朱 靜 上海鐵路局上海貨運(yùn)中心

集裝箱專用門吊吊具防搖系統(tǒng)優(yōu)化改進(jìn)

朱 靜 上海鐵路局上海貨運(yùn)中心

對集裝箱專用門吊吊具防搖系統(tǒng)發(fā)生的故障問題進(jìn)行統(tǒng)計、調(diào)查和分析，研究提出優(yōu)化改進(jìn)方案以及實施后取得的成效。

集裝箱專用門吊；吊具防搖系統(tǒng)；優(yōu)化方案；運(yùn)用效果

1 引言

2 既有吊具防搖系統(tǒng)存在的問題

2.1 既有吊具防搖系統(tǒng)工作原理

目前，既有集裝箱門吊吊具防搖系統(tǒng)主要是由力矩電機(jī)、擺線針輪減速箱、卷筒、定滑輪、防搖鋼絲繩等組成。作業(yè)時，力矩電機(jī)持續(xù)通電，驅(qū)動減速箱與卷筒，始終給防搖鋼絲繩一個張力，使防搖鋼絲繩在卷筒軸上拉緊，不斷地減小集裝箱與吊具搖擺幅度，起到防搖作用。

2.2 既有吊具防搖系統(tǒng)存在問題

通過現(xiàn)場吊具防搖系統(tǒng)出現(xiàn)問題的統(tǒng)計分析，存在的主要問題點(diǎn)是：

（1）力矩電機(jī)極易損壞，出現(xiàn)線圈、滑環(huán)等燒壞問題，每月至少出現(xiàn)1次；

（2）導(dǎo)向滑輪軸承破損，每月均出現(xiàn)軸承破損情況；

（3）導(dǎo)向滑輪與鋼絲繩非正常磨損，每周都需要對鋼絲繩進(jìn)行更換；滑輪每季度會出現(xiàn)磨損超限或滑輪壁破損現(xiàn)象。

上述問題的出現(xiàn)，造成維修工作量大且難度較高，停機(jī)時間長，電機(jī)或?qū)蚧啌p壞維修至少需要一天時間，維修費(fèi)高（每月需要近1萬元），成本居高不下，且嚴(yán)重影響現(xiàn)場集裝箱的運(yùn)輸，給現(xiàn)場生產(chǎn)和安全帶來極大的隱患威脅。

試驗動物選用42周齡海蘭褐蛋雞1 000只。試驗共進(jìn)行53 d，其中預(yù)飼9 d，正式試驗40 d。試驗結(jié)束后過渡4 d。所有試驗雞都籠上飼養(yǎng)。其它管理按常規(guī)進(jìn)行。

2.3 吊具防搖系統(tǒng)故障問題發(fā)生原因

經(jīng)過現(xiàn)場跟蹤調(diào)查以及發(fā)生故障問題的總結(jié)分析，出現(xiàn)吊具防搖系統(tǒng)故障的主要原因是：

（1）防搖系統(tǒng)通過力矩電機(jī)驅(qū)動的控制系統(tǒng)有缺陷。集裝箱門吊起升動作，力矩電機(jī)始終工作，起升下降時，力矩電機(jī)堵轉(zhuǎn)，溫度極高，極易燒壞滑環(huán)、線圈、軸承。力矩電機(jī)的型號規(guī)格、堵轉(zhuǎn)電流大小與吊具自重相關(guān)，因為當(dāng)?shù)蹙呖蛰d時，不管起升機(jī)構(gòu)是起升還是下降，防搖鋼絲繩始終是受張力上升，若力矩電機(jī)過大，會造成吊具空載起升靠防搖系統(tǒng)的鋼絲繩起升而主起升鋼絲繩松馳狀態(tài)，吊具空載下降時，防搖系統(tǒng)鋼絲繩把吊具仍舊向上拉緊起升。因此不能通過增大力矩電機(jī)的型號來解決該故障問題。

（2）防搖系統(tǒng)卷筒規(guī)格尺寸設(shè)計不夠合理。4根防搖鋼絲繩的空間布置是上長相等且互不交叉干涉，一端分別固定在吊具的4個角上，另一端分別通過導(dǎo)向滑輪纏繞在4個防搖卷筒上。因此導(dǎo)向滑輪與防搖鋼絲繩接觸面上，導(dǎo)向滑輪始終受一個軸向力，導(dǎo)致導(dǎo)向滑輪軸承承受較大軸向力，軸承極易損壞，導(dǎo)向滑輪壁與鋼絲繩接觸面受力較大，導(dǎo)向滑輪磨損嚴(yán)重，易超限損壞。

（3）導(dǎo)向滑輪軸承潤滑點(diǎn)位置設(shè)置不合理。導(dǎo)向滑輪位置均固定在小車架下方，若維修人員沒有進(jìn)行正常檢修保養(yǎng)和潤滑，會導(dǎo)致潤滑不到位，造成導(dǎo)向滑輪軸承的破損。

（4）導(dǎo)向滑輪檢修潤滑保養(yǎng)不到位。導(dǎo)向滑輪軸承潤滑點(diǎn)位置不合理，維修人員潤滑保養(yǎng)難度大，而沒有按規(guī)定定期潤滑，從而導(dǎo)致潤滑不到位，軸承潤滑不良破損，造成更大的故障和檢修難度。

3 集裝箱專用門吊吊具防搖系統(tǒng)優(yōu)化改進(jìn)方案

3.1 改進(jìn)防搖系統(tǒng)驅(qū)動裝置的結(jié)構(gòu)布置和控制方式

3.1.1 優(yōu)化防搖系統(tǒng)驅(qū)動裝置結(jié)構(gòu)布置

防搖系統(tǒng)驅(qū)動裝置結(jié)構(gòu)布置參照門吊大小車走行結(jié)構(gòu)布置方式，即“電機(jī)-制動器-減速箱-卷筒”（見圖1），該結(jié)構(gòu)經(jīng)過現(xiàn)場幾十年的使用，穩(wěn)定、安全、可靠、經(jīng)濟(jì)。

圖1 優(yōu)化后的防搖系統(tǒng)驅(qū)動裝置結(jié)構(gòu)布置

3.1.2 優(yōu)化防搖系統(tǒng)控制方式

采用PLC控制，變頻調(diào)速驅(qū)動系統(tǒng)，包括4臺變頻防搖電機(jī)（配編碼器）和減速箱、4個防搖卷筒、4個變頻器和相應(yīng)的PLC控制器等，通過PLC、變頻調(diào)速控制，能與起升控制協(xié)調(diào)聯(lián)動，實現(xiàn)閉環(huán)矢量控制，能夠?qū)崿F(xiàn)智能化的防搖控制，可以根據(jù)集裝箱門吊作業(yè)工況實時防搖。該防搖控制系統(tǒng)具備智能檢測和控制的功能，通過采集識別作業(yè)工況（如起升載荷信號、集裝箱高度信號等），通過實時智能控制系統(tǒng)的運(yùn)算比較，計算輸出防搖變頻器給定轉(zhuǎn)矩和速度，實時采集變頻器輸出轉(zhuǎn)矩值，使防搖鋼絲繩達(dá)到所需的最佳防搖拉力，實現(xiàn)防搖過程的實時控制，形成閉環(huán)控制回路。

3.2 優(yōu)化防搖系統(tǒng)卷筒規(guī)格尺寸

圖2 優(yōu)化后的防搖系統(tǒng)卷筒

既有防搖卷筒尺寸規(guī)格是φ260×266（19×14）mm,鋼絲繩在防搖卷筒左右極限位置與導(dǎo)向滑輪的夾角α，夾角α角度越小，則鋼絲繩與導(dǎo)向滑輪（壁）的磨擦力越小，滑向滑輪所受和軸向力越小，因此，卷筒的長度與夾角α大小直接相關(guān)。卷筒越短，夾角α越小。根據(jù)起升高度及現(xiàn)場實際距離測量并經(jīng)過驗算，將防搖卷筒尺寸規(guī)格改為φ500×208（13×16）mm（見圖2），能有效減少鋼絲繩與導(dǎo)向滑輪的磨損程度。

3.3 優(yōu)化導(dǎo)向滑輪軸承潤滑點(diǎn)位置設(shè)置

導(dǎo)向滑輪軸承潤滑通過滑輪軸內(nèi)部潤滑通道引入軸承，滑輪軸注油孔外接潤滑油導(dǎo)向管（圖3），引到小車架上方，方便潤滑保養(yǎng)。

圖3 優(yōu)化后的防搖系統(tǒng)導(dǎo)向滑輪油管

3.4 強(qiáng)化檢修保養(yǎng)制度的落實

重新修訂了集裝箱專用門吊日常檢查、定期檢查、定期保養(yǎng)制度和標(biāo)準(zhǔn)，針對防搖系統(tǒng)的交接檢查、日常和定期檢修保養(yǎng)項目和技術(shù)要求進(jìn)行明確，細(xì)化設(shè)備管理人員和維修人員的崗位職責(zé)，層層傳遞，逐級把關(guān)，確保檢修保養(yǎng)制度落到實處，保證檢修養(yǎng)護(hù)質(zhì)量，確保防搖系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

4 結(jié)束語

集裝箱專用門吊吊具防搖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)布置、控制方式、卷筒規(guī)格尺寸和導(dǎo)向滑輪供油點(diǎn)位置的優(yōu)化改進(jìn)，并強(qiáng)化檢修保養(yǎng)制度的落實，經(jīng)過現(xiàn)場生產(chǎn)的實踐檢驗證明，優(yōu)化改進(jìn)后運(yùn)用效果明顯，達(dá)到了預(yù)期的效果。一是徹底解決了力矩電機(jī)、導(dǎo)向滑輪等故障頻發(fā)的現(xiàn)象。經(jīng)過現(xiàn)場近兩年的檢驗，未再發(fā)生過力矩電機(jī)、制動器或?qū)蚧啌p壞故障，實現(xiàn)了零故障。二是有效延長了防搖鋼絲繩的使用壽命。原來每周更換防搖鋼絲繩，現(xiàn)在18個月更換一次。三是有效降低了防搖系統(tǒng)的故障率，減輕維修工人維修工作量，節(jié)省設(shè)備維修費(fèi)用（通過現(xiàn)場測算年節(jié)約近10萬元）。四是保證了集裝箱的裝卸作業(yè)效率和作業(yè)安全。

責(zé)任編輯：王 華

來稿日期：2017-02-22