1、海洋平台起重机回转液压系统调试指南当回转出现振动时如何对液压系统进行调节，或在原有系统基础上进行改造？反过来，为了避免出现回转振动，在吊机调试的时候应注意调节哪些阀件以及如何调节？本指南从液压系统原理的角度，并参考现场调试人员的经验，对造成回转振动的可能原因一一进行剖析，并提出相应的解决办法，以供相关人员参考。1、油泵变量反馈回路压力波动造成回转振动华南船机海洋平台起重机采用的是负载敏感变量泵，吊机工作时，油泵的排量受油泵 P 口（内部反馈）和多路阀 A/B 口（外部反馈）的压力差P1 和油泵 LS 反馈阀的设定压力P2 共同影响，具有通过改变排量使P1= P2 的趋势。如果回转系统出现压力波
2、动，此波动信号作为外部反馈信号传递到油泵，形成一个波动的P1，将引起油泵排量的波动使得P1=P2 的趋势得以继续保持。而油泵排量波动，反过来会造成回转速度波动，从而导致进一步的压力波动。一般说液压系统微小的压力波动用检测仪器可以检测到，但不会体现在吊机动作上的。如果“压力波动流量波动”形成震荡，当震荡的振幅达到某个极限时，才会造成肉眼可见的吊机动作抖动。（注：力士乐系列油泵的标准 LS 压力设定值为 23Mpa。 ）解决办法：1） 提高油泵泵上 LS 反馈阀设定值P2。P2 提高后，根据油泵“保持P1=P2 趋势”的特性，等同于允许更大的P1，提高了压力波动的允许范围，使油泵变得迟钝。避免形成
3、“压力波动流量波动”震荡。缺点：提高P2 设定值，有两个缺点，一是会提高油泵的待命压力（启动压力） ，使柴油机或电机启动功率加大，调得过高容易造成柴油机或电机启动困难。二是当油泵流量过剩时，油泵保持“P1=P2”的特性会使泵口压力 P 增大，也就是系统压力会增大。2） 在油泵 LS 管路上增加节流阀旁通回路对压力波动进行削峰，减小反馈压力波动。缺点：需增加节流阀及相应的管路、接头。且节流阀需反复调节寻找合适的开口度。3） 在油泵 LS 管路上增加蓄能器，对压力波动进行削峰，减小反馈压力波动。当办法（2）节流阀难以调定时，可组合使用。2. 特殊操作过程导致的冲击振动。这里提到的特殊操作过程是指使
4、用吊机时，回转动作突然启动或者突然停止，更有甚者是在吊机回转的过程中突然换向的操作。这样的特殊操作有的是吊机司机的个人习惯使然，有的是海上使用环境的特殊要求。急开急停急转弯会引起吊机回转动能的变化，如果变化是在很短的时间之内完成的，就会造成回转振动。从液压原理上分析，这种振动产生的主要原因是多路阀的先导控制压力突变造成多路阀阀芯突然开启/关闭/换向。阀芯动作的突然性，造成系统流量产生突变，吊机回转动作必然也出现突变，造成振动。解决办法：在回转多路阀的先导控制管路上增加起缓冲作用的元件，比如蓄能器（通过吸收/释放压力油使压力变化平缓） ，节流点/ 节流阀（起阻尼作用，防止压力突变） ，来调节多路
5、阀的换向时间。目前的做法是既增加节流点/节流阀，又增加蓄能器（充气压力23bar） 。如下图：另外，在调试供中海油服的 200FT 钻井平台的 35X18 吊机的时候，车间的调试人员采用如下做法，也获得了一定的缓冲效果。需要注意的是，所谓“缓冲”是相对的，过度缓冲就成了动作滞后，造成吊机回转时启动慢，停止时会产生溜车现象。现场调节时应根据司机的操作习惯进行有针对性的调节，并提醒司机掌握吊机的动作规律，适当的提前操作可有效消除动作滞后问题。3. 多路阀比例性能对回转的影响华南船机海洋平台起重机选用的多路阀是力士乐公司的标准多路阀，其额定流量是 400L/min（整体式）和 320L/min（分片
6、式） 。阀的特性曲线（主要是控制压力与输出流量曲线，也就是通常所说的比例性）是在额定流量下测定的。根据力士乐的技术资料， “控制压力输出流量”曲线的前 1/3 和后 1/3 是粗比例阶段，比例性能较差，只有中间 1/3 是精比例阶段，比例性能较好。如果吊机回转系统的流量在 130L/min 以下，正好处于阀芯行程的前 1/3 阶段，比例性能很差，这也是为什么 YQHG1800 系列平台吊回转比例性很差的原因所在。解决办法：根据系统流量更换合适的多路阀（非标多路阀） 。4. 平衡阀额定流量与系统流量不匹配对回转的影响平衡阀是压力阀（顺序阀） ，先导压力达到某个值时开启，小于某个值时关闭，只有开/
7、关两种状态，开启时是完全开启的，此时可以通过额定流量。只有当平衡阀额定流量系统流量时，才能建立背压，使马达转动平稳。显然，在回转系统流量已定的前提下，回转平衡阀的额定流量越小，马达回转就越平稳。实际上，因为现在使用的平衡阀结构紧凑，进油的单向阀和回油的压力阀是集成在一起的，以往为了使平衡阀的背压尽量小以减少压力损失，选择的回转平衡阀额定流量偏大，再加上平衡阀的额定流量是按60L/min，120L/min，240L/min，480L/min 分档的，选择范围有限。吊机回转时，平衡阀处于“开启失压关闭”循环状态，造成回转抖动。这样的抖动大多出现在回转过程中，不限于起停阶段。解决办法：1)更换额定流
8、量系统流量的平衡阀。宁小毋大。华南船机标准海洋平台吊机平衡阀的阀芯型号及额定流量为：CBCG60 L/min；CBEG120 L/min；CBGG240 L/min；CBIG480 L/min；回转系统流量一般在液压原理图的多路阀或模块框图有标注。2)在主油路上增加单向节流阀，提高马达口背压。5、刹车过程不合理造成的回转冲击吊机的回转机构有两套刹车装置，一是行星齿轮减速箱自带的机械刹车装置，另一个是回转平衡阀建立背压产生的刹车作用。这两套刹车装置制动的时机对回转停止时的平稳性有严重影响。5.1 机械刹车装置的制动时机不合适造成回转冲击华南船机的行星齿轮减速箱的使用的是常闭式刹车（静态刹车） ，
9、其工作原理为：在回转不工作的时候，刹车油缸上的弹簧顶紧刹车摩擦片，回转机构必须克服此内外摩擦片之间的摩擦力才能动作。当回转需要工作时，回转系统主压力达到一定数值后（一般为1.4Mpa） ，刹车液控换向阀动作，刹车油进入刹车油缸推动油缸松开刹车，吊机开始回转。准备停止回转时，因为刹车油缸的行程极短（一般 24mm） ，所以刹车时间可以忽略不计，几乎是瞬间刹死，造成回转突然停止并发出连续的“嘎嘎”拖刹车声音。解决办法是在刹车油口处安装单向节流阀或者单向节流点以减缓刹车油缸的回油速度，使刹车时机可调。需要指出的是，静态刹车的主要作用不是对回转进行减速，而是在回转速度降低或完全停止之后锁住回转机构，避
10、免吊机停机后出现由于外力而产生溜车。节流阀的作用是延长刹车油缸从远离刹车片到接触刹车片这个过程的时间，而不是延长刹车力从产生到达到最大这一过程的时间！最佳的刹车时机应是回转停止的瞬间刹车摩擦片正好贴紧。静态刹车要求在主轴停止转动之前不允许有刹车力存在，否则内外摩擦片之间的硬性摩擦会造成摩擦片磨损、高温，对齿轮箱的使用寿命造成严重影响。现场调试时，在马达口和刹车口安装压力表。先将节流阀开口调到最小，回转处于溜车状态。然后操机进行回转，测量慢速空转的马达口压力 P1，测量打开刹车（回转刚刚可以动）所需的最小刹车压力 P2，反复调节节流阀，直到满足在回转主压力降低到 P1 之前，刹车压力不能降低到
11、P2。另外，由于华南船机海洋吊机的回转机构都是按通用化设计，刹车弹簧力往往偏大，有时候会出现完全打开机械刹车所需的压力达到 1012Mpa,而吊机空载慢速回转压力只有 46Mpa 的情况。这样的压力组合极不合理，必然会出现回转过程中刹车突然刹死的现象。此时应设法减少刹车弹簧的数量。5.2 液压刹车装置的制动力设定不合适造成回转冲击因为华南船机平台吊机使用的回转双向平衡阀是内控的，无法通过增减节流元件的办法来控制平衡阀的开/ 关时间。所以液压刹车的调节重点是调平衡阀的设定压力。结合 5.1 点分析可知，理想的刹车过程应该是：回转即将停止时，系统压力降低到不能打开平衡阀，双向平衡阀先关闭。此时马达
12、仍处于回转状态（可能是由主压力驱动回转，也可能是惯性回转） ，平衡阀在马达的回油口建立起一个背压。这个背压对马达产生反向力矩，起刹车制动的作用。在马达进油口油量充足的前提下，刹车背压的大小首先跟马达的转速有关，转速越高，建立的背压就越大。也就是说，回转停机时的初速度越大，平衡阀关闭所建立的背压就越大，液压刹车制动力就越大。在刹车背压得以建立的前提下，其大小还跟平衡阀的设定压力有关，平衡阀的设定压力就是平衡阀的反向溢流压力，可以通过调节平衡阀的设定压力来确保液压制动力的大小。在主管路来油断绝之后，吊机在惯性作用下继续回转，油马达转为油泵工况，马达出油口输出一定的压力和流量（也就是功率） ，并通过平衡阀的反向溢流把这个由惯性回转转化而来的功率释放掉。当惯性回转的能量全部转化释放后，马达停止转动，机械刹车起作用，刹紧回转机构。 5.3 回转平衡阀的压力设定回转系统中的平衡阀主要起两个作用，首先，是对马达的负扭矩起平衡作用。回转“下坡”的时候，回转负载由正负载转为负负载，马达被减速箱反拖，转为油泵工况，被动承受负扭矩。当马达在负扭矩作用下产生失速导致系统出现吸空时，平衡阀自动关闭，从而避免进一步失速。其次，平衡阀还起到液压刹车制动的作用。液压刹车力设定过大则溢流压力高，液压冲击大。过小则回转背压低，容易失速。正确的调节办法：
