根据系统运行时出现的异常情况及通过一些检测手段，可初步判断一些故障，及时发现一些已经效率下降的液压元件。
3.1 观察活塞杆伸缩运动速度的变化，对比正常值，如果速度低于正常值，可确定引起速度异常的液压元件，如液压锁、油泵等。
3.2 观察执行元件的动作是否存在运动缓慢、无规律或机构爬行等状态，检查动作顺序和行程控制，可以确定引起动作异常的液压元件，如手动换向阀、油缸活塞等。
3.3 观察整个系统是否有异常振动、噪音、漏油、油温过高等，可分析确定引起异常的部位并处理，如管路接头、过滤网、密封件等。
3.4 将手动换向阀的两个出口堵塞，然后启动系统，通过操作手控阀及溢流阀，观察压力表读数，根据压力变化寻找故障元件。
3.5 塔机液压系统循环封闭，元件多，确定故障部件需要根据现象逐一测试、排除；而且在带载情况下，稍有不慎就易引发设备事故。在有替代原件的情况下，可以采用整个元件对调来排除故障。
4 结束语
通过对K80型塔机液压顶升系统故障现象分析、处理，能够较早诊断及排除故障，有效地减少系统故障产生的几率，并能一定程度上的检测出效率下降的液压元件。确保塔机安装、拆除工作安全地顺利完成。
参考文献：
[1]K80/115型塔式起重机使用與维修说明书.中国沈阳三洋建筑机械有限公司[S].
[2]常永坤.机械基础与液压技术[M].吉林大学出版社.
[3]朱森林.塔式起重机使用技术及高空拆除方法[M].机械工业出版社.
关键词：K80塔机 工作原理 顶升故障现象 分析 排除 故障诊断
S1000 K32(K80/115)自升塔式起重机是沈阳三洋建机设计研制的上回转自升式塔式起重机，臂长70米，最大起重量32吨。其液压顶升系统通过顶升和下降塔机套架来实现增加或减少标准节，使塔机能随着建筑物高度变化而升高或降低，从而满足不同高度建筑物的垂直运输需要。该系统主要由液压泵站、双液压顶升油缸、液压锁阀及高压软管组成；在塔机顶升作业时，需要承载塔机上部结构近两百吨的重量，系统工作压力达到20Mpa以上。由于塔机的液压顶升系统属于密封带压的管路循环系统，管路中油液的流动情况，液压元件内部的零件动作和密封是否损坏都不易察觉到，分析故障的原因和判断故障的部位都比较困难。我单位在同一施工现场使用的两台K80塔机在安装与拆除过程中均遇到了液压顶升故障，影响了总体安装、拆除进度，因此分析该型塔机液压顶升系统故障产生原因及采取必要措施预防此类故障十分必要。
1 K80液压顶升系统工作原理
通过电机5带动高压泵6，将电能转化为液压能，通过换向阀等控制元件驱动液压缸转化成机械能驱动负载使塔机上升或下降，增加或减少标准节，完成循环工作。
1.1 液压阀处于卸荷状态
换向阀处于中位“H”位置，油液经滤油器3进入油泵6再到换向阀10中间位置P→0回到油箱1，该系统处于卸荷状态。
1.2 顶升状态
手动换向阀10处于（右方）上升位置，高压油P通过手动换向阀右位，经过HP接口进入分流集流阀，然后分别经高压软管进入两油缸，打开液压控阀进入无杆腔推动缸筒上升，压力由溢流阀8调定P高压软管，安全阀7出厂已设定好，顶升速度由油泵规格确定。
回油：有杆腔经B→平衡阀12→换向阀10→油箱1
1.3 下降状态
手动换向阀10处于（左位）下降位置。高压油P经换向阀左位，经过平衡阀13的单向阀→BP高压软管进入有杆腔，压力由溢流阀11确定。
控制油：BP→油缸节流阀打开，下降速度由节流阀确定。
回油：无杆腔→油缸节流阀→HP→换向阀10→油箱。
2 故障现象、分析以及处理措施
2.1 液压系统油温过高，油缸顶升速度缓慢
故障现象：K80塔机拆除降节过程中液压油泵工作持续约四十分钟时油温迅速升高至90℃左右。油缸伸出速度十分缓慢，甚至无法保证完成一个工作行程，此时的油温使液压油粘度已经无法达到正常的工作要求，内泄严重。
原因分析：液压系统是个封闭循环系统，液压油受到污染后，通过柱塞泵时，其硬质粒状污物会使相对滑动零件增加磨损，磨损产生的金属屑又随系统回油进入油箱，随着油液的不断循环，污物粒径越来越细，给液压元件带来的磨损也就越来越严重，相对运动零件的间隙逐步增大，产生内泄漏，导致系统工作效率降低，油温不断升高，液压油是液压顶升系统的动力传递介质，工作温度过高也容易使液压油氧化变质，液压油一但氧化变质，不但减低了密封件与油的相容性，加速其老化，丧失密封性能；而且氧化后油膜不起润滑作用，使相对运动零件的金属表面相互接触，加速零件的磨损，最终因内泄漏使系统工作效率下降，无法达到正常工作压力。
排除方法：控制液压油质量，按使用要求定期更换规定牌号液压油。检查液压油泵磨损程度，必要时更换配件，清洗液压油箱、油缸及管路，更换全新液压油及滤芯。防止液压油受到污染是防止液压顶升系统故障的关键。因此要切断污染的途径，首先要控制液压油箱进水。通过观察，虽然液压泵站备有防雨装置，但使用时间一长，雨水还是通过螺栓孔、电动机连接部位等处渗入油箱；所以需要对这些容易进水的部位采用组合垫片、专用密封胶等形式进行密封处理，并在每次系统工作前需从油箱底部放出分离的水。
2.2 平时使用维护不当
故障现象：某台塔机油缸进行在调试过程中密封件被冲坏，油缸漏油。
原因分析：塔机由于在初次安装结束后没有将油缸活塞杆完全收回至缸筒内部，部分活塞杆表面暴露在外部环境下，油缸活塞表面长期雨侵日蚀，活塞杆件表面镀烙层脱落造成表面毛刺，油缸在测试排气过程中密封件被损坏导致油缸漏油无法进行顶升工作。
排除方法：至少在每次安装、拆除之后要将油缸活塞收回缸筒内。
2.3 液压系统元件故障引起
故障现象：顶升套架在下降过程中倾斜，需要做多次调整才能完成一个工作缸行程。
原因分析：由于该顶升系统采用了双液压油缸同步顶升，其中保证双油缸基本同步的的液压元件分流集流阀，其结构如下：
分流集流阀是用来保证多个执行元件速度同步的流量控制阀，又称为同步阀。分流阀结构原理：它由两个固定节流孔1、2、阀体、阀芯和两个对中弹簧等组成。阀芯两端台肩与阀体沉割槽组成两个可变节流口3、4。固定节流孔起检测流量的作用，可变节流口起压力补偿作用，其过流面积通过压力p1和p2 的反馈作用进行控制。无论负载压力p3、p4如何变化，都能保证q1≈q2。上述现象称之为同步失灵，所谓同步失灵是指几个执行元件不同时运动。产生同步失灵现象的主要原因是阀芯或换向活塞径向卡住。分流集流阀为了减少泄漏量对速度同步精度的影响，一般阀芯和阀体及换向活塞和阀芯之间的配合间隙均较小，所以在系统油液污染或油温过高时，阀芯或换向活塞容易发生径向卡住。
排除方法：因此在使用时应注意油液的清洁度和油液的温度。当发现阀芯或换向活塞径向卡住后，应及时清洗以保证阀芯或换向活塞的动作灵活性。
2.4 准备工作不充分
故障现象：液压缸运动有爬行现象。
原因分析：爬行现象即液压缸运动时出现跳跃时停时走的运动状态，这种现象尤在低速运动时容易发生，这是液压缸最主要的故障之一。发生液压缸爬行现象的原因有液压缸之外的原因及液压缸自身的原因。
排除方法：在顶升前对油缸进行多次行程排气。
3 常见故障检测手段
在塔机顶升作业时，根据系统运行时出现的异常情况及通过一些检测手段，可初步判断一些故障，及时发现一些已经效率下降的液压元件。
3.1 观察活塞杆伸缩运动速度的变化，对比正常值，如果速度低于正常值，可确定引起速度异常的液压元件，如液压锁、油泵等。
3.2 观察执行元件的动作是否存在运动缓慢、无规律或机构爬行等状态，检查动作顺序和行程控制，可以确定引起动作异常的液压元件，如手动换向阀、油缸活塞等。
3.3 观察整个系统是否有异常振动、噪音、漏油、油温过高等，可分析确定引起异常的部位并处理，如管路接头、过滤网、密封件等。
3.4 将手动换向阀的两个出口堵塞，然后启动系统，通过操作手控阀及溢流阀，观察压力表读数，根据压力变化寻找故障元件。
3.5 塔机液压系统循环封闭，元件多，确定故障部件需要根据现象逐一测试、排除；而且在带载情况下，稍有不慎就易引发设备事故。在有替代原件的情况下，可以采用整个元件对调来排除故障。
4 结束语
通过对K80型塔机液压顶升系统故障现象分析、处理，能够较早诊断及排除故障，有效地减少系统故障产生的几率，并能一定程度上的检测出效率下降的液压元件。确保塔机安装、拆除工作安全地顺利完成。
参考文献：
[1]K80/115型塔式起重机使用與维修说明书.中国沈阳三洋建筑机械有限公司[S].
[2]常永坤.机械基础与液压技术[M].吉林大学出版社.
[3]朱森林.塔式起重机使用技术及高空拆除方法[M].机械工业出版社.