大型門式起重機防風抗滑系統的原理與實現

莫輝

（廣東省特種設備檢測研究院佛山檢測院，廣東佛山528000）

大型門式起重機防風抗滑系統的原理與實現

莫輝

（廣東省特種設備檢測研究院佛山檢測院，廣東佛山528000）

近年來，我國沿海地區由于臺風等一系列的災害天氣影響，導致起重機被風刮跑、傾覆等事故，給工作人員的人身安全和當地的財產安全造成了較大的影響，所以，熟悉并且掌握大型門式起重機的抗風抗滑系統原理及操作在實際生產中顯得尤為重要。基于此，介紹了大型門式起重機防風抗滑裝置系統的主要構成，并且淺析了起重機防風抗滑裝置系統的具體使用，描述了門式起重機使用防風抗滑系統取得的重要成果，以此保證大型門式起重機在遭遇大風襲擊的時候能夠具有安全性。

門式起重機；防風抗滑系統；原理與實現

多起風災事故使人們意識到露天門式起重機要有安全可靠的防風抗滑系統，另外還要制定具有操作性的管理措施確保使用安全。為減少風災事故發生，相關技術人員對露天工作的門式起重機進行了多年的研究和實踐性操作試驗，并取得了良好的效果。

1 大型門式起重機滑動的原因

一般發生門式起重機風災事故之后會對事故進行分析，往往都是起重機保養不當，單只技術狀態不佳，或者操作人員沒有責任心及自然的不可抗力災害等方面，但是這只是淺層次的方面。所有門式起重機都是根據《起重機設計規范》進行設計的，并且通過了抗風防滑安全性驗算，但還是有許多門式起重機出現了風災事故，如果將其全部歸咎于上述的淺層次方面是不合理的，其有部分原因還是來源于起重機沒有完整的防風抗滑安全性，也就是說忽視了起重機設計的驗算工況，導致起重機在遇到大風的時候還是會出現滑動現象。

門式起重機在工作狀態中發生風災事故的過程為：如果實際風壓比1類計算風壓小時，門式起重機處于正常作業狀態；如果在大風狀態下，實際風壓超過了9，那么門式起重機都會沿著軌道進行運動，因為這個時候的運行機制制動器的及制動已經阻擋不了風力，并且非工作狀態中的夾軌器也不能夠完全應對運動過程中的門式起重機。在持續風力的過程中，門式起重機會在軌道上越跑越快。因為門式起重機的重力較高，在慣性力的作用下，其容易脫線及傾覆。

2 大型門式起重機防風抗滑系統的構成及原理

2.1 大型門式起重機防風抗滑系統的構成

2.1.1 防風抗滑系統軟件

防風抗滑系統的軟件是根據相關的設計制造標準、條件及要求進行設計，比如國家《起重機設計標準》、《起重機安全規程》、《關于貫徹執行門式起重機防范安全技術要求通知》等相關規定。

2.1.2 防風抗滑系統硬件

大型門式起重機防風抗滑系統的硬件系統主要由防風預警裝置、緊急防風裝置、輔助防風裝置及軌道端部止檔裝置組成，在實際應用過程中，這四種硬件裝置要同時配置。

2.1.3 防風預警系統

防風預警系統的主要作用是檢測風級和風速，在遇到較大風速的時候，能夠進行預警，和切斷運行機器設備的電源。系統能夠發出具有聲音和光亮的報警信號，以提醒工作人員，當風力超過設定值時，能夠自動將大車驅動電源切斷。

2.1.4 緊急防風系統

在工作過程中，當遇到突發大風的情況，緊急防風系統能夠對起重機在運行過程中進行緊急防風制動，對此，系統驅動輪、被動輪及電控系統方面都有了全新的要求。

（1）驅動輪。起動機行走輪為驅動輪，并且使用二級制動輪式防風制動裝置，起重機的高速軸中除設置一般的工作制動器之外，還需設置緊急防風制動器，要求直徑為300 mm，制動力在（500±25）N·m，緊急防風制動器在遇到大風的時候具有緊急制動的作用。

（2）被動車輪。其主要使用手動或者電動集中控制鐵鞋的模式，能夠實現起重機被動輪在兩個運行方向的止動。鐵鞋在正常斷電的時候能夠實現防風制動，在不正常斷電的時候能夠實現緩沖制動。

（3）電氣聯鎖。緊急防風電控系統穩定可靠，能夠有效控制防風制動裝置功能，在出現緊急情況的時候由技術人員實施。防風預警系統和緩沖制動系統具有電氣聯鎖，沒有直接與緊急制動系統進行電氣聯鎖[1]。

2.1.5 輔助防風裝置

在起重機不工作的時候使用輔助防風裝置能夠保持起重機的穩定性，比如剛性錨定裝置、電動鐵鞋、夾軌器等等，其基座、支架及其他部件都要根據非工作狀態中的風載荷規定設計。起重機每一端都應該安裝夾軌器，并要求其具有自鎖性能，夾軌器防風止推力會隨著風速的不斷增加而加大。每個夾軌器都要有電氣聯鎖，如果夾軌器沒有抬起或復位不到位時，起重機將不會運行。

2.1.6 軌道端部止檔裝置

軌道端部止檔裝置主要是用在起重機運行到走行軌道端部時吸收地面動能的裝置，其主要有兩種形式，斜坡混砂槽式和斜坡位能式。斜坡混砂槽式具有三面圍墻，墻內的寬度應根據起重機走行輪兩側的最大寬度為基礎設定；長度是軌道端部向內3～5 m，隨著軌道方向從內到外不斷提高，坡度是1∶5，槽內具有一定量的素沙。斜坡位能式的長度和坡度和使用起重機的型號、線路長度有一定的聯系，使用斜坡位能式軌道端部止檔裝置要根據精準度的計算進行。

2.2 大型門式起重機的防風抗滑系統的工作原理

影響門式起重機抗風防滑能力的主要因素就是車輪與軌道的摩擦阻力、水平風力及坡道分力，要想使起重機不被風吹跑，摩擦阻力就要比坡道分力及水平風力要大。就起重機自身來說，其防風抗滑能力與迎風面積、結構系數及高度有關，一般通過改變起重機自重摩擦力的高校改變起重機的抗風防滑能力。大車在行走機制中的有效制動力矩的變化也會改變起重機摩擦阻力，所以要想保證大型門式起重機抗風防滑系統的正常工作，提高起重機抗風防滑能力，其制動力是尤為重要的因素。

在門機正常工作之后，或者發生非正常斷電及由防風控制系統風速儀發出斷電信號時，防風電磁鐵控制器中的蓄電池會提供給電磁閥3～5 s的延時電流，系統在門機小直徑工作職工器的作用下電磁閥會失電恢復零，制動鉗盤會接通供油油路，制動鉗盤供油開始制動。在突發發生大風需要無緩沖制動時，司機按下防風電磁鐵控制器緊急防風按鈕，電源會立即斷開，鉗盤供油油路會接通，高速軸中的制動力矩會使車輪制動。將門機大車輪與鋼軌的滑移率控制在8%～35%范圍中，使防抱死實施制動，以此達到防風效果[2]。

3 起重機防風抗滑系統的使用

大型門式起重器防風抗滑系統的硬件系統可靠且完整的安裝在起重機上面，在日常要對其進行嚴格規范的管理，使其能夠充分發揮自身的作用，在實際操作過程中要根據相關規定進行。

3.1 起重機作業之前

根據不同崗位的不同工作內容，實施分工負責制，以此接觸輔助防風裝置（剛性錨定裝置、電動鐵楔、夾軌器等等）的鎖定作用，之后全面且詳細的檢查防風預警系統工作是否正常，如果良好，接下來解除防風控制器的二級防風制動器制動狀態，將集控鐵鞋提到固定位置并且鎖定。

3.2 起重機作業之中

在起重機工作過程中，操作人員要時刻注意防風預警裝置，如果其在工作過程中發出預警信號，并且此時風速≥13 m/s持續4 s以上或者風速＞11 m/s持續8 s以上就要停止其中工作。起重機作業正常停止的步驟為：恢復控制器零位—按下防風控制器延時按鈕—將控制鐵鞋放下—將貨物放置地面—將整機電源切斷—將預防防風裝置鎖緊；起重機作業非正常停止的步驟為：按下防風控制器緊急制動按鈕—將集中控制鐵鞋放下（之后步驟同上）。

3.3 起重機作業之后

當起重機完成作業之后，將其停放到制定位置，并且切斷整機電源，之后將控制鐵鞋放下，最后將預防防風制動裝置鎖緊。

4 大型門式起重機防風抗滑系統取得的效果

大型門式起重機防風抗滑系統自被研發至今，在實際工作過程中取得了良好的效果。比如：1990年7月份河北省津浦鐵路突發大風，附近單位數臺門式起重機傾覆；同年6月份北京市清和地區突發大風，附近六臺門式起重機傾覆；2000年天津地區突發大風，導致多臺起重機傾覆；2001年河北省廊坊地區突發九級大風，導致兩臺門式起重機傾覆，結構嚴重變形，導致較大的經濟損失。上述地區在使用安全可靠的防風抗滑系統之后，在經歷大風的時候，起重機全部安全無恙，保障了起重機械及工作人員的安全，以此說明大型門式起重機防風抗滑系統在實際工作過程中具有顯著的效果[3]。

5 結束語

自80年代開始，我國發生由于大風導致起重機傾覆或者脫軌的事故不計其數，這些事故對于國家經濟財產及社會人們的人身安全都造成了嚴重的危害，所以要創建安全可靠的防風抗滑系統，并且要求使用單位能夠熟練掌握防風抗滑系統的操作，降低發生風災時候起重機傾覆導致財產出現損失的機率。

[1]楊胡龍.大型門式起重機防風抗滑系統論述[J].工業，2016（11）：78-79.

[2]楊立志，葛東方，張力.門式起重機防風系統的研究與實踐[J].起重運輸機械，2001（B11）：22-24.

[3]鄭國成.門式起重機斜坡式砂槽端擋的設置及防風分析[J].鐵道貨運，2000（5）：28-30.

The Principle and Realization of Anti Sliding System for Large Portal Crane

MO Hui
（Guangdong Special Equipment Inspection Institute Foshan Institute of Technology，Foshan Guangdong 528000，China）

In recent years，china’s coastal areas due to a series of disasters such as typhoon weather，lead to the crane overthrown by wind run，such as accident，to the safety of personnel and the property of the local security caused great influence，therefore，be familiar with and master the wind resistance of large gantry crane against sliding system principle and the operation is particularly important in the practical production.Based on this，this paper first introduces the large gantry crane windproof anti-sliding device system main components，and analyzed the crane the specific use of wind resistance device system，finally describes the gantry crane important progress in witch use the wind resistance system.To ensure a large gantry crane in the high winds attacks can have security. Key words：gantry crane；wind resistance system；principle and realization

TH213.5

A

1672-545X（2017）03-0124-02

2016-12-25

莫輝（1990-），男，廣東佛山人，助理工程師，本科，機電專業方向。