劉成明

空箱堆高機是用于搬運和堆碼空箱的集裝箱叉車，屬于場（廠）內專用機動車輛類別下的機動工業(yè)車輛。隨著港口集裝箱吞吐量的增長以及港口空箱堆高機使用數(shù)量和年限的增加，空箱堆高機作業(yè)安全問題日益凸顯。近年來，空箱堆高機起重系統(tǒng)安全事故頻發(fā)，其中起重鏈條組件使用安全問題尤為突出。空箱堆高機起重鏈條組件斷裂會造成吊具失重下墜，危及人身和財產安全，并導致吊具墜落部件受到不同程度損壞，嚴重影響設備正常作業(yè)。本文從空箱堆高機日常維修管理工作存在的薄弱環(huán)節(jié)著手，結合空箱堆高機起重鏈條組件結構和工作原理，分析起重鏈條組件斷裂原因并提出相應預防和應急保護措施，以期降低起重鏈條組件斷裂風險，確?？障涠迅邫C平穩(wěn)運行。

1空箱堆高機起重鏈條組件結構

空箱堆高機起重鏈條組件是空箱堆高機起重系統(tǒng)的重要組成部分，整體為雙鏈條結構，主要由鏈錨、鏈條銷和鏈條組成（見圖1）。起重鏈條組件安全系數(shù)要求較高，在選擇鏈錨、鏈條銷和鏈條時，應當盡量選擇品牌、型號、尺寸標準統(tǒng)一且質量達標的配件。以鏈條為例：目前空箱堆高機多選用承載能力大、抗疲勞強度高、耐沖擊的BL14和BL16重

如圖2所示：起重鏈條組件安裝在吊具與內門架之間，鏈條繞過內門架上部鏈輪，一端連接在內門架上部鏈錨固定座上，另一端連接在吊具鏈錨固定座上;內門架滑動連接在外門架上，2個起升油缸分別安裝在外門架兩側，活塞桿頂端固定在內門架卜部。

空箱堆高機起重鏈條組件工作原理如下：液壓系統(tǒng)輸送壓力到達起升油缸，起升油缸上的活塞桿向上運動并帶動鏈輪和內門架一起上升;鏈輪上升后，鏈條牽動吊具以2倍于內門架的起升速度一起上升;當起升油缸中的油壓泄掉時，吊具靠自身重力通過鏈條帶動內門架及起升油缸自動下降。吊具最大起升高度為18.14～20.27m。由于需要承載吊具和集裝箱整體質量，加之工作負荷巨大且承受的載荷沖擊力較大，起重鏈條組件極易斷裂，是空箱堆高機起重系統(tǒng)日常檢查和維修保養(yǎng)的重點部位。

2空箱堆高機起重鏈條組件斷裂部位及原因

2.1鏈錨斷裂

在拉力和吊具升降產生的沖擊力的長期作用下，鏈錨螺母受力固定部位容易發(fā)生疲勞斷裂（見圖3）。鏈錨斷裂故障較為隱蔽，開裂初期需要拆檢后通過著色或磁粉探傷才能發(fā)現(xiàn)。

鏈錨斷裂的主要原因包括：（1）鏈錨安裝部位存在設計缺陷，在原鏈條鏈錨安裝部位無法對鏈錨的長度和直徑實施升級;（2）鏈錨質量不達標，即使相同品牌和型號的鏈錨也存在部分批次質量不達標的問題，如材質和熱處理等工藝不達標均有可能導致鏈錨斷裂;（3）隨機手冊等無統(tǒng)一報廢標準可查，導致鏈錨報廢標準和更換要求不清。

2.2鏈條銷斷裂

鏈條通過鏈條銷與鏈錨相連。鏈條銷兩端開口銷固定，容易在徑向和軸向力的作用下發(fā)生位移和轉動，加之其受力不均，鏈錨與鏈條連接固定孔容易變形，從而導致鏈條銷斷裂（見圖4）。在實踐中，連接BL14型號板式鏈條的鏈條銷斷裂較為普遍。

鏈條銷斷裂的主要原因包括：（1）由于鏈條銷與鏈錨、鏈條配套使用，無法單獨提高鏈條銷型號等級;（2）吊具左右箱梁質量不同、兩側輪胎高度不同、門架變形、司機操作習慣不良等都可能導致吊具重心偏移，使得鏈條銷受力重心偏移，導致鏈條銷因受力不均而斷裂;（3）鏈條銷質量不達標，抗拉強度差，在沖擊力較大的情況下容易脆斷;（4）連接鏈錨銷孔變形、鏈條銷磨損等均可能導致鏈條銷斷裂;（5）設備作業(yè)強度大、司機操作不規(guī)范、路面不平整等導致鏈條銷疲勞斷裂風險上升。

2.3鏈條斷裂

在空箱堆高機起重鏈條組件中，鏈條的長度最長（約9.25m），節(jié)數(shù)最多，每個鏈節(jié)都有磨損斷裂的風險，其中鏈條上端距離鏈輪約1m處的2個鏈節(jié)之間磨損最嚴重。鏈條磨損是由鏈條與鏈輪嚙合時銷軸與鏈板之間的相對轉動引起的。鏈輪附近鏈條轉動相對頻繁，加之鏈輪表面較硬且不平，嚙合受力不均以及鏈條潤滑不良導致干磨，使得鏈輪附近鏈條磨損斷裂的風險較大（見圖5）。

鏈條斷裂的主要原因包括：（1）吊具左右箱梁質量不同、兩側輪胎高度不同、門架變形、司機操作習慣不良等都可能導致吊具重心偏移，造成鏈條受力重心偏移和兩邊鏈條松緊不一，使得鏈條因受力不均而斷裂;（2）鏈條質量不達標，或所更換鏈條的品牌和生產批次存在差異，使得鏈條因抗拉、抗磨強度發(fā)生變化而斷裂;（3）鏈條報廢標準單一，不同品牌和型號鏈條的測量標準不明確且測量部位存在差異，導致磨損嚴重部位被漏測或測量不準;（4）設備作業(yè)強度大、司機操作不規(guī)范、路面不平整等導致鏈條疲勞斷裂風險上升。

3空箱堆高機起重鏈條組件斷裂預防措施

3.1鏈錨斷裂預防措施

（1）購置質檢合格的原裝鏈錨，盡量不選用加工替代件。

（2）制作鏈錨重點金屬安全部位專項檢查表，加強鏈錨專項檢查;制作鏈錨報廢標準參照表，按標準要求檢查、更換鏈錨并做好記錄。

（3）定期實施鏈錨探傷檢查。鏈錨斷裂部位較為隱蔽，多集中在螺母鎖緊部位，目測檢查和敲擊檢查很難發(fā)現(xiàn)。發(fā)動機運行滿4000h后，用著色探傷劑對鏈錨實施著色探傷檢查并做好記錄，及時更換有裂紋的鏈錨（見圖6）。

3.2鏈條銷斷裂預防措施

（1）鏈條銷必須與鏈條配套，且材質工藝達標。銷軸要求采用優(yōu)質合金鋼材料，表面采用厚淬硬層熱處理工藝，以提高表面硬度，增加耐磨性。

（2）提高更換頻率，定期（每月）拆檢鏈條銷，及時更換磨損或刮傷的鏈條銷。

（3）加強司機交班檢查培訓，要求司機每個班次均實施目測檢查，并將檢查內容納入交班檢查表。

3.3鏈條斷裂預防措施

（1）選用原裝進口品牌或國內知名品牌鏈條，產品滿足GB/T6074-1995《板式鏈、端接頭及槽輪》標準要求，具有良好的抗拉、抗磨、耐疲勞等特性，材質選用優(yōu)質合金鋼，表面熱處理工藝成熟。

（2）多點測量重點磨損部位，拆解更換磨損超標鏈條。從上端45個鏈節(jié)中不均勻取樣8節(jié)鏈條進行測量（見圖7和圖8），發(fā)現(xiàn)鏈條磨損最嚴重的部位位于上端第9個和第22個鏈節(jié)之間。對鏈條磨損嚴重部位實施多點測量，當測量出的最大磨損量達到或接近磨損3%的標準時，立即更換鏈條。

（3）采用三維數(shù)據疊加監(jiān)控鏈條磨損情況。在鏈條尺測量的基礎上，增加鏈條作業(yè)箱量、鏈條運行時間數(shù)據監(jiān)測，確定不同機型、不同型號、不同品牌、不同工況條件下各種數(shù)據標準值和平均值，并制作鏈條監(jiān)控更換表。鏈條測量方法為：采用鏈條尺測量數(shù)值（見圖9），結合鏈條作業(yè)箱量和鏈條運行時間，參照鏈條監(jiān)控更換表評估鏈條運行區(qū)間;若測量結果顯示鏈條進入疲勞更換區(qū)間（當鏈條作業(yè)箱量達到35萬-45萬TEU或鏈條磨損量達到8.1～14.0mm時），立即更換鏈條。

4空箱堆高機起重鏈條組件斷裂應急保護措施

4.1鏈錨斷裂應急保護措施

根據鏈錨斷裂部位受力及斷裂部位規(guī)律分析，鏈錨疲勞斷裂部位一般為鏈錨固定座板和固定螺母根部，造成固定螺母與鏈錨分離，鏈錨另一端因無法得到固定支撐而受力，導致吊具傾斜或下墜。為此，可以采取以下應急保護措施：在鏈錨固定座板上加裝保護座板，其材質為Q235鋼板，厚度為20min，按尺寸加工板件，現(xiàn)場組合焊接;兩層座板保持適當間隙，內置鏈錨配套螺母，從而在鏈錨斷裂時起到承接支撐和固定作用，避免事故發(fā)生。鏈錨保護座加裝前后對比如圖10所示。

4.2鏈條銷斷裂應急保護措施

鏈條銷斷裂具有突發(fā)性。為了保證鏈條銷斷裂不影響設備安全，以加裝的鏈錨保護座為平臺，根據鏈條承載的質量采用多股（一般為3股）鋼絲繩纏繞法，將鋼絲繩固定在鏈條銷周圍，從而對鏈條銷起到二次受力保護作用。鏈條銷保護鋼絲繩加裝步驟如下：根據鏈條型號和鏈板間隙，采用直徑為5mm、單股承重2t的鋼絲繩，以鏈條銷為中心，以鏈錨保護座為受力支撐面，采用多股鋼絲繩環(huán)形纏繞，尾端采用槽壓u形卡扣緊固。鏈條銷保護鋼絲繩加裝前后對比見圖11。

5結束語

從空箱堆高機起重鏈條組件斷裂預防及應急保護措施的實施效果來看，空箱堆高機作業(yè)安全性明顯提高，設備在作業(yè)過程中未發(fā)生因起重鏈條組件斷裂而導致的安全事故。不過，需要強調的是，任何技術和規(guī)章在實際操作中都無法取代人自身的素質和責任心。安全生產任重道遠，每一位現(xiàn)場作業(yè)人員都應當擔負起安全生產重任，確保港站碼頭生產作業(yè)安全。