大型門(mén)式起重機(jī)防風(fēng)抗滑系統(tǒng)的原理與實(shí)現(xiàn)

莫輝

（廣東省特種設(shè)備檢測(cè)研究院佛山檢測(cè)院，廣東佛山528000）

大型門(mén)式起重機(jī)防風(fēng)抗滑系統(tǒng)的原理與實(shí)現(xiàn)

莫輝

（廣東省特種設(shè)備檢測(cè)研究院佛山檢測(cè)院，廣東佛山528000）

近年來(lái)，我國(guó)沿海地區(qū)由于臺(tái)風(fēng)等一系列的災(zāi)害天氣影響，導(dǎo)致起重機(jī)被風(fēng)刮跑、傾覆等事故，給工作人員的人身安全和當(dāng)?shù)氐呢?cái)產(chǎn)安全造成了較大的影響，所以，熟悉并且掌握大型門(mén)式起重機(jī)的抗風(fēng)抗滑系統(tǒng)原理及操作在實(shí)際生產(chǎn)中顯得尤為重要?；诖?，介紹了大型門(mén)式起重機(jī)防風(fēng)抗滑裝置系統(tǒng)的主要構(gòu)成，并且淺析了起重機(jī)防風(fēng)抗滑裝置系統(tǒng)的具體使用，描述了門(mén)式起重機(jī)使用防風(fēng)抗滑系統(tǒng)取得的重要成果，以此保證大型門(mén)式起重機(jī)在遭遇大風(fēng)襲擊的時(shí)候能夠具有安全性。

門(mén)式起重機(jī)；防風(fēng)抗滑系統(tǒng)；原理與實(shí)現(xiàn)

多起風(fēng)災(zāi)事故使人們意識(shí)到露天門(mén)式起重機(jī)要有安全可靠的防風(fēng)抗滑系統(tǒng)，另外還要制定具有操作性的管理措施確保使用安全。為減少風(fēng)災(zāi)事故發(fā)生，相關(guān)技術(shù)人員對(duì)露天工作的門(mén)式起重機(jī)進(jìn)行了多年的研究和實(shí)踐性操作試驗(yàn)，并取得了良好的效果。

1 大型門(mén)式起重機(jī)滑動(dòng)的原因

一般發(fā)生門(mén)式起重機(jī)風(fēng)災(zāi)事故之后會(huì)對(duì)事故進(jìn)行分析，往往都是起重機(jī)保養(yǎng)不當(dāng)，單只技術(shù)狀態(tài)不佳，或者操作人員沒(méi)有責(zé)任心及自然的不可抗力災(zāi)害等方面，但是這只是淺層次的方面。所有門(mén)式起重機(jī)都是根據(jù)《起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》進(jìn)行設(shè)計(jì)的，并且通過(guò)了抗風(fēng)防滑安全性驗(yàn)算，但還是有許多門(mén)式起重機(jī)出現(xiàn)了風(fēng)災(zāi)事故，如果將其全部歸咎于上述的淺層次方面是不合理的，其有部分原因還是來(lái)源于起重機(jī)沒(méi)有完整的防風(fēng)抗滑安全性，也就是說(shuō)忽視了起重機(jī)設(shè)計(jì)的驗(yàn)算工況，導(dǎo)致起重機(jī)在遇到大風(fēng)的時(shí)候還是會(huì)出現(xiàn)滑動(dòng)現(xiàn)象。

門(mén)式起重機(jī)在工作狀態(tài)中發(fā)生風(fēng)災(zāi)事故的過(guò)程為：如果實(shí)際風(fēng)壓比1類(lèi)計(jì)算風(fēng)壓小時(shí)，門(mén)式起重機(jī)處于正常作業(yè)狀態(tài)；如果在大風(fēng)狀態(tài)下，實(shí)際風(fēng)壓超過(guò)了9，那么門(mén)式起重機(jī)都會(huì)沿著軌道進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，因?yàn)檫@個(gè)時(shí)候的運(yùn)行機(jī)制制動(dòng)器的及制動(dòng)已經(jīng)阻擋不了風(fēng)力，并且非工作狀態(tài)中的夾軌器也不能夠完全應(yīng)對(duì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的門(mén)式起重機(jī)。在持續(xù)風(fēng)力的過(guò)程中，門(mén)式起重機(jī)會(huì)在軌道上越跑越快。因?yàn)殚T(mén)式起重機(jī)的重力較高，在慣性力的作用下，其容易脫線(xiàn)及傾覆。

2 大型門(mén)式起重機(jī)防風(fēng)抗滑系統(tǒng)的構(gòu)成及原理

2.1 大型門(mén)式起重機(jī)防風(fēng)抗滑系統(tǒng)的構(gòu)成

2.1.1 防風(fēng)抗滑系統(tǒng)軟件

防風(fēng)抗滑系統(tǒng)的軟件是根據(jù)相關(guān)的設(shè)計(jì)制造標(biāo)準(zhǔn)、條件及要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，比如國(guó)家《起重機(jī)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》、《起重機(jī)安全規(guī)程》、《關(guān)于貫徹執(zhí)行門(mén)式起重機(jī)防范安全技術(shù)要求通知》等相關(guān)規(guī)定。

2.1.2 防風(fēng)抗滑系統(tǒng)硬件

大型門(mén)式起重機(jī)防風(fēng)抗滑系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)主要由防風(fēng)預(yù)警裝置、緊急防風(fēng)裝置、輔助防風(fēng)裝置及軌道端部止檔裝置組成，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，這四種硬件裝置要同時(shí)配置。

2.1.3 防風(fēng)預(yù)警系統(tǒng)

防風(fēng)預(yù)警系統(tǒng)的主要作用是檢測(cè)風(fēng)級(jí)和風(fēng)速，在遇到較大風(fēng)速的時(shí)候，能夠進(jìn)行預(yù)警，和切斷運(yùn)行機(jī)器設(shè)備的電源。系統(tǒng)能夠發(fā)出具有聲音和光亮的報(bào)警信號(hào)，以提醒工作人員，當(dāng)風(fēng)力超過(guò)設(shè)定值時(shí)，能夠自動(dòng)將大車(chē)驅(qū)動(dòng)電源切斷。

2.1.4 緊急防風(fēng)系統(tǒng)

在工作過(guò)程中，當(dāng)遇到突發(fā)大風(fēng)的情況，緊急防風(fēng)系統(tǒng)能夠?qū)ζ鹬貦C(jī)在運(yùn)行過(guò)程中進(jìn)行緊急防風(fēng)制動(dòng)，對(duì)此，系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)輪、被動(dòng)輪及電控系統(tǒng)方面都有了全新的要求。

（1）驅(qū)動(dòng)輪。起動(dòng)機(jī)行走輪為驅(qū)動(dòng)輪，并且使用二級(jí)制動(dòng)輪式防風(fēng)制動(dòng)裝置，起重機(jī)的高速軸中除設(shè)置一般的工作制動(dòng)器之外，還需設(shè)置緊急防風(fēng)制動(dòng)器，要求直徑為300 mm，制動(dòng)力在（500±25）N·m，緊急防風(fēng)制動(dòng)器在遇到大風(fēng)的時(shí)候具有緊急制動(dòng)的作用。

（2）被動(dòng)車(chē)輪。其主要使用手動(dòng)或者電動(dòng)集中控制鐵鞋的模式，能夠?qū)崿F(xiàn)起重機(jī)被動(dòng)輪在兩個(gè)運(yùn)行方向的止動(dòng)。鐵鞋在正常斷電的時(shí)候能夠?qū)崿F(xiàn)防風(fēng)制動(dòng)，在不正常斷電的時(shí)候能夠?qū)崿F(xiàn)緩沖制動(dòng)。

（3）電氣聯(lián)鎖。緊急防風(fēng)電控系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，能夠有效控制防風(fēng)制動(dòng)裝置功能，在出現(xiàn)緊急情況的時(shí)候由技術(shù)人員實(shí)施。防風(fēng)預(yù)警系統(tǒng)和緩沖制動(dòng)系統(tǒng)具有電氣聯(lián)鎖，沒(méi)有直接與緊急制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行電氣聯(lián)鎖[1]。

2.1.5 輔助防風(fēng)裝置

在起重機(jī)不工作的時(shí)候使用輔助防風(fēng)裝置能夠保持起重機(jī)的穩(wěn)定性，比如剛性錨定裝置、電動(dòng)鐵鞋、夾軌器等等，其基座、支架及其他部件都要根據(jù)非工作狀態(tài)中的風(fēng)載荷規(guī)定設(shè)計(jì)。起重機(jī)每一端都應(yīng)該安裝夾軌器，并要求其具有自鎖性能，夾軌器防風(fēng)止推力會(huì)隨著風(fēng)速的不斷增加而加大。每個(gè)夾軌器都要有電氣聯(lián)鎖，如果夾軌器沒(méi)有抬起或復(fù)位不到位時(shí)，起重機(jī)將不會(huì)運(yùn)行。

2.1.6 軌道端部止檔裝置

軌道端部止檔裝置主要是用在起重機(jī)運(yùn)行到走行軌道端部時(shí)吸收地面動(dòng)能的裝置，其主要有兩種形式，斜坡混砂槽式和斜坡位能式。斜坡混砂槽式具有三面圍墻，墻內(nèi)的寬度應(yīng)根據(jù)起重機(jī)走行輪兩側(cè)的最大寬度為基礎(chǔ)設(shè)定；長(zhǎng)度是軌道端部向內(nèi)3～5 m，隨著軌道方向從內(nèi)到外不斷提高，坡度是1∶5，槽內(nèi)具有一定量的素沙。斜坡位能式的長(zhǎng)度和坡度和使用起重機(jī)的型號(hào)、線(xiàn)路長(zhǎng)度有一定的聯(lián)系，使用斜坡位能式軌道端部止檔裝置要根據(jù)精準(zhǔn)度的計(jì)算進(jìn)行。

2.2 大型門(mén)式起重機(jī)的防風(fēng)抗滑系統(tǒng)的工作原理

影響門(mén)式起重機(jī)抗風(fēng)防滑能力的主要因素就是車(chē)輪與軌道的摩擦阻力、水平風(fēng)力及坡道分力，要想使起重機(jī)不被風(fēng)吹跑，摩擦阻力就要比坡道分力及水平風(fēng)力要大。就起重機(jī)自身來(lái)說(shuō)，其防風(fēng)抗滑能力與迎風(fēng)面積、結(jié)構(gòu)系數(shù)及高度有關(guān)，一般通過(guò)改變起重機(jī)自重摩擦力的高校改變起重機(jī)的抗風(fēng)防滑能力。大車(chē)在行走機(jī)制中的有效制動(dòng)力矩的變化也會(huì)改變起重機(jī)摩擦阻力，所以要想保證大型門(mén)式起重機(jī)抗風(fēng)防滑系統(tǒng)的正常工作，提高起重機(jī)抗風(fēng)防滑能力，其制動(dòng)力是尤為重要的因素。

在門(mén)機(jī)正常工作之后，或者發(fā)生非正常斷電及由防風(fēng)控制系統(tǒng)風(fēng)速儀發(fā)出斷電信號(hào)時(shí)，防風(fēng)電磁鐵控制器中的蓄電池會(huì)提供給電磁閥3～5 s的延時(shí)電流，系統(tǒng)在門(mén)機(jī)小直徑工作職工器的作用下電磁閥會(huì)失電恢復(fù)零，制動(dòng)鉗盤(pán)會(huì)接通供油油路，制動(dòng)鉗盤(pán)供油開(kāi)始制動(dòng)。在突發(fā)發(fā)生大風(fēng)需要無(wú)緩沖制動(dòng)時(shí)，司機(jī)按下防風(fēng)電磁鐵控制器緊急防風(fēng)按鈕，電源會(huì)立即斷開(kāi)，鉗盤(pán)供油油路會(huì)接通，高速軸中的制動(dòng)力矩會(huì)使車(chē)輪制動(dòng)。將門(mén)機(jī)大車(chē)輪與鋼軌的滑移率控制在8%～35%范圍中，使防抱死實(shí)施制動(dòng)，以此達(dá)到防風(fēng)效果[2]。

3 起重機(jī)防風(fēng)抗滑系統(tǒng)的使用

大型門(mén)式起重器防風(fēng)抗滑系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)可靠且完整的安裝在起重機(jī)上面，在日常要對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格規(guī)范的管理，使其能夠充分發(fā)揮自身的作用，在實(shí)際操作過(guò)程中要根據(jù)相關(guān)規(guī)定進(jìn)行。

3.1 起重機(jī)作業(yè)之前

根據(jù)不同崗位的不同工作內(nèi)容，實(shí)施分工負(fù)責(zé)制，以此接觸輔助防風(fēng)裝置（剛性錨定裝置、電動(dòng)鐵楔、夾軌器等等）的鎖定作用，之后全面且詳細(xì)的檢查防風(fēng)預(yù)警系統(tǒng)工作是否正常，如果良好，接下來(lái)解除防風(fēng)控制器的二級(jí)防風(fēng)制動(dòng)器制動(dòng)狀態(tài)，將集控鐵鞋提到固定位置并且鎖定。

3.2 起重機(jī)作業(yè)之中

在起重機(jī)工作過(guò)程中，操作人員要時(shí)刻注意防風(fēng)預(yù)警裝置，如果其在工作過(guò)程中發(fā)出預(yù)警信號(hào)，并且此時(shí)風(fēng)速≥13 m/s持續(xù)4 s以上或者風(fēng)速＞11 m/s持續(xù)8 s以上就要停止其中工作。起重機(jī)作業(yè)正常停止的步驟為：恢復(fù)控制器零位—按下防風(fēng)控制器延時(shí)按鈕—將控制鐵鞋放下—將貨物放置地面—將整機(jī)電源切斷—將預(yù)防防風(fēng)裝置鎖緊；起重機(jī)作業(yè)非正常停止的步驟為：按下防風(fēng)控制器緊急制動(dòng)按鈕—將集中控制鐵鞋放下（之后步驟同上）。

3.3 起重機(jī)作業(yè)之后

當(dāng)起重機(jī)完成作業(yè)之后，將其停放到制定位置，并且切斷整機(jī)電源，之后將控制鐵鞋放下，最后將預(yù)防防風(fēng)制動(dòng)裝置鎖緊。

4 大型門(mén)式起重機(jī)防風(fēng)抗滑系統(tǒng)取得的效果

大型門(mén)式起重機(jī)防風(fēng)抗滑系統(tǒng)自被研發(fā)至今，在實(shí)際工作過(guò)程中取得了良好的效果。比如：1990年7月份河北省津浦鐵路突發(fā)大風(fēng)，附近單位數(shù)臺(tái)門(mén)式起重機(jī)傾覆；同年6月份北京市清和地區(qū)突發(fā)大風(fēng)，附近六臺(tái)門(mén)式起重機(jī)傾覆；2000年天津地區(qū)突發(fā)大風(fēng)，導(dǎo)致多臺(tái)起重機(jī)傾覆；2001年河北省廊坊地區(qū)突發(fā)九級(jí)大風(fēng)，導(dǎo)致兩臺(tái)門(mén)式起重機(jī)傾覆，結(jié)構(gòu)嚴(yán)重變形，導(dǎo)致較大的經(jīng)濟(jì)損失。上述地區(qū)在使用安全可靠的防風(fēng)抗滑系統(tǒng)之后，在經(jīng)歷大風(fēng)的時(shí)候，起重機(jī)全部安全無(wú)恙，保障了起重機(jī)械及工作人員的安全，以此說(shuō)明大型門(mén)式起重機(jī)防風(fēng)抗滑系統(tǒng)在實(shí)際工作過(guò)程中具有顯著的效果[3]。

5 結(jié)束語(yǔ)

自80年代開(kāi)始，我國(guó)發(fā)生由于大風(fēng)導(dǎo)致起重機(jī)傾覆或者脫軌的事故不計(jì)其數(shù)，這些事故對(duì)于國(guó)家經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)及社會(huì)人們的人身安全都造成了嚴(yán)重的危害，所以要?jiǎng)?chuàng)建安全可靠的防風(fēng)抗滑系統(tǒng)，并且要求使用單位能夠熟練掌握防風(fēng)抗滑系統(tǒng)的操作，降低發(fā)生風(fēng)災(zāi)時(shí)候起重機(jī)傾覆導(dǎo)致財(cái)產(chǎn)出現(xiàn)損失的機(jī)率。

[1]楊胡龍.大型門(mén)式起重機(jī)防風(fēng)抗滑系統(tǒng)論述[J].工業(yè)，2016（11）：78-79.

[2]楊立志，葛東方，張力.門(mén)式起重機(jī)防風(fēng)系統(tǒng)的研究與實(shí)踐[J].起重運(yùn)輸機(jī)械，2001（B11）：22-24.

[3]鄭國(guó)成.門(mén)式起重機(jī)斜坡式砂槽端擋的設(shè)置及防風(fēng)分析[J].鐵道貨運(yùn)，2000（5）：28-30.

The Principle and Realization of Anti Sliding System for Large Portal Crane

MO Hui
（Guangdong Special Equipment Inspection Institute Foshan Institute of Technology，F(xiàn)oshan Guangdong 528000，China）

In recent years，china’s coastal areas due to a series of disasters such as typhoon weather，lead to the crane overthrown by wind run，such as accident，to the safety of personnel and the property of the local security caused great influence，therefore，be familiar with and master the wind resistance of large gantry crane against sliding system principle and the operation is particularly important in the practical production.Based on this，this paper first introduces the large gantry crane windproof anti-sliding device system main components，and analyzed the crane the specific use of wind resistance device system，finally describes the gantry crane important progress in witch use the wind resistance system.To ensure a large gantry crane in the high winds attacks can have security. Key words：gantry crane；wind resistance system；principle and realization

TH213.5

A

1672-545X（2017）03-0124-02

2016-12-25

莫輝（1990-），男，廣東佛山人，助理工程師，本科，機(jī)電專(zhuān)業(yè)方向。