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(duì)集裝箱專用門吊吊具防搖系統(tǒng)發(fā)生的故障問(wèn)題進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、調(diào)查和分析，研究提出優(yōu)化改進(jìn)方案以及實(shí)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(wèn)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(shí)，力矩電機(jī)持續(xù)通電，驅(qū)動(dòng)減速箱與卷筒，始終給防搖鋼絲繩一個(gè)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(wèn)題

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)吊具防搖系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題的統(tǒng)計(jì)分析，存在的主要問(wèn)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(wèn)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(duì)鋼絲繩進(jìn)行更換；滑輪每季度會(huì)出現(xiàn)磨損超限或滑輪壁破損現(xiàn)象。

上述問(wèn)題的出現(xiàn)，造成維修工作量大且難度較高，停機(jī)時(shí)間長(zhǎng)，電機(jī)或?qū)蚧啌p壞維修至少需要一天時(shí)間，維修費(fèi)高（每月需要近1萬(wàn)元），成本居高不下，且嚴(yán)重影響現(xiàn)場(chǎng)集裝箱的運(yùn)輸，給現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)和安全帶來(lái)極大的隱患威脅。

試驗(yàn)動(dòng)物選用42周齡海蘭褐蛋雞1 000只。試驗(yàn)共進(jìn)行53 d，其中預(yù)飼9 d，正式試驗(yàn)40 d。試驗(yàn)結(jié)束后過(guò)渡4 d。所有試驗(yàn)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(wèn)題發(fā)生原因

經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)跟蹤調(diào)查以及發(fā)生故障問(wèn)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(guò)力矩電機(jī)驅(qū)動(dòng)的控制系統(tǒng)有缺陷。集裝箱門吊起升動(dòng)作，力矩電機(jī)始終工作，起升下降時(shí)，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(hào)規(guī)格、堵轉(zhuǎn)電流大小與吊具自重相關(guān)，因?yàn)楫?dāng)?shù)蹙呖蛰d時(shí)，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(guò)大，會(huì)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(shí)，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(guò)增大力矩電機(jī)的型號(hào)來(lái)解決該故障問(wèn)題。

（2）防搖系統(tǒng)卷筒規(guī)格尺寸設(shè)計(jì)不夠合理。4根防搖鋼絲繩的空間布置是上長(zhǎng)相等且互不交叉干涉，一端分別固定在吊具的4個(gè)角上，另一端分別通過(guò)導(dǎo)向滑輪纏繞在4個(gè)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(gè)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(rùn)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(méi)有進(jìn)行正常檢修保養(yǎng)和潤(rùn)滑，會(huì)導(dǎo)致潤(rùn)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(rùn)滑保養(yǎng)不到位。導(dǎo)向滑輪軸承潤(rùn)滑點(diǎn)位置不合理，維修人員潤(rùn)滑保養(yǎng)難度大，而沒(méi)有按規(guī)定定期潤(rùn)滑，從而導(dǎo)致潤(rùn)滑不到位，軸承潤(rùn)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(dòng)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(dòng)裝置結(jié)構(gòu)布置

防搖系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)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(dòng)器-減速箱-卷筒”（見(jiàn)圖1），該結(jié)構(gòu)經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)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(dòng)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(dòng)系統(tǒng)，包括4臺(tái)變頻防搖電機(jī)（配編碼器）和減速箱、4個(gè)防搖卷筒、4個(gè)變頻器和相應(yīng)的PLC控制器等，通過(guò)PLC、變頻調(diào)速控制，能與起升控制協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)，實(shí)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(shí)時(shí)防搖。該防搖控制系統(tǒng)具備智能檢測(cè)和控制的功能，通過(guò)采集識(shí)別作業(yè)工況（如起升載荷信號(hào)、集裝箱高度信號(hào)等），通過(guò)實(shí)時(shí)智能控制系統(tǒng)的運(yùn)算比較，計(jì)算輸出防搖變頻器給定轉(zhuǎn)矩和速度，實(shí)時(shí)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(shí)現(xiàn)防搖過(guò)程的實(shí)時(shí)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(zhǎng)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(chǎng)實(shí)際距離測(cè)量并經(jīng)過(guò)驗(yàn)算，將防搖卷筒尺寸規(guī)格改為φ500×208（13×16）mm（見(jiàn)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(rùn)滑點(diǎn)位置設(shè)置

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

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(duì)防搖系統(tǒng)的交接檢查、日常和定期檢修保養(yǎng)項(xiàng)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(jí)把關(guān)，確保檢修保養(yǎng)制度落到實(shí)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(yǔ)

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(shí)，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)的實(shí)踐檢驗(yàn)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(guò)現(xiàn)場(chǎng)近兩年的檢驗(yàn)，未再發(fā)生過(guò)力矩電機(jī)、制動(dòng)器或?qū)蚧啌p壞故障，實(shí)現(xiàn)了零故障。二是有效延長(zhǎng)了防搖鋼絲繩的使用壽命。原來(lái)每周更換防搖鋼絲繩，現(xiàn)在18個(gè)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(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)算年節(jié)約近10萬(wàn)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(lái)稿日期：2017-02-22