軌道式集裝箱龍門起重機(jī)起升鋼絲繩更換工藝優(yōu)化方案

李凌杰

鋼絲繩是軌道式集裝箱龍門起重機(jī)（以下簡(jiǎn)稱“軌道吊”）執(zhí)行集裝箱吊運(yùn)作業(yè)的關(guān)鍵承載裝置，按周期對(duì)鋼絲繩進(jìn)行預(yù)防性更換是有效保障鋼絲繩安全使用的重要舉措。本文針對(duì)原有的軌道吊起升鋼絲繩更換工藝存在的問題，提出軌道吊起升鋼絲繩更換工藝優(yōu)化方案，從而在提升軌道吊起升鋼絲繩更換作業(yè)安全性的同時(shí)，達(dá)到縮小作業(yè)范圍、提高作業(yè)效率、降低作業(yè)成本的效果。

1原有的軌道吊起升鋼絲繩更換工藝存在的問題

如圖1所示，原有的軌道吊起升鋼絲繩更換工藝為：采用3t燃油叉車牽引鋼絲繩，通過將叉車的水平方向運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為鋼絲繩的垂直方向運(yùn)動(dòng)，完成廢舊鋼絲繩的拆卸及新鋼絲繩的吊運(yùn)安裝。該工藝存在以下問題。

（1）在操作叉車牽引鋼絲繩的過程中，叉車司機(jī)難以根據(jù)鋼絲繩的運(yùn)行狀態(tài)及時(shí)調(diào)整操作，從而容易發(fā)生鋼絲繩刮碰或繩鉤斷裂等事故，導(dǎo)致鋼絲繩從高處墜落，存在較大的安全隱患。為了確保作業(yè)安全，需要在地面安排專人全程監(jiān)護(hù)，導(dǎo)致人力成本增加。

（2）采用燃油叉車牽引鋼絲繩，雖然可滿足克服鋼絲繩重力的做功要求，但同時(shí)額外增加叉車運(yùn)行的燃油成本。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在原有的工藝下，單臺(tái)次軌道吊更換起升鋼絲繩大約消耗燃油10L，折合燃油成本大約為67元。

（3）為了滿足鋼絲繩垂直方向的運(yùn)行距離要求，叉車水平方向運(yùn)行需要占用大量場(chǎng)地空間，從而可能影響碼頭正常生產(chǎn)作業(yè)。

2軌道吊起升鋼絲繩更換工藝優(yōu)化方案

為了解決上述問題，對(duì)原有的軌道吊起升鋼絲繩更換工藝實(shí)施優(yōu)化（見圖2）：改用變頻電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)牽引鋼絲繩，并加裝配重塊，以確保卷揚(yáng)機(jī)在作業(yè)過程中保持平衡和重心穩(wěn)定。具體方案如下。

（1）受力分析每臺(tái)軌道吊有8根起升鋼絲繩，每根鋼絲繩自身質(zhì)量約為450kg，設(shè)定安全系數(shù)為2，據(jù)此估算卷揚(yáng)機(jī)在牽引過程中需要克服的鋼絲繩重力及鋼絲繩與設(shè)備間的滑動(dòng)摩擦力為13kN。

（2）工藝要求為了實(shí)現(xiàn)與原有作業(yè)工藝相同的功能和效率，優(yōu)化后的軌道吊起升鋼絲繩更換工藝要求如下：鋼絲繩牽引速度保持在15m/min左右;卷揚(yáng)機(jī)具有變頻調(diào)速控制功能，以確保電機(jī)啟停平緩，以及通過設(shè)備狹窄危險(xiǎn)部位能夠及時(shí)減速并保持足夠拉力。

（3）卷揚(yáng)機(jī)選型根據(jù)上述受力分析及工藝要求，結(jié)合目前國內(nèi)市場(chǎng)可提供的相關(guān)產(chǎn)品，確定選用JM3型變頻電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)，并加裝液壓制動(dòng)器（見圖3）。JM3型變頻電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)額定起升速度為12-18 m/min，額定起升質(zhì)量為3t。此外，加配變頻調(diào)速控制柜，調(diào)速范圍在0～15m/min之間。

（4）配重及運(yùn)輸裝置設(shè)計(jì)為了在牽引過程中保持平衡和重心穩(wěn)定，卷揚(yáng)機(jī)自身整體質(zhì)量必須達(dá)到1t，而JM3型變頻電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)自身質(zhì)量只有450kg左右;因此，在卷揚(yáng)機(jī)底座上加裝可拆卸式配重板，并加裝與叉車相匹配的運(yùn)輸?shù)准?，以保證運(yùn)輸擺放平穩(wěn)（見圖4）。

3軌道吊起升鋼絲繩更換工藝優(yōu)化方案的預(yù)期效果

（1）卷揚(yáng)機(jī)無須使用燃油，并且無須配備操作司機(jī)，能夠有效降低燃油成本和人力成本。據(jù)測(cè)算：在原有的工藝下，單臺(tái)次軌道吊起升鋼絲繩更換作業(yè)的燃油成本和人力成本合計(jì)約為730元;在優(yōu)化后的工藝下，單臺(tái)次軌道吊起升鋼絲繩更換作業(yè)的電力成本和人力成本合計(jì)約為520元，比原有的工藝降低210元。按照軌道吊起升鋼絲繩每年更換80臺(tái)次計(jì)算，采用優(yōu)化后的工藝每年可節(jié)約成本約16800元。

（2）地面操作人員能夠近距離實(shí)時(shí)觀察鋼絲繩的運(yùn)行狀態(tài)，并通過操控變頻調(diào)速卷揚(yáng)機(jī)及時(shí)調(diào)整鋼絲繩牽引速度，從而極大地提升鋼絲繩牽引操作安全性。

（3）軌道吊起升鋼絲繩更換作業(yè)區(qū)域縮小至設(shè)備停機(jī)范圍內(nèi)，從而確保碼頭正常生產(chǎn)作業(yè)不受影響，鋼絲繩更換作業(yè)效率有效提升。

（4）工藝優(yōu)化方案具備良好的實(shí)施條件，施工所需的設(shè)備設(shè)施和配套材料均為成品件和常見材料，市場(chǎng)供應(yīng)充足且采購便利。