盧茹利

（連云港東糧碼頭有限公司，江蘇連云港 222002）

0 引言

港口門座起重機(jī)（以下簡稱門機(jī)）是港口大宗散貨、件雜貨、集裝箱等貨物裝卸作業(yè)設(shè)備。近年來，伴隨著船舶大型化的發(fā)展，投運占比的提升，門機(jī)逐步朝著裝卸效率高值化、操控系統(tǒng)智能化、機(jī)型尺寸大型化、整機(jī)重量輕量化、額定起重量重型化、能源消耗節(jié)約化的方向發(fā)展，以便適應(yīng)當(dāng)前航運市場的競爭需求。

門機(jī)工作環(huán)境惡劣，具有工作強度大、連續(xù)裝卸作業(yè)時間長、沖擊載荷響應(yīng)明顯等工作特點。門機(jī)是一個復(fù)雜的系統(tǒng)，由金屬結(jié)構(gòu)、機(jī)構(gòu)與零部件、電氣設(shè)備、安全保護(hù)裝置等多個子系統(tǒng)組成，其中任何一部分出現(xiàn)故障問題，都會引發(fā)安全事故，帶來巨大的財產(chǎn)損失和人員傷亡。由于門機(jī)長期處于高腐蝕、天氣情況惡劣的海邊工作環(huán)境，需密切關(guān)注設(shè)備整機(jī)安全性能，避免發(fā)生安全事故。這就要求港口在提高門機(jī)作業(yè)效率的同時，加強設(shè)備的日常檢查，如金屬結(jié)構(gòu)、機(jī)構(gòu)與零部件、電氣設(shè)備元器件和安全保護(hù)裝置的故障預(yù)測、診斷。

門機(jī)的日常管理以及設(shè)備運行安全狀態(tài)自我評估對設(shè)備“管用養(yǎng)修”人員的能力有極高的要求，如何快速客觀地檢查門機(jī)的整體性能狀態(tài)，是港口企業(yè)急需解決的難題。門機(jī)日常檢查流程及要點的基礎(chǔ)是對設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、使用操作規(guī)程、檢測典型案例的學(xué)習(xí)和掌握，結(jié)合行業(yè)專家的經(jīng)驗對設(shè)備從金屬結(jié)構(gòu)、機(jī)構(gòu)與零部件、電氣設(shè)備和安全保護(hù)裝置等方面做出全面性檢查[1-2]。

1 金屬結(jié)構(gòu)

金屬結(jié)構(gòu)是門機(jī)的骨架，不僅支承結(jié)構(gòu)、電氣設(shè)備和機(jī)構(gòu)的重量，還起著傳遞動力、提升起吊載荷的作用。設(shè)備中的控制或動力裝置可以局部更換，而金屬機(jī)構(gòu)如果出現(xiàn)裂紋、變形過大、失穩(wěn)等情況，輕則導(dǎo)致事后維修更換困難，重則導(dǎo)致整機(jī)報廢。因此，港口機(jī)械金屬結(jié)構(gòu)在整機(jī)中占有極其重要地位，起重機(jī)事故中因結(jié)構(gòu)故障導(dǎo)致的事故發(fā)生的比率也較高。

通過對國內(nèi)外港口起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)事故的分析，可以總結(jié)港口起重機(jī)結(jié)構(gòu)事故的發(fā)生主要分為3 類：①疲勞裂紋的擴(kuò)展結(jié)果；②局部失穩(wěn)引起整機(jī)破壞；③多種原因引起結(jié)構(gòu)承載能力下降（如銹蝕），喪失了原有的抵抗性能。以上的原因可能與設(shè)備的材料、設(shè)計、管理及保養(yǎng)諸多因素有關(guān)，但都會在結(jié)構(gòu)上有所體現(xiàn)，為了保證管理者在設(shè)備的使用期間對設(shè)備安全性的了解，對門機(jī)象鼻梁、臂架、平衡梁、人字架、轉(zhuǎn)臺、圓筒和門架金屬結(jié)構(gòu)應(yīng)力、裂紋、銹蝕、變形等進(jìn)行檢查和測量是十分有必要的。

1.1 象鼻梁的檢查

象鼻梁結(jié)構(gòu)是直接承受吊載的構(gòu)件，距離門機(jī)回轉(zhuǎn)中心最遠(yuǎn)。為了減小門機(jī)傾覆力矩，降低整機(jī)自重，象鼻梁的輕量化設(shè)計是最有效的途徑之一。在設(shè)計上應(yīng)力取值較高，甚至接近許用應(yīng)力；在結(jié)構(gòu)上根據(jù)應(yīng)力大小選擇厚薄板對接構(gòu)件。如象鼻梁主梁下翼緣板設(shè)計應(yīng)力較高，采用厚薄板對接的結(jié)構(gòu)形式，雖然對接處不是受力最大的截面，但在港口頻繁、重載的工作下，較高的應(yīng)力容易導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)產(chǎn)生疲勞失效，也是設(shè)計者往往忽視的部位[3]。

對我國部分沿海港口門機(jī)檢測情況的調(diào)研發(fā)現(xiàn)，一種大型門機(jī)象鼻梁在達(dá)到設(shè)計壽命前，其主梁下翼緣板就產(chǎn)生了變形失效（圖1）。一旦象鼻梁主梁變形失效，將直接影響港口的正常作業(yè)，甚至產(chǎn)生重大安全事故。因此在日常檢查中要注意象鼻梁主梁下翼緣板厚薄板對接處的變形情況。

圖1 象鼻梁主梁下翼緣板變形失效

象鼻梁拉桿頂端和立柱連接處也常存在開裂缺陷，且象鼻梁金屬結(jié)構(gòu)外部油漆脫落嚴(yán)重。經(jīng)分析確定其主要是由于結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理所致，在焊接處沒有考慮結(jié)構(gòu)力流的平滑過渡，造成局部應(yīng)力集中，長期工作后便會造成構(gòu)件的損壞。

門機(jī)有時為了減少清倉量或加快裝卸效益，司機(jī)存在甩艙作業(yè)，而甩艙作業(yè)則屬于典型的歪拉斜吊違章操作，額外增大了起升載荷。

門機(jī)在設(shè)計計算的時候，象鼻梁四連桿結(jié)構(gòu)在臂架變幅平面內(nèi)是很剛強的，而在垂直平面方向相對就脆弱得多。偏擺角增加時，水平方向的附加力迅速增大。首先，甩艙作業(yè)往往導(dǎo)致偏擺角超過設(shè)計允許值，水平力就會變大，象鼻梁出現(xiàn)局部結(jié)構(gòu)超載，往往在象鼻梁主梁與臂架連接鉸點附近結(jié)構(gòu)出現(xiàn)局部變形或開裂；其次拖拉作業(yè)不僅使整機(jī)受力變大，起升鋼絲繩往往會碰磨艙口，造成鋼絲繩局部磨損，在日常檢查鋼絲繩時，也要注意觀察相應(yīng)段的鋼絲繩；最后，甩艙作業(yè)時一旦發(fā)生抓斗被物料填埋而強行拉起，往往導(dǎo)致結(jié)構(gòu)損傷。因此要嚴(yán)格注意甩艙作業(yè)導(dǎo)致的后果。

1.2 臂架的檢查

臂架下端用鉸軸與旋轉(zhuǎn)平臺前方的支座相連接，中部與變幅傳動裝置、臂架平衡系統(tǒng)相鉸接。臂架由薄鋼板焊接成的變截面箱型構(gòu)件。常見的失效形式包括臂架根部支座焊縫開裂，拎點支座焊縫開裂，臂架內(nèi)部橫筋、縱筋開裂變形，臂架頭部受壓失穩(wěn)變形。在日常檢查的時候，這些位置要格外注意。

臂架內(nèi)部檢查時間應(yīng)該半年檢查一次，檢查時要提前通風(fēng)4 h 以上，隨身攜帶空氣質(zhì)量監(jiān)測儀、手電筒、對講機(jī)、小榔頭等工具。檢查時應(yīng)注意觀察臂架內(nèi)部的積水、銹蝕、變形、開裂現(xiàn)象。

1.3 拉桿和平衡梁的檢查

拉桿是一根上端與象鼻架尾部相鉸接，下端與人字架頂部鉸接的剛性受拉桿件。拉桿一般采用由薄鋼板焊成箱型或管型截面的細(xì)長桿。

通常情況下，大拉桿可視為自重載荷作用下的二力桿，檢查時，注意觀察對接焊縫處油漆有無脫落、銹蝕、焊縫的開裂情況。重點檢查鉸點軸承竄軸失效，引起大拉桿彎曲（扭曲）變形。檢查平衡梁支座是否存在裂紋、脫焊，觀察鉸點處腹板變形情況。

檢測案例中出現(xiàn)過大拉桿受壓失穩(wěn)變形情況（圖2），分析得知，大拉桿受壓源于門機(jī)起吊的貨物外擺時，司機(jī)進(jìn)行增幅作業(yè)，導(dǎo)致大拉桿受壓，若此種操作長期出現(xiàn)，就會造成大拉桿失穩(wěn)變形。

圖2 大拉桿受壓變形

1.4 人字架的檢查

人字架因為帶載回轉(zhuǎn)制動過程中，根部承受較大的扭轉(zhuǎn)載荷，因此在結(jié)構(gòu)靜載應(yīng)力較小的工況下，發(fā)生根部焊縫開裂的現(xiàn)象（圖3）。重點應(yīng)檢查人字架與轉(zhuǎn)臺連接焊縫的開裂，人字架翼緣板的局部變形。

圖3 人字架根部開裂

1.5 門架的檢查

檢查端梁表面有無銹蝕，有無波浪度變形（可以用肉眼及水平尺輔助檢測），有無開焊開裂。法蘭螺栓有無松動，查“看”彈簧墊片是否翹起，上下法蘭面是否有間隙，方法可以用手指“靠”在法蘭面縫隙之間，利用門機(jī)運行時產(chǎn)生的晃動，判斷螺栓松緊；檢查端梁角焊縫處應(yīng)力集中部位，是否銹蝕、開裂；橫梁內(nèi)部重點檢查圓筒與橫梁上下翼緣板焊接處是否開焊銹蝕。

2 機(jī)構(gòu)與零部件

門機(jī)工作機(jī)構(gòu)按實現(xiàn)的運動情況的不同，可分為起升機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)，即四大機(jī)構(gòu)。

2.1 起升機(jī)構(gòu)的檢查要點

2.1.1 檢查起升減速箱、聯(lián)軸器

（1）判斷減速機(jī)運行情況，如異常響聲及振動。檢查方法：“聽”，借助螺絲刀貼在軸及軸承端蓋上，聽軸及軸承是否異響；“摸”，用手觸摸，將手面貼在減速機(jī)箱蓋及端蓋處，用手感覺軸是否串動，齒輪是否異常抖動、減速箱箱體整體抖動，底座螺栓松動。其次油內(nèi)雜物檢查，簡單就是在放油口放油用手“摸”，感覺是否有顆粒物和判斷黏稠度?！翱础保瑢p速器油位確認(rèn)、判斷。

（2）檢查聯(lián)軸器和高速軸是否存在曠量和串動聯(lián)軸器的檢查主要通過“聽”和“看”。主要是“聽”聯(lián)軸器運轉(zhuǎn)是否有異響，判斷電機(jī)與減速機(jī)軸同軸度是否超標(biāo)。如果懷疑存在曠動，讓操作人員起升和下降反復(fù)試車，通過“看”就能確定。

2.1.2 起升制動器的檢查

（1）檢查制動行程。油缸推桿在綠線上3 mm 正常，低于紅線區(qū)域制動效果差或無制動，還有制動器上無標(biāo)線的，推桿調(diào)制10 mm 高，這樣才能保證油缸推桿的行程。

（2）檢查摩擦片、制動盤、制動力矩。檢查摩擦片的磨損情況，摩擦片在磨損至3 mm 時必須更換，制動盤與摩擦片的打開間隙為2～3 mm。如果摩擦片出現(xiàn)偏磨情況，可通過調(diào)節(jié)絲桿，調(diào)整摩擦片的均等間隙。制動盤檢查，要看制動盤表面是否光滑，有沒有明顯的溝槽和裂紋，制動盤的厚度磨損量，制動盤與高速軸有沒有曠動。制動器的力矩決定制動力度的大小，正常調(diào)整到上下刻度的1/2 以上。

（3）檢查卷筒、壓繩器。檢查卷筒本體及卷筒軸是否有裂紋，卷筒繩槽磨損情況，鋼絲繩壓板螺栓是否出現(xiàn)松動，壓繩器壓輪是否在鋼絲繩上，防止鋼絲繩跳槽；檢查底座、瓦架螺栓情況，不允許有松動。

2.2 變幅機(jī)構(gòu)的檢查要點

（1）檢查制動器。變幅制動器非常關(guān)鍵，制動失靈關(guān)系到整臺門機(jī)，是檢查關(guān)鍵，檢查方法同起升機(jī)構(gòu)。

（2）檢查緊固螺栓。補償軸與電機(jī)及減速機(jī)的連接螺栓不能松動，否則會造成變幅運行抖動。瓦架螺栓絕不允許有松動現(xiàn)象，若松動發(fā)現(xiàn)不及時，會使螺栓被上下瓦架切斷，后果非常嚴(yán)重。還有齒板與箱體的連接螺栓是否松動，如松動會造成齒板折斷。齒條與臂架連接的鉸點處軸端擋板螺栓是否松動。

（3）檢查齒條上下壓輪。齒條上下壓輪，確保壓輪正常轉(zhuǎn)動，如過松會造成齒條抖動；如過緊會造成壓輪內(nèi)軸承損壞。

2.3 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的檢查要點

2.3.1 檢查旋轉(zhuǎn)減速器、電機(jī)連接盤

檢查旋轉(zhuǎn)減速器底座、減速器箱體法蘭螺栓是否松動，可以通過用手指觸“摸”上下法蘭之間結(jié)合面來判斷；通過“聽”電機(jī)啟動與停止的響聲來判斷旋轉(zhuǎn)電機(jī)連接盤曠量和彈性橡膠圈磨損情況，橡膠圈磨損嚴(yán)重會造成制動盤孔磨損而更換制動盤，也會造成電機(jī)連接盤曠動、軸折斷或電機(jī)軸承損壞燒壞電機(jī)等故障。

2.3.2 檢查極限力矩聯(lián)軸器

判斷極限力矩聯(lián)軸器是否正常，可以通過門機(jī)回轉(zhuǎn)制動時，回轉(zhuǎn)的滑行距離和滑行的角度來判斷。通常情況門機(jī)旋轉(zhuǎn)制動后旋轉(zhuǎn)滑行20°為正常，起到旋轉(zhuǎn)制動時緩沖的效果。

2.3.3 檢查上、下定位圈

許多門機(jī)減速器定位圈都有間隙，在旋轉(zhuǎn)時門機(jī)旋轉(zhuǎn)部位會發(fā)出異響，間隙過大會造成旋轉(zhuǎn)減速器下箱體扭斷或開裂。定位圈開焊，會造成回轉(zhuǎn)大齒圈及小齒輪輪齒磨損。

2.4 行走機(jī)構(gòu)的檢查要點

行走機(jī)構(gòu)在運行時，可以通過“看”車輪有沒有左右擺動，行走時“聽”車輪有沒有異響，判斷行走輪軸承是否損壞。

2.5 回轉(zhuǎn)支承裝置的檢查要點

2.5.1 檢查內(nèi)外螺栓松緊情況

檢查時借助手錘敲打“，聽”發(fā)出的聲音來判斷螺栓松緊程度；“看”軸承與法蘭結(jié)合處，如有油擠出或明顯的縫隙，螺栓肯定松動，還可以通過門機(jī)運行觀察與法蘭面的間隙有無氣孔，判斷松緊。

2.5.2 檢查防塵圈、集中潤滑油道

防塵圈是防止軸承內(nèi)進(jìn)入雜物，也作為潤滑油在軸承內(nèi)潤滑時間長短的保護(hù)。軸承內(nèi)潤滑油難留存，若防塵圈損壞，軸承內(nèi)的潤滑油會隨著門機(jī)旋轉(zhuǎn)被擠出，造成軸承潤滑不到位而損壞。

2.5.3 檢查軸承外齒磨損、裂紋情況

檢查日常涂抹潤滑脂的清潔程度，若粘連其他硬物，會伴隨門機(jī)旋轉(zhuǎn)，造成齒面磨損；檢查軸承外齒與驅(qū)動輪輪齒的嚙合情況，保證齒與齒結(jié)合是線接觸，通常接觸寬度保持在70%以上，可以借助塞尺或“鉛絲碾壓法”來檢測。

2.6 鋼絲繩的檢查要點

鋼絲繩有良好的彎撓，且具有承載能力大，耐沖擊、運動速度不受限制、運動平穩(wěn)、使用可靠等優(yōu)點，因此是起重機(jī)械中應(yīng)用最廣泛的撓性構(gòu)件。在門機(jī)鋼絲繩主要用作起升機(jī)構(gòu)的承載繩。

檢查鋼絲繩時，發(fā)現(xiàn)鋼絲繩內(nèi)部鋼芯嚴(yán)重銹蝕并出現(xiàn)大量斷絲，造成鋼絲繩直徑快速減小，失去支撐作用，且鋼絲繩直徑達(dá)到報廢標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定（小于公稱直徑10%）時應(yīng)報廢；內(nèi)層鋼絲出現(xiàn)環(huán)形狀擠出鋼絲繩表面，1 個捻距內(nèi)數(shù)量達(dá)到4 根以上（6×36WS 結(jié)構(gòu)），處理后繼續(xù)出現(xiàn)擠出現(xiàn)象時應(yīng)報廢；鋼絲繩形成死結(jié)，無法通過轉(zhuǎn)動方式解開或解開后結(jié)構(gòu)嚴(yán)重變形時，鋼絲繩應(yīng)報廢[4]。

3 安全保護(hù)裝置

安全裝置在設(shè)備工作過程中起著重要作用，安全裝置的存在與否、工作狀態(tài)的優(yōu)劣直接關(guān)系到港口機(jī)械的安全。門機(jī)安全裝置主要包括緩沖器、起重力矩限制器、防風(fēng)抗滑裝置、限位開關(guān)等。

3.1 防風(fēng)抗滑裝置的檢查要點

門機(jī)防風(fēng)裝置通常由制動器、電動鐵鞋、防風(fēng)拉鎖、錨定插板、手動鐵鞋、夾輪器、夾軌器、頂軌器等裝置組成。

檢查制動器看制動力矩和行程。判斷剎車的力度夠不夠，實踐經(jīng)驗所得大車行走制動距離0.5 m 較為合適。檢查電動鐵鞋在手動狀態(tài)下，鐵鞋是否能夠收放自如，各鏈接點潤滑良好，鐵鞋與軌道是否成平行狀態(tài)，若鐵鞋不平下垂，鐵鞋頭部會與門機(jī)軌道接觸，在軌道接口處受阻，行走時會造成電動鐵鞋損壞。檢查防風(fēng)拉鎖表面無損傷痕跡，各連接端無變形或松動，旋轉(zhuǎn)鎖緊裝置潤滑良好，連接焊縫完好。防風(fēng)拉鎖，對稱布置，成“外八字”狀態(tài)。處于防風(fēng)狀態(tài)時，可以用腳踩鋼絲繩或拉鎖，無晃動現(xiàn)象為合適繃緊狀態(tài)。

日常檢查時，要注意錨定坑內(nèi)無積水，出水孔無堵塞。防止錨定拉鎖支座耳板長期被積水掩埋而銹蝕，出現(xiàn)分層剝落現(xiàn)象（圖4）。

圖4 防風(fēng)拉鎖支座耳板

3.2 起重力矩限制器的檢查要點

起重力矩限制器又稱為超載限制器，是起重機(jī)重要的安全保護(hù)裝置。起重力矩限制器用于額定起重量隨幅度變化而變化的起重機(jī)。保證力矩限制器可靠穩(wěn)定運行，做好重量校驗（預(yù)警90%、報警95%、控制100%）和幅度校驗的檢查，依據(jù)產(chǎn)品使用規(guī)范，力矩限制器每6 個月至少進(jìn)行一次校驗，周期性校驗須逐臺進(jìn)行，維修校驗的設(shè)備按時間順延，校驗過程應(yīng)嚴(yán)格遵守操作流程，提高校驗精度[5]。

3.3 限位開關(guān)、緩沖器的檢查要點

檢查限位開關(guān)，能夠接通、分?jǐn)嗫刂齐娐罚瑢崿F(xiàn)安全保護(hù)功能，如行走機(jī)構(gòu)大車防撞激光限位的檢查，確保發(fā)光器、反光板的完好。檢查緩沖器注意是否老化或被意外撞擊損壞。

4 結(jié)語

港口企業(yè)管理現(xiàn)代化離不開設(shè)備管理現(xiàn)代化，港口機(jī)械設(shè)備自動化、智能化、大型化、高速化發(fā)展，對設(shè)備管理提出了新的要求。設(shè)備管理要遵循科學(xué)管理，從門機(jī)司機(jī)操作、日常檢查、專業(yè)點檢，保養(yǎng)潤滑和維修作業(yè)一體化運維機(jī)制的角度，做好門機(jī)檢查流程及要點，保證在役門機(jī)的安全運行，減少故障率和突發(fā)性安全事故，最大限度發(fā)揮門機(jī)設(shè)備經(jīng)濟(jì)效益。