空箱堆高機(jī)起重鏈條組件斷裂預(yù)防及應(yīng)急保護(hù)措施

劉成明

空箱堆高機(jī)是用于搬運(yùn)和堆碼空箱的集裝箱叉車(chē)，屬于場(chǎng)（廠）內(nèi)專用機(jī)動(dòng)車(chē)輛類別下的機(jī)動(dòng)工業(yè)車(chē)輛。隨著港口集裝箱吞吐量的增長(zhǎng)以及港口空箱堆高機(jī)使用數(shù)量和年限的增加，空箱堆高機(jī)作業(yè)安全問(wèn)題日益凸顯。近年來(lái)，空箱堆高機(jī)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(wèn)題尤為突出?？障涠迅邫C(jī)起重鏈條組件斷裂會(huì)造成吊具失重下墜，危及人身和財(cái)產(chǎn)安全，并導(dǎo)致吊具墜落部件受到不同程度損壞，嚴(yán)重影響設(shè)備正常作業(yè)。本文從空箱堆高機(jī)日常維修管理工作存在的薄弱環(huán)節(jié)著手，結(jié)合空箱堆高機(jī)起重鏈條組件結(jié)構(gòu)和工作原理，分析起重鏈條組件斷裂原因并提出相應(yīng)預(yù)防和應(yīng)急保護(hù)措施，以期降低起重鏈條組件斷裂風(fēng)險(xiǎn)，確?？障涠迅邫C(jī)平穩(wěn)運(yùn)行。

1空箱堆高機(jī)起重鏈條組件結(jié)構(gòu)

空箱堆高機(jī)起重鏈條組件是空箱堆高機(jī)起重系統(tǒng)的重要組成部分，整體為雙鏈條結(jié)構(gòu)，主要由鏈錨、鏈條銷和鏈條組成（見(jiàn)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(shí)，應(yīng)當(dāng)盡量選擇品牌、型號(hào)、尺寸標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一且質(zhì)量達(dá)標(biāo)的配件。以鏈條為例：目前空箱堆高機(jī)多選用承載能力大、抗疲勞強(qiáng)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(nèi)門(mén)架之間，鏈條繞過(guò)內(nèi)門(mén)架上部鏈輪，一端連接在內(nèi)門(mén)架上部鏈錨固定座上，另一端連接在吊具鏈錨固定座上;內(nèi)門(mén)架滑動(dòng)連接在外門(mén)架上，2個(gè)起升油缸分別安裝在外門(mén)架兩側(cè)，活塞桿頂端固定在內(nèi)門(mén)架卜部。

空箱堆高機(jī)起重鏈條組件工作原理如下：液壓系統(tǒng)輸送壓力到達(dá)起升油缸，起升油缸上的活塞桿向上運(yùn)動(dòng)并帶動(dòng)鏈輪和內(nèi)門(mén)架一起上升;鏈輪上升后，鏈條牽動(dòng)吊具以2倍于內(nèi)門(mén)架的起升速度一起上升;當(dāng)起升油缸中的油壓泄掉時(shí)，吊具靠自身重力通過(guò)鏈條帶動(dòng)內(nèi)門(mén)架及起升油缸自動(dòng)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(zhì)量，加之工作負(fù)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(jī)起重系統(tǒng)日常檢查和維修保養(yǎng)的重點(diǎn)部位。

2空箱堆高機(jī)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(chǎn)生的沖擊力的長(zhǎng)期作用下，鏈錨螺母受力固定部位容易發(fā)生疲勞斷裂（見(jiàn)圖3）。鏈錨斷裂故障較為隱蔽，開(kāi)裂初期需要拆檢后通過(guò)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(shè)計(jì)缺陷，在原鏈條鏈錨安裝部位無(wú)法對(duì)鏈錨的長(zhǎng)度和直徑實(shí)施升級(jí);（2）鏈錨質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，即使相同品牌和型號(hào)的鏈錨也存在部分批次質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的問(wèn)題，如材質(zhì)和熱處理等工藝不達(dá)標(biāo)均有可能導(dǎo)致鏈錨斷裂;（3）隨機(jī)手冊(cè)等無(wú)統(tǒng)一報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)可查，導(dǎo)致鏈錨報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)和更換要求不清。

2.2鏈條銷斷裂

鏈條通過(guò)鏈條銷與鏈錨相連。鏈條銷兩端開(kāi)口銷固定，容易在徑向和軸向力的作用下發(fā)生位移和轉(zhuǎn)動(dòng)，加之其受力不均，鏈錨與鏈條連接固定孔容易變形，從而導(dǎo)致鏈條銷斷裂（見(jiàn)圖4）。在實(shí)踐中，連接BL14型號(hào)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(wú)法單獨(dú)提高鏈條銷型號(hào)等級(jí);（2）吊具左右箱梁質(zhì)量不同、兩側(cè)輪胎高度不同、門(mén)架變形、司機(jī)操作習(xí)慣不良等都可能導(dǎo)致吊具重心偏移，使得鏈條銷受力重心偏移，導(dǎo)致鏈條銷因受力不均而斷裂;（3）鏈條銷質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，抗拉強(qiáng)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(dǎo)致鏈條銷斷裂;（5）設(shè)備作業(yè)強(qiáng)度大、司機(jī)操作不規(guī)范、路面不平整等導(dǎo)致鏈條銷疲勞斷裂風(fēng)險(xiǎn)上升。

2.3鏈條斷裂

在空箱堆高機(jī)起重鏈條組件中，鏈條的長(zhǎng)度最長(zhǎng)（約9.25m），節(jié)數(shù)最多，每個(gè)鏈節(jié)都有磨損斷裂的風(fēng)險(xiǎn)，其中鏈條上端距離鏈輪約1m處的2個(gè)鏈節(jié)之間磨損最嚴(yán)重。鏈條磨損是由鏈條與鏈輪嚙合時(shí)銷軸與鏈板之間的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)引起的。鏈輪附近鏈條轉(zhuǎn)動(dòng)相對(duì)頻繁，加之鏈輪表面較硬且不平，嚙合受力不均以及鏈條潤(rùn)滑不良導(dǎo)致干磨，使得鏈輪附近鏈條磨損斷裂的風(fēng)險(xiǎn)較大（見(jiàn)圖5）。

鏈條斷裂的主要原因包括：（1）吊具左右箱梁質(zhì)量不同、兩側(cè)輪胎高度不同、門(mén)架變形、司機(jī)操作習(xí)慣不良等都可能導(dǎo)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(zhì)量不達(dá)標(biāo)，或所更換鏈條的品牌和生產(chǎn)批次存在差異，使得鏈條因抗拉、抗磨強(qiáng)度發(fā)生變化而斷裂;（3）鏈條報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)單一，不同品牌和型號(hào)鏈條的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)不明確且測(cè)量部位存在差異，導(dǎo)致磨損嚴(yán)重部位被漏測(cè)或測(cè)量不準(zhǔn);（4）設(shè)備作業(yè)強(qiáng)度大、司機(jī)操作不規(guī)范、路面不平整等導(dǎo)致鏈條疲勞斷裂風(fēng)險(xiǎn)上升。

3空箱堆高機(jī)起重鏈條組件斷裂預(yù)防措施

3.1鏈錨斷裂預(yù)防措施

（1）購(gòu)置質(zhì)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(diǎn)金屬安全部位專項(xiàng)檢查表，加強(qiáng)鏈錨專項(xiàng)檢查;制作鏈錨報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)參照表，按標(biāo)準(zhǔn)要求檢查、更換鏈錨并做好記錄。

（3）定期實(shí)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(cè)檢查和敲擊檢查很難發(fā)現(xiàn)。發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行滿4000h后，用著色探傷劑對(duì)鏈錨實(shí)施著色探傷檢查并做好記錄，及時(shí)更換有裂紋的鏈錨（見(jiàn)圖6）。

3.2鏈條銷斷裂預(yù)防措施

（1）鏈條銷必須與鏈條配套，且材質(zhì)工藝達(dá)標(biāo)。銷軸要求采用優(yōu)質(zhì)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(shí)更換磨損或刮傷的鏈條銷。

（3）加強(qiáng)司機(jī)交班檢查培訓(xùn)，要求司機(jī)每個(gè)班次均實(shí)施目測(cè)檢查，并將檢查內(nèi)容納入交班檢查表。

3.3鏈條斷裂預(yù)防措施

（1）選用原裝進(jìn)口品牌或國(guó)內(nèi)知名品牌鏈條，產(chǎn)品滿足GB/T6074-1995《板式鏈、端接頭及槽輪》標(biāo)準(zhǔn)要求，具有良好的抗拉、抗磨、耐疲勞等特性，材質(zhì)選用優(yōu)質(zhì)合金鋼，表面熱處理工藝成熟。

（2）多點(diǎn)測(cè)量重點(diǎn)磨損部位，拆解更換磨損超標(biāo)鏈條。從上端45個(gè)鏈節(jié)中不均勻取樣8節(jié)鏈條進(jìn)行測(cè)量（見(jiàn)圖7和圖8），發(fā)現(xiàn)鏈條磨損最嚴(yán)重的部位位于上端第9個(gè)和第22個(gè)鏈節(jié)之間。對(duì)鏈條磨損嚴(yán)重部位實(shí)施多點(diǎn)測(cè)量，當(dāng)測(cè)量出的最大磨損量達(dá)到或接近磨損3%的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，立即更換鏈條。

（3）采用三維數(shù)據(jù)疊加監(jiān)控鏈條磨損情況。在鏈條尺測(cè)量的基礎(chǔ)上，增加鏈條作業(yè)箱量、鏈條運(yùn)行時(shí)間數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，確定不同機(jī)型、不同型號(hào)、不同品牌、不同工況條件下各種數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)值和平均值，并制作鏈條監(jiān)控更換表。鏈條測(cè)量方法為：采用鏈條尺測(cè)量數(shù)值（見(jiàn)圖9），結(jié)合鏈條作業(yè)箱量和鏈條運(yùn)行時(shí)間，參照鏈條監(jiān)控更換表評(píng)估鏈條運(yùn)行區(qū)間;若測(cè)量結(jié)果顯示鏈條進(jìn)入疲勞更換區(qū)間（當(dāng)鏈條作業(yè)箱量達(dá)到35萬(wàn)-45萬(wàn)TEU或鏈條磨損量達(dá)到8.1～14.0mm時(shí)），立即更換鏈條。

4空箱堆高機(jī)起重鏈條組件斷裂應(yīng)急保護(hù)措施

4.1鏈錨斷裂應(yīng)急保護(hù)措施

根據(jù)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(wú)法得到固定支撐而受力，導(dǎo)致吊具傾斜或下墜。為此，可以采取以下應(yīng)急保護(hù)措施：在鏈錨固定座板上加裝保護(hù)座板，其材質(zhì)為Q235鋼板，厚度為20min，按尺寸加工板件，現(xiàn)場(chǎng)組合焊接;兩層座板保持適當(dāng)間隙，內(nèi)置鏈錨配套螺母，從而在鏈錨斷裂時(shí)起到承接支撐和固定作用，避免事故發(fā)生。鏈錨保護(hù)座加裝前后對(duì)比如圖10所示。

4.2鏈條銷斷裂應(yīng)急保護(hù)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(shè)備安全，以加裝的鏈錨保護(hù)座為平臺(tái)，根據(jù)鏈條承載的質(zhì)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?chē)?，從而?duì)鏈條銷起到二次受力保護(hù)作用。鏈條銷保護(hù)鋼絲繩加裝步驟如下：根據(jù)鏈條型號(hào)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(hù)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(hù)鋼絲繩加裝前后對(duì)比見(jiàn)圖11。

5結(jié)束語(yǔ)

從空箱堆高機(jī)起重鏈條組件斷裂預(yù)防及應(yīng)急保護(hù)措施的實(shí)施效果來(lái)看，空箱堆高機(jī)作業(yè)安全性明顯提高，設(shè)備在作業(yè)過(guò)程中未發(fā)生因起重鏈條組件斷裂而導(dǎo)致的安全事故。不過(guò)，需要強(qiáng)調(diào)的是，任何技術(shù)和規(guī)章在實(shí)際操作中都無(wú)法取代人自身的素質(zhì)和責(zé)任心。安全生產(chǎn)任重道遠(yuǎn)，每一位現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員都應(yīng)當(dāng)擔(dān)負(fù)起安全生產(chǎn)重任，確保港站碼頭生產(chǎn)作業(yè)安全。