鄭炯創(chuàng)

（廣東中外運(yùn)東江倉(cāng)碼有限公司，廣東 廣州 510730）

隨著經(jīng)濟(jì)貿(mào)易的高速發(fā)展，我國(guó)港口的吞貨量也一天比一天增長(zhǎng)，門座式起重機(jī)作為港口散貨裝卸起重機(jī)械設(shè)備之一，其在港口的現(xiàn)場(chǎng)裝卸作業(yè)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。但由于當(dāng)前港口門座式起重機(jī)年頭已久，門機(jī)在使用過程中時(shí)不時(shí)會(huì)出現(xiàn)老化、松動(dòng)及變形等現(xiàn)象，尤其是門機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和行走機(jī)構(gòu)會(huì)時(shí)常會(huì)發(fā)生一些小故障。在此情況下，為了保障作業(yè)的安全，提升港口裝卸作業(yè)的效率，必須要對(duì)港口老舊的門機(jī)設(shè)備進(jìn)行改造。下文主要從以下幾個(gè)方面對(duì)門機(jī)改造進(jìn)行分析，具體如下。

1 港口門座式起重機(jī)概述

1.1 門座式起重機(jī)的簡(jiǎn)介

門座式起重機(jī)主要是隨著港口碼頭的發(fā)展而產(chǎn)生的，主要用于港口碼頭的裝卸作業(yè)中，是港口裝卸作業(yè)中不可或缺的設(shè)備，主要是靠?jī)蓚?cè)支腿支撐在地面軌道上，沿著軌道進(jìn)行裝卸作業(yè)。其主要包括起升、變幅、旋轉(zhuǎn)與行走等四大機(jī)構(gòu)，且均采用變頻器控制調(diào)速，以此保障各個(gè)機(jī)構(gòu)都能保持良好的調(diào)速性能，正常作業(yè)中，門機(jī)振動(dòng)小，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，比較安全可靠。可一旦回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)出現(xiàn)故障，門機(jī)便會(huì)發(fā)出異響和振動(dòng)，從而影響到門機(jī)正常作業(yè)。

而門機(jī)的行走機(jī)構(gòu)并非工作機(jī)構(gòu)，主要是為了司機(jī)能控制門機(jī)沿著軌道行走移動(dòng)，一般門機(jī)的行走機(jī)構(gòu)只有在需要更換作業(yè)位置、避開船舶或是遇到大風(fēng)時(shí)才會(huì)發(fā)揮其作用。而在正常使用中，經(jīng)常會(huì)發(fā)生車輪啃噬軌道的情況，導(dǎo)致門機(jī)車輪磨損嚴(yán)重，從而影響車輪的使用壽命。

1.2 工作特點(diǎn)

門座式起重機(jī)在物料提升、短距離的運(yùn)移動(dòng)作業(yè)時(shí)，其動(dòng)作是不斷重復(fù)循環(huán)的，通過重復(fù)、短時(shí)間、周期性的完成貨物的提升與運(yùn)移動(dòng)，且滿載或空載工作過程都是循環(huán)的。為此，其動(dòng)作具有間歇、重復(fù)、周期性的特點(diǎn)，且每個(gè)循環(huán)工作中，其所受到的荷載大小和方向也是不斷變化的。

1.3 工作原理

1.3.1 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)工作原理

回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)主要由電機(jī)、定位圈、減速器以及制動(dòng)器所構(gòu)成，并由兩臺(tái)變頻器來(lái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行起、制動(dòng)運(yùn)行。為此，為了確?；剞D(zhuǎn)機(jī)構(gòu)安全穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，一般會(huì)設(shè)置制冷風(fēng)機(jī)；為了使門機(jī)能夠準(zhǔn)確停車，該機(jī)構(gòu)還設(shè)置了腳踏液壓制動(dòng)。其控制原理主要是將回轉(zhuǎn)主令置零位，風(fēng)速儀正常，回轉(zhuǎn)無(wú)故障、回轉(zhuǎn)手剎打開，不作行走運(yùn)行，零位合上且自鎖，主令置左旋擋，回轉(zhuǎn)腳踏處于正常位置，左旋允許，主令置右旋檔時(shí)，回轉(zhuǎn)腳踏便處于正常位置，右旋允許。

1.3.2 行走機(jī)構(gòu)工作原理

行走機(jī)構(gòu)主要是由電機(jī)與變頻器共同切換啟動(dòng)或制動(dòng)運(yùn)行。當(dāng)行走主令在零位時(shí)，各個(gè)工作機(jī)構(gòu)都會(huì)停止運(yùn)行，電纜、風(fēng)速儀等正常，錨定和防爬會(huì)提起；當(dāng)行走零位置在1 時(shí)，門機(jī)不管是左行還是右行走，聯(lián)動(dòng)臺(tái)手柄操作后，制動(dòng)器會(huì)自行打開；當(dāng)停止運(yùn)行時(shí)，制動(dòng)器便會(huì)延遲抱閘，電纜的電機(jī)也在停止運(yùn)行后斷開電源。為此，只要有行走運(yùn)行信號(hào)，聲光報(bào)警器才會(huì)開始報(bào)警，當(dāng)停止運(yùn)行之后，聲光報(bào)警器也會(huì)延時(shí)斷電[1]。

2 當(dāng)前門座式起重機(jī)存在的問題

2.1 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)存在問題

在日常的作業(yè)中，門座式起重機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)和異響，從而影響了門機(jī)作業(yè)效率。經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn)，門機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)之所以出現(xiàn)振動(dòng)和異響，主要是因?yàn)榛剞D(zhuǎn)定位圈及減速器出現(xiàn)故障。如：門機(jī)在工作時(shí)，其回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的減速器下箱體與定位圈之間會(huì)不斷摩擦，而造成間隙過大，當(dāng)門機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)在作業(yè)時(shí)，在定位圈內(nèi)的減速器便會(huì)出現(xiàn)晃動(dòng)，從而發(fā)出異響，久而久之，減速器與定位圈之間的縫隙會(huì)越來(lái)越大，導(dǎo)致定位圈開裂，這不僅降低回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定性，同時(shí)也影響到門機(jī)的正常作業(yè)。其次，當(dāng)定位圈開裂后，容易造成減速器中輸出軸連接的小齒輪與大齒輪出現(xiàn)啃齒現(xiàn)象，進(jìn)而造成減速器斷軸，驅(qū)動(dòng)齒輪的外齒發(fā)生斷齒的嚴(yán)重磨損故障。

2.2 行走機(jī)構(gòu)存在問題

在門機(jī)行走機(jī)構(gòu)實(shí)際使用中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)把司機(jī)室中的起升、行走、機(jī)下行走等開關(guān)轉(zhuǎn)到司機(jī)室行走或機(jī)下行走檔位時(shí)，不需要再做行走操作，行走柜內(nèi)的風(fēng)扇就會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。而行走柜內(nèi)的風(fēng)扇主要是為了防止變頻器過熱的一種保護(hù)手段。但在實(shí)際的使用過程中，有些司機(jī)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)機(jī)下移動(dòng)門機(jī)之后，沒及時(shí)將開關(guān)推回司機(jī)室起升檔位的現(xiàn)象，此時(shí)行走柜內(nèi)風(fēng)扇就會(huì)在變頻器停止工作之后仍處于工作狀態(tài)。久而久之，這不僅浪費(fèi)電費(fèi)，還會(huì)縮短風(fēng)扇的工作壽命，同時(shí)還會(huì)增加企業(yè)的生產(chǎn)成本，為此對(duì)門機(jī)行走柜內(nèi)風(fēng)扇控制方式進(jìn)行改造已刻不容緩[2]。

3 門座式起重機(jī)的改造分析

針對(duì)門機(jī)回轉(zhuǎn)定位圈與行走柜內(nèi)風(fēng)扇所發(fā)生的故障，亟需找到解決問題的方法，以徹底解決門機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)振動(dòng)和異響、齒輪啃齒、斷軸、行走風(fēng)扇電能耗損、使用壽命縮短等問題，具體改造方法如下。

3.1 回轉(zhuǎn)定位圈改造

為了消除減速器出現(xiàn)晃動(dòng)、發(fā)出異響，齒輪出現(xiàn)啃齒、斷軸等故障問題，必須要對(duì)回轉(zhuǎn)定位圈進(jìn)行改造?；诖耍鶕?jù)改造工藝的要求，減速器的驅(qū)動(dòng)齒輪與外齒之間的齒隙在8 毫米-12 毫米左右，再將減速器上的定位圈與門機(jī)轉(zhuǎn)盤連在一起，但考慮到定位圈在焊接過程中容易出現(xiàn)變形，齒輪與外齒之間的齒隙嚙合存在誤差，難以保障改造工作的順利開展。經(jīng)過研究分析，大家決定將回轉(zhuǎn)定位圈改為卡盤式[3]，具體改造步驟如下：

首先，以某個(gè)型號(hào)的門機(jī)作為改造對(duì)象，該門機(jī)減速器下箱體的外徑大小是420 毫米，那么我們可以加工出一個(gè)外徑590 毫米，內(nèi)徑420 毫米的定位圈，并在定位圈內(nèi)加工出寬30 毫米，高40 毫米的環(huán)形槽。

其次，再根據(jù)減速器驅(qū)動(dòng)齒輪與外齒輪之間的齒隙，改造出一個(gè)外徑500 毫米，內(nèi)徑420 毫米，厚30 毫米的圓環(huán)，而改造材料為45#鋼，再將圓環(huán)均勻成3 段圓弧環(huán)，命名為“調(diào)整塊”，將其放在定位圈的溝槽中，以此調(diào)節(jié)減速器齒輪與回轉(zhuǎn)軸支承外齒輪之間的齒隙。此外，在回轉(zhuǎn)定位圈的外徑分別布置3 個(gè)調(diào)整塊，每個(gè)調(diào)整塊上布上定位螺母與定位孔，當(dāng)將定位圈與門機(jī)轉(zhuǎn)盤焊接結(jié)實(shí)后，定位圈內(nèi)的調(diào)整塊便會(huì)與減速器相互配合著[4]。

最后，回轉(zhuǎn)定位圈在改造調(diào)質(zhì)后環(huán)焊制在轉(zhuǎn)盤上，以此保障門機(jī)回轉(zhuǎn)減速器下箱體的配合，而調(diào)整螺母能夠促進(jìn)回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)齒輪與齒圈的嚙合。

3.2 行走風(fēng)扇的改造

為了能提高行走柜內(nèi)風(fēng)扇壽命、節(jié)約電能，在對(duì)行走柜內(nèi)風(fēng)扇控制方式進(jìn)行改造研究的同時(shí)，也對(duì)風(fēng)扇動(dòng)作條件做了改動(dòng)，這種改造思路不僅能確保行走風(fēng)扇在接到行走指令后開始工作，當(dāng)接收到取消指令時(shí)便會(huì)停止工作，同時(shí)還能達(dá)到保護(hù)變頻器散熱的目的，使變頻器在不工作的狀態(tài)下風(fēng)扇是停止的，這樣能有效降低電能元件浪費(fèi)和損耗，進(jìn)而提高行走風(fēng)扇的使用壽命。具體改造步驟如下：

首先，行走風(fēng)扇的改造材料一般采用護(hù)套線、接觸器，另外在PLC 柜內(nèi)再準(zhǔn)備一個(gè)中間繼電器。其次，當(dāng)準(zhǔn)備好所有材料后，需要在風(fēng)扇的控制回路中加入一個(gè)接觸器，并將輔助觸點(diǎn)打開，因?yàn)镻LC 是控制中間繼電器，而中間繼電器則控制接觸器的吸合；為此，當(dāng)門機(jī)發(fā)出行走指令時(shí)，中間繼電器和接觸器便開始吸合，風(fēng)扇也開始運(yùn)行；當(dāng)門機(jī)行走指令取消時(shí)，中間繼電器與接觸器便會(huì)斷開電源，此時(shí)，風(fēng)扇便會(huì)自動(dòng)停止工作。經(jīng)過對(duì)行走狀態(tài)下風(fēng)扇控制方式的改造，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)約電能，減少元件損耗的目的[5]。

4 結(jié)論

根據(jù)上文改造可以看出，門機(jī)的回轉(zhuǎn)定位圈與行走風(fēng)扇經(jīng)過改造后，回轉(zhuǎn)減速器與定位圈直接配合較緊，減速器的小齒輪與外齒之間的齒隙也得到改進(jìn)，變得可以調(diào)節(jié)，之前回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)所出現(xiàn)的振動(dòng)和異響也全都得到解決；而行走風(fēng)扇經(jīng)過改造后也更加節(jié)能，降低損耗，提升使用壽命。由此可見，通過對(duì)門座式起重機(jī)進(jìn)行改造，更能保障門機(jī)安全可靠作業(yè)，這對(duì)港口的發(fā)展具有積極促進(jìn)的意義。