庞广生

(泰山索道运营中心 泰安 271000)

客运索道液压张紧系统典型失效分析

庞广生

(泰山索道运营中心 泰安 271000)

客运索道张紧系统在索道安全运行中至关重要。文章以桃花源索道液压张紧系统的两种典型失效为案例，分别从电气控制、液压控制角度简述了系统工作原理，以工作原理为指导，分析探讨失效原因，给出解决方法，并指出系统设计中存在的失误和维护保养工作出现的问题，给出建议。最后归结出液压系统失效分析及维保的一般性思路。

液压张紧 压力开关 波登管 液控单向阀

客运索道的运载钢丝绳被称为索道的生命线，而钢丝绳是通过张紧系统来保证相对稳定、足够的张紧力，以便挂载车厢，运输游客，所以张紧系统是客运索道设备不可缺少、至关重要的一部分。张紧系统能否正常、可靠地工作，直接关系到整条索道的安全运行。如果一条索道张紧系统出现问题，钢丝绳张紧力不稳定，超出一定范围，就无法正常运行了。张紧力过小，则钢丝绳在线路上挠度过大，车厢可能会碰撞山坡，刮拉树木，造成事故，甚至会出现人身伤害；张紧力过大，则有可能超出设备的承受能力，造成液压元器件及相关部件损坏[1]。

1 客运索道液压张紧系统的典型失效

现代较大型客运索道一般采用液压张紧系统。下面以泰山桃花源索道为例，对液压张紧系统出现的两种典型失效进行分析探讨。

1.1 失效一

●1.1.1 现象

液压电机连续打压，液压控制盘一直显示压力-5%，但液压站压力表读数正常，张紧小车不动。

●1.1.2 分析和处理

通过分析电机的控制原理（见图1、图2），电机打压需要满足以下条件：

1) 4K 1吸合，测试球阀手柄在非测试位置，如在则需按下液压站小液压盘上的测试按钮。

图1 电机控制回路简图

图2 电机主回路

2) 4K 2吸合，油温正常。

3) 6K 2吸合，张紧力在自动调节范围内，即液压张紧压力波动在±10%，液压张紧力可以靠系统本身自行调节。初始运行时可通过控制室内液压盘上的复位按钮给继电器6K 2供电，而后自锁在带电状态。如果索道长时间停运，内部泄露可能使系统压力低于标准值的10%，则复位按钮的上级电源断开无法送电，或者索道运行中因故障引起压力波动超过±10%系统将无法自动调节，这时可通过液压站小液压盘上的激活按钮给6K 2供电。当小车限位开关被触发时则无法激活。

4) 6K 3吸合，6K 3延时继电器设定为8s，防止因压力波动而频繁启动液压电机，它受一压力调整继电器的控制，当压力开关-5%或+5%触点闭合时压力调整继电器得电，6K 3吸合， 当压力回复正常，则开关触点复位，压力调整继电器和6K 3依次断电，8s后6K 3延时触点断开，电机停止运行。

5) 8K 1吸合，即小车限位开关未触发。

6) 3F1电机热保护未动作。

控制回路满足以上条件，则接触器3K 1线圈得电吸合，液压电机运转[2]。

清楚了系统原理，不难看出在系统压力低于-5%时，压力开关-5%触点闭合，电机打压，但压力正常后仍然显示-5%而且打压不止，说明触点没有回位。索道运行中出现此类现象时，用橡胶锤适度敲击压力开关外壳，则触点回位，系统正常。更换新压力开关半年后，又出现了此类故障。拆掉盖子检查（开关见图3），清洁无异物，触点光亮无氧化，轻拨触点未见异常。由此可见，压力开关的可靠性有问题，这种情况下需人为干预，索道运行时要确保值班人员在场，防止液压电机长时间运转引发其他故障。当索道暂时停运而值班人员需要离开一段时间时，需关闭液压控制盘。

图3 压力开关图片

因为以前未对此做深入观察和研究，简单地以为是触点“粘住”了。压力开关的动作原理是，压力低于-5%时，压力敏感元件（见图3）曲度增大，碰触微动开关，微动开关触点闭合从而电机打压，检查微动开关定位螺栓未见松动，于是怀疑敏感元件经过多次动作后，行程数据有了一定的误差，在压力达到正常值时无法断开触点。曾经连续几日，开关不回位的现象频繁出现，但观察压力在180bar左右，属正常值。关闭液压盘，打开压力开关盒盖，用手对敏感元件反向适度用力2～3次，再开液压盘观察液压电机启停压力，一切正常。如发现系统压力在低于-5%压力开关不动作时，可以通过调整螺丝调节触点开关的位置，以校准动作压力值。经过近一年观察，运行正常，说明处理方法得当。后来+5%压力开关也出现了相似故障，同样的方法，取得了满意的效果。

上文所述压力开关，是通过液体压力变化引起敏感元件行程改变从而控制开关动作，是波登管原理的一种应用。波登管，又称弹簧管，管的一端固定，一端活动，其截面形状为椭圆形或扁平形。非圆形截面的管子在其内压力的作用下逐渐胀成圆形，此时活动端产生与压力大小成一定关系的位移，活动端带动指针即可指示压力的大小或者触动控制开关。波登管为保证可焊性采用了铜基或铁基合金，有一定的塑性，不是一种特别优良的弹性材料，工作一段时间后容易出现行程偏移和动作误差，引发相关故障。当然受产品出厂年代液压测量元器件技术水平所限，也属无奈之举，现在较精确的压力控制多采用电子式压力开关[3]。

1.2 失效二

●1.2.1 现象

液压电机频繁打压，液压盘显示压力-5%，压力表读数低于173.5bar（设计标准压力为182.7bar），打压至正常值电机停止后压力快速下降又启动打压，而线路载荷并无明显变化。

●1.2.2 分析和处理

液压电机能正常启动和停止，说明控制电路没有问题，怀疑油路有较大泄漏，引起频繁打压。

在外围连接管道未发现断裂、渗漏的情况下，观察活塞杆和缸体连接处亦未见明显渗漏（原存在微量渗漏），于是怀疑某液压阀出现故障。

桃花源索道液压张紧系统主要组成部分及液压原理（见图4）。

1) 鼠笼式电动机（2）（11kW）带动齿轮泵（5）工作。

2) 溢流阀（9.1）用于维持系统压力的相对恒定，可以通过溢流阀（9.1）上的调整螺丝和压力表来调整系统压力。

3) 压力开关（14）（±5%）激活后启动电机打压或泄压，压力正常后在经过时间继电器设定的延迟时间后停止。

图4 张紧液压原理图

4) 液控单向阀（9.3）在油泵不工作时起防止压力下降的作用。当方向控制阀（9.2）的电磁铁动作时，才能打开液控单向阀（9.3）使液压油可以双向流动。

5) 溢流阀（9.4）的压力设定值是设计压力的120%。

6) 当系统压力低于设计压力的90%或高于设计压力的110%时，压力开关（14）（±10%）动作并使索道工作停车。

7) 手动泵（6）用于系统手动打压。

8) 泄压阀（9.5）用于手动系统泄压。

9) 测试球阀（15）关闭时，液压油缸与油泵单元（即电气控制部分）被隔开，此时才可以对压力开关（14）（±5%/±10%）和溢流阀（9.4）进行检查、测试、调整。

10) 单向节流阀（17）用于控制液压油缸的泄压速度[4]。

因为在检修、维护工作中，泄压阀9.5动作次数较多，首先拆下泄压阀9.5，仔细观察，密封圈良好，未见其他异常。安装后，故障依旧。

根据液压系统中单向阀故障率较多这一普遍现象，拆下液控单向阀9.3，发现阀芯上有一漆皮污物，换上新阀，测试一切正常。旧阀在清洁后封存做应急备件使用。液控单向阀9.3用于防止油泵不工作时压力的下降，因为有污染物致其密封性下降，泄露增加，系统快速失压，导致液压电机频繁启动。

小米粒大的一块漆皮，却引起整个液压张紧系统故障，进而导致整条客运索道无法正常运行，损失显而易见。对于液压系统，如何控制污染物的危害、防止污染物进入系统呢。根据实际工作经验积累，列出以下几点：

1）液压油应储存在密闭、清洁的库房，不可直立于露天环境，桶盖要拧紧，以保持油桶密封，防止水份及杂物入侵造成污染，桶身要清洁，标识清晰；

2）液压系统总成和元件总成安装完成后，应进行空循环冲洗，冲洗完毕后应立即密封好；

3）更换、加注液压油时，所有工具、容器及加油口出油口必须先行清洁；

4）液压系统维护、元器件更换时，拆下和卸开的零部件、管口应采取防护措施，活塞杆及其他元器件密封损坏后，应立即更换；

5）及时检查、清洁或更换系统过滤器；

6）备品备件应涂抹相同型号液压油密封保存。

2 结束语

通过对以上客运索道液压张紧系统两种典型失效的分析探讨，对于液压系统，大家一要掌握其电控原理和液控原理，明白各电气、液压元器件的功能作用；二要精心维护保养，防止污染物进入系统；三要积累和总结工作经验。做到这些，液压系统就会少出故障，出现故障时能够迅速定位分析，尽快修复系统，减少因设备故障造成的社会损失和经济损失。

[1] 吴鸿启，刘京本．客运架空索道安全技术[M]．北京：人民交通出版社，1996.

[2] 邓星钟．机电传动控制[M]．武汉：华中理工大学出版社，1998.

[3] 崔永征，李建平，等．波登管式数显压力表[J]．机械工程师，1986，30(04)：26-29.

[4] 陶驰东．采掘机械[M]．北京：煤炭工业出版社，1985.

日前，由中国机械工程学会无损检测分会沈功田理事长和徐永昌总干事等编著的《中国无损检测2025科技发展战略》由中国质检出版社、中国标准出版社正式出版。该书是在中国无损检测路线图研究报告的基础上凝练而成，系统提出了我国未来10年无损检测技术的科技发展战略、指导方针、发展目标、重点研究领域和任务，对指导我国无损检测技术的科研开发具有重大意义。

本书系统地论述了我国无损检测发展现状，分析了我国无损检测总体发展趋势及科技需求，提出了我国无损检测科技2025的总体发展战略和目标。第1章概述了无损检测的定义、方法分类、特点、国内外发展历程、作用和我国取得的科技成就；第2章按技术方法分别研究了国内外无损检测发展现状和趋势，并进行了技术水平的比对分析；第3章研究了国内外无损检测仪器设备的现状，并对典型仪器的性能参数进行了对比分析；第4章分析了我国无损检测目前面临的形势和挑战，并重点对国内9个行业进行了无损检测技术综述和科技需求分析；第5章提出了我国无损检测2025的总体科技发展战略、指导方针、发展目标、重点领域和重点任务；第6章给出了实施我国无损检测科技发展战略和目标的措施。

本书是作者组织和凝练了全国无损检测产、学、研、用各个方面120余名专家共同研究成果的结晶，可供无损检测相关科研、仪器开发和工程技术人员参考，也可作为高级无损检测人员的培训和高等院校无损检测相关专业的参考教材。

联系人：庄晓 010-59068615

胡丹 010-59068612

Analysis of Typical Failure of Hydraulic Tensioning System for Passenger Ropeway

Pang Guangsheng
(Taishan Ropeway Operations Center Taian 271000)

The passenger ropeway tensioning system is of vital importance in the safe operation of the ropeway. By review ing two typical failure cases of the Taohuayuan ropeway hydraulic tensioning system, the working principle is described from the perspective of the electric control and hydraulic control. Guided by the principle, this article analyzes failure causes, puts forward the solution, points out and gives advice for existing failure in system design and problems in maintenance. Finally, the general train of thought for hydraulic system maintenance and failure analysis is summarized.

Hydraulic tensioning Pressure sw itch Bourdon tube Fluid control one-way valve

X 941

B

1673-257X(2017)06-0074-04

10.3969/j.issn.1673-257X.2017.06.019

庞广生(1971～)，男，本科，工程师，从事客运索道机电设备设计安装、改造及维护工作。

庞广生，E-mail: pppppp716@163.com。

2016-07-16）