港口起重機(jī)維修保養(yǎng)周期研究

張向平，周靖

（上海振華重工（集團(tuán)）股份有限公司，上海 200125）

起重機(jī)是港口進(jìn)行貨物裝卸工作的核心設(shè)備，定期的進(jìn)行起重機(jī)的檢修、保養(yǎng)可以使其處于良好的工作狀態(tài)，進(jìn)而提高裝卸貨物的效率、降低成本。合理的維修、保養(yǎng)周期結(jié)構(gòu)，可以延長起重機(jī)的使用壽命、降低費(fèi)用消耗、擴(kuò)大經(jīng)濟(jì)效益，使起重機(jī)的價(jià)值得到最大發(fā)揮。

1 港口起重機(jī)簡介

從工作原理上來看港口起重機(jī)與其他起重設(shè)備的工作原理是一樣的，以磷化涂層鋼絲繩為主要的傳力工具，借助鋼支架的輔助作用，實(shí)現(xiàn)貨物在目的地之間的運(yùn)輸。港口起重機(jī)的工作同時具有幾個方面的顯著特點(diǎn)：操作簡單、速度快、傳輸貨物平穩(wěn)，但是由于港口貨物運(yùn)輸工作量大，港口起重機(jī)的故障率更高、更容易出現(xiàn)損傷等。從世界范圍來看，港口起重機(jī)主要有三種類型，門座式起重機(jī)、固定起重機(jī)以及船用起重機(jī)。門座式起重機(jī)的應(yīng)用范圍最為廣泛，從結(jié)構(gòu)上來講其擁有最多的零部件、結(jié)構(gòu)最為復(fù)雜、噸位重，但其具有最大的起重功率，貨物運(yùn)輸效率最快，成為許多國家港口運(yùn)輸?shù)氖滓x擇。

2 港口起重機(jī)設(shè)備常見的問題

2.1 鉸結(jié)點(diǎn)過度磨損

鉸結(jié)點(diǎn)過度磨損會對金屬結(jié)構(gòu)產(chǎn)生消極影響，加速結(jié)構(gòu)的損傷過程。起重機(jī)設(shè)備的使用周期長，許多設(shè)備使用年限都在十年以上，而且金屬結(jié)構(gòu)的鉸結(jié)點(diǎn)數(shù)量很多，一旦鉸結(jié)點(diǎn)出現(xiàn)磨損問題，會導(dǎo)致零部件之間的配合間隙增大，影響整機(jī)的平穩(wěn)運(yùn)行，還會削弱金屬結(jié)構(gòu)的剛度，加大起重機(jī)工作狀態(tài)下的變形，延長振動衰減過程，增大金屬結(jié)構(gòu)的疲勞損傷。

2.2 工作級別提高

隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，進(jìn)出口貿(mào)易量與日俱增，起重機(jī)的工作級別也在不斷上升，但起重機(jī)更新?lián)Q代的周期相對較長。許多重大港口，起重機(jī)24小時工作，起重機(jī)的使用壽命計(jì)算公式中，疲勞循環(huán)次數(shù)是定值，使用級別的提高導(dǎo)致年交變應(yīng)力循環(huán)次數(shù)的增加，而使用年限與年交變應(yīng)力循環(huán)次數(shù)的乘積為起重機(jī)的固定疲勞循環(huán)次數(shù)。因此，起重機(jī)的使用年限隨著貨運(yùn)量的增加而減少。

2.3 鋼絲繩損傷

（1）磨損。鋼絲繩的磨損主要包括外部磨損和內(nèi)部磨損兩個方面。鋼絲繩外部磨損是指外層繩股表面的磨損，在貨物的運(yùn)送過程中，鋼絲繩表面與滑輪、卷筒等輔助裝置表面接觸、摩擦而產(chǎn)生的損傷。外部磨損會導(dǎo)致鋼絲繩變細(xì)，鋼絲損傷降低鋼絲繩的負(fù)載能力和安全使用性能。通常鋼絲繩外部磨損導(dǎo)致實(shí)際直徑比工程直徑減少10%，或繩股外層鋼絲磨損達(dá)40%時，必須及時進(jìn)行更換。鋼絲繩的內(nèi)部磨損是繩股之間、鋼絲之間，產(chǎn)生相對摩擦而引起的損傷。實(shí)際操作中，鋼絲在卷筒和滑輪組間纏繞時，其曲率半徑不可能完全相同，這就造成鋼絲繩內(nèi)部繩股之間、鋼絲之間產(chǎn)生相對摩擦。

（2）疲勞。鋼絲繩在工作過程中會承受彎曲、拉伸、扭轉(zhuǎn)、壓縮等多種形式的荷載的共同作用，會破壞鋼絲繩降低其負(fù)載能力。按照作用荷載形式的不同，疲勞可分為彎曲疲勞、拉壓疲勞、扭轉(zhuǎn)疲勞以及振動疲勞四大類型。其中彎曲疲勞主要指鋼絲繩在工作狀態(tài)下在卷筒和滑輪組間多次纏繞，鋼絲繩的形態(tài)在彎曲、直之間反復(fù)變化，從而產(chǎn)生疲勞，嚴(yán)重影響鋼絲繩的韌性，甚至導(dǎo)致斷絲現(xiàn)象的產(chǎn)生。拉壓疲勞扭轉(zhuǎn)疲勞以及震動疲勞是指起重機(jī)在運(yùn)行過程中，反復(fù)的啟動、制動，上升、下降，在這個過程中鋼絲繩會受到多種應(yīng)力的重復(fù)作用，當(dāng)重復(fù)次數(shù)超過鋼絲繩所能承受的交變次數(shù)定值后，會出現(xiàn)疲勞問題。

3 起重機(jī)維修、保養(yǎng)周期常見問題

大部分起重機(jī)的維修、保養(yǎng)周期管理是落實(shí)相關(guān)“蘭皮書”的規(guī)定。但是從不同港口的運(yùn)行情況來看單純的照搬規(guī)定，很難達(dá)到預(yù)期的保養(yǎng)效果，起重機(jī)的工作狀態(tài)和工作能力得不到長久的保障。依據(jù)多個港口運(yùn)行實(shí)踐，總結(jié)得出以下起重機(jī)保養(yǎng)、修理定額存在的問題。

3.1 修理間隔問題

起重機(jī)停機(jī)保養(yǎng)的修理間隔短，修理保養(yǎng)的綜合時間過長，影響了起重機(jī)的正常工作和使用。影響了港口的正常的裝卸生產(chǎn)?！疤m皮書”規(guī)定起重機(jī)的大修間隔期為21600工作小時，在這段時間內(nèi)還需要另外進(jìn)行1次中修，6次小修以及40次定期保養(yǎng)，依照這個流程來計(jì)算，在一個大修期內(nèi)，起重機(jī)的總停機(jī)日為：75+50+20×6+40×3＝365天。

因此每完成一個大修周期起重機(jī)累計(jì)需要1年的停機(jī)保養(yǎng)，這對于港口生產(chǎn)來說造成了極大的資源浪費(fèi)，嚴(yán)重影響經(jīng)濟(jì)效益。此外，起重機(jī)設(shè)備的維修、保養(yǎng)通常在港口就地實(shí)施，也不利于其它機(jī)械作業(yè)的開展。

3.2 維修成本問題

起重機(jī)進(jìn)行維修、保養(yǎng)的成本較高，以“蘭皮書”規(guī)定作為計(jì)算依據(jù)，在一個標(biāo)準(zhǔn)的大修周期，起重機(jī)的維修、保養(yǎng)費(fèi)用為：54000+38000+5600×6+240×40＝135000元。這個計(jì)算公式依據(jù)早些年的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)在維修、保養(yǎng)的成本費(fèi)至少為：135000×1．5＝202500元。

3.3 修理制度問題

大、中、小三級修理制度過于傳統(tǒng)，與現(xiàn)代起重機(jī)技術(shù)管理制度并不匹配。隨著對外貿(mào)易的發(fā)展，目前國內(nèi)各港口對外貿(mào)易量較大、機(jī)械使用率高、配件供給充足，倘若按照這種修理模式來進(jìn)行起重機(jī)的維修和保養(yǎng)，將無法滿足港口貿(mào)易發(fā)展的需要。在實(shí)際的起重機(jī)設(shè)備使用中，遇到零件故障，倘若拆裝方便就進(jìn)行零件的更換，拆裝不方便直接進(jìn)行總成的更換，這樣可以保證在最短的時間內(nèi)恢復(fù)起重機(jī)的工作狀態(tài)，拆裝下來的總成可以拿到檢修部門進(jìn)行進(jìn)一步的修復(fù)。因此，“蘭皮書”所規(guī)定的三級修理制度可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮喕幚?，取消中修理和小修理?/p>

4 起重機(jī)周期性維修、保養(yǎng)的關(guān)鍵要素

起重機(jī)作為港口作業(yè)的重要工具，保證其時刻處于最佳的工作狀態(tài)，對于維持港口的貿(mào)易發(fā)展來說具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。起重機(jī)的維修保養(yǎng)主要包含了四個方面的關(guān)鍵要素，分別是加固方案的設(shè)計(jì)、選材的強(qiáng)度與質(zhì)量、部件間的焊接工藝以及承載強(qiáng)度的檢驗(yàn)。

4.1 起重機(jī)加固方案設(shè)計(jì)要素

加固方案設(shè)計(jì)首先要考慮底盤因素，通常來說起重機(jī)底盤的組構(gòu)形式主要是梁式構(gòu)架，通常起重機(jī)正常運(yùn)作時，其主要的受力方向在起重機(jī)下和中心部位，為了得到最好的設(shè)計(jì)方案我們就要從加固本身以及為未來維修提供方便的角度進(jìn)行考慮，這樣我們可以得到以下解決方案：將底盤的對立板和橫板進(jìn)行加固安裝，并進(jìn)行有效的焊接，形成穩(wěn)固的三角受力結(jié)構(gòu)。這樣起重機(jī)在進(jìn)行工作時，擁有更加穩(wěn)固的動力輸出范圍以及荷載承受的能力，同時大大提高了設(shè)備的強(qiáng)度。

4.2 起重機(jī)的選材要素

合理的選材可以有效的解決設(shè)備強(qiáng)度的問題，通常選擇強(qiáng)度要高于母材強(qiáng)度，在實(shí)踐操作中可以按照下面的方式進(jìn)行選材強(qiáng)度的對比。利用焊機(jī)對母材和選材進(jìn)行焊接，連接完成后采用恰當(dāng)?shù)氖菏侄螌附涌谶M(jìn)行破壞，以破壞結(jié)果作為強(qiáng)度的判別依據(jù)，倘若焊接口是選材端被破壞，說明選材強(qiáng)度低于母材強(qiáng)度，假如母材端破破壞，那么選材強(qiáng)度符合選材標(biāo)準(zhǔn)，所選材料符合其中機(jī)設(shè)備的使用要求。

4.3 起重機(jī)焊接要素

焊接工藝是決定起重機(jī)設(shè)備工作強(qiáng)度的另外一個重要因素，焊接工藝的把控主要包括：焊機(jī)合理使用、焊條烘干程度、焊接具體操作步驟、焊接溫度的把控四個方面的內(nèi)容。與其中機(jī)設(shè)備而言，焊接工作是最基礎(chǔ)的環(huán)節(jié)，只有嚴(yán)格把控好焊接工藝的每個方面，才能夠保證起重機(jī)高效安全的運(yùn)行。

4.4 起重機(jī)的強(qiáng)度檢驗(yàn)要素

強(qiáng)度檢驗(yàn)是保證起重機(jī)正常工作的關(guān)鍵因素，強(qiáng)度檢驗(yàn)工作的主要內(nèi)容是對焊接質(zhì)量問題的檢驗(yàn)。焊接程度把控不好，有可能在焊接過程中出現(xiàn)焊接過度、焊接過輕甚至是出現(xiàn)漏焊現(xiàn)象，焊接時間過長或者焊接時間過短，都會對起重機(jī)的質(zhì)量造成消極影響。因此，起重機(jī)的強(qiáng)度檢驗(yàn)工作必須要以這些因素作為檢查重點(diǎn)。

5 結(jié)語

現(xiàn)代化的港口裝卸生產(chǎn)規(guī)模越來越大，起重機(jī)設(shè)備在港口貿(mào)易發(fā)展過程中的作用和地位日漸提升，因此做好起重機(jī)設(shè)備的維修保養(yǎng)工作，保證其時刻處于最佳的工作狀態(tài)對于維持港口正常工作具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。綜上所述，要想做好起重機(jī)設(shè)備的維修保養(yǎng)工作就必須要了解設(shè)備故障規(guī)律，建立符合現(xiàn)代起重機(jī)設(shè)備技術(shù)管理規(guī)律的修理制度，制定合理的修理間隔，同時把握好起重機(jī)周期性維修、保養(yǎng)的關(guān)鍵要素。