門座起重機(jī)防風(fēng)安全能力提升的措施

王寶君

（青島前灣西港聯(lián)合碼頭有限責(zé)任公司，山東青島 266500）

0 引言

每年的夏季和秋季是臺風(fēng)和突發(fā)性陣風(fēng)多發(fā)季節(jié)，對港口大型起重機(jī)械造成損毀的事故時有發(fā)生，由此造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，嚴(yán)重影響了港口的正常生產(chǎn)經(jīng)營。隨著全球海運船舶的大型化趨勢，港口起重機(jī)也向大型化發(fā)展，安全風(fēng)險也隨之越大，防風(fēng)安全問題尤為突出。

1 風(fēng)害給港口機(jī)械設(shè)備造成的嚴(yán)重后果

臺風(fēng)、突發(fā)性大風(fēng)破壞力極大，給港口大型起重機(jī)械造成的損害主要有3 種。

（1）整機(jī)滑移。受風(fēng)力作用，大型起重機(jī)整機(jī)滑移，導(dǎo)致相鄰設(shè)備碰撞，造成機(jī)械設(shè)備受損、貨物受損和人員傷亡。如1991年7 月，青島港碼頭一臺岸邊橋式起重機(jī)在作業(yè)中，因突發(fā)陣風(fēng)發(fā)生滑移。該機(jī)被風(fēng)吹行80 多米，撞上另一臺岸邊橋式起重機(jī)，兩臺起重機(jī)倒塌，造成人員一死一傷。據(jù)悉現(xiàn)場風(fēng)力大于10級，已超過這兩臺起重機(jī)夾軌器制動裝置的設(shè)計防風(fēng)能力。

（2）整機(jī)傾覆。受風(fēng)力影響，大型起重機(jī)整機(jī)傾覆，導(dǎo)致設(shè)備報廢，港口無法正常生產(chǎn)。2018 年6 月，青島地區(qū)發(fā)生一次突發(fā)性大風(fēng)，風(fēng)力達(dá)到55 m/s 以上，導(dǎo)致港口5 臺橋式起重機(jī)傾覆，造成了巨大經(jīng)濟(jì)損失，嚴(yán)重影響了港口生產(chǎn)。

（3）金屬結(jié)構(gòu)損壞。受風(fēng)力影響，作業(yè)中大型起重機(jī)失控，造成碰撞，或起重機(jī)臂架等金屬結(jié)構(gòu)變形折損，造成設(shè)備設(shè)備受損、貨物受損和人員傷亡。1996 年9 月，15 號臺風(fēng)登陸廣東湛江，中心風(fēng)力達(dá)到12 級以上，造成湛江港16 臺大型起重機(jī)損毀，大部分起重機(jī)為臂架折損，經(jīng)濟(jì)損失巨大。

2 風(fēng)害對大型起重機(jī)造成破壞的原因分析

（1）大型起重機(jī)設(shè)計防風(fēng)能力不足，不能滿足于實際需要。根據(jù)交通運輸部《港口裝卸機(jī)械風(fēng)載荷計算及防風(fēng)安全要求》，港口大型起重機(jī)設(shè)計防風(fēng)能力最大規(guī)定為55 m/s；目前，大型起重機(jī)風(fēng)速儀的監(jiān)測能力理論值僅為35 m/s。隨著惡劣天氣的變化，風(fēng)力風(fēng)速不斷攀升，2018 年6 月，青島地區(qū)發(fā)生一次突發(fā)性大風(fēng)，風(fēng)力達(dá)到55 m/s 以上，已經(jīng)超出了檢測范圍。

（2）思想麻痹大意，防風(fēng)措施不力。作業(yè)完畢，不及時錨定起重機(jī)，或錨定措施不到位，如錨定插板落下后，未檢查確認(rèn)錨定插板是否插入錨定坑，防風(fēng)鐵楔漏塞或單向塞放。

（3）防風(fēng)裝置的數(shù)量、性能和質(zhì)量達(dá)不到防風(fēng)要求，防風(fēng)能力低，不能抵御臺風(fēng)的沖擊。以門座起重機(jī)為例，目前常用的防風(fēng)裝置主要為：8 個手動鐵楔，8 臺慣性制動器，2 臺電動鐵楔，4條錨定拉索。各個地區(qū)和廠家對設(shè)備防風(fēng)裝置配置標(biāo)準(zhǔn)不一，而且防風(fēng)裝置的可靠性有待于提高。

3 提高大型起重機(jī)防風(fēng)能力的方法

國內(nèi)各港口對大型設(shè)備防風(fēng)高度重視，因地制宜，多措并舉，采取了各種防范措施，下面以門座起重機(jī)（以下簡稱“門機(jī)”）為例，在設(shè)備的防風(fēng)安全裝置方面，重點突出抗滑移能力，闡述提高防風(fēng)能力的方法。

3.1 建議提高機(jī)械設(shè)備設(shè)計防風(fēng)能力

2003 年，交通部頒布的《港口大型機(jī)械防陣風(fēng)防臺風(fēng)管理規(guī)定》第九條指出，“軌道式大型港機(jī)應(yīng)當(dāng)符合：（一）應(yīng)當(dāng)配備防滑和制動裝置，其中防滑裝置須保證設(shè)備在15 m/s 到35 m/s的現(xiàn)場風(fēng)力作用下不發(fā)生滑移；（二）選擇配備防止風(fēng)的水平力和上拔力的裝置時，須保證設(shè)備在35 m/s 到55 m/s 的現(xiàn)場風(fēng)力作用下不發(fā)生傾覆”。

根據(jù)實際天氣情況，“15 m/s 到35 m/s 的現(xiàn)場風(fēng)力作用下不發(fā)生滑移”的設(shè)計要求，已不能滿足實際需求。建議國家相關(guān)部門進(jìn)一步提高港口機(jī)械設(shè)備防風(fēng)抗臺裝置的配置標(biāo)準(zhǔn)，提高設(shè)備的防風(fēng)安全能力。

3.2 確保防風(fēng)裝置的可靠性。

防風(fēng)裝置的可靠性是確保起重機(jī)防風(fēng)能力的重要保障，應(yīng)當(dāng)將起重機(jī)的各類防風(fēng)裝置作為重要部件進(jìn)行設(shè)計、制造、安裝和使用。

（1）夾輪器的應(yīng)用。夾輪器是利用鉗臂夾緊起重機(jī)行走輪輪邊兩側(cè)，通過夾緊力和夾鉗的摩擦力阻止起重機(jī)滑移。主要分為手動、電動和電動液壓3 種類型：手動夾輪器夾緊力小，不適應(yīng)港口大型起重機(jī)；電動和電動液壓夾輪器動作迅速，加緊力大，性能可靠，多用在大中型起重機(jī)上。

（2）電動楔塊式防爬器的應(yīng)用。電動防爬器又稱為電動鐵楔，由電動液力推桿電機(jī)、鐵楔、連接桿等部件組成（圖1）。電動防爬器的控制與起重機(jī)大車行走機(jī)構(gòu)實現(xiàn)電氣聯(lián)鎖控制，大車行走停止時，防爬器鐵楔壓在軌道面上，與起重機(jī)活動連接。當(dāng)起重機(jī)受風(fēng)力作用發(fā)生滑移，鐵楔不動，壓力輪將沿著鐵楔前端斜面爬坡，壓力輪對鐵楔的垂直壓力使鐵楔與軌面產(chǎn)生摩擦力，當(dāng)摩擦力能平衡風(fēng)力時起重機(jī)就停止移動。電動防爬器的應(yīng)用，可以有效增強(qiáng)起重機(jī)工作狀態(tài)下的抗風(fēng)能力。

（3）慣性常閉制動器的應(yīng)用。應(yīng)用于門機(jī)上，慣性常閉制動器依靠門機(jī)行走電機(jī)的驅(qū)動力矩，主動聯(lián)軸節(jié)上的差動銷通過帶動內(nèi)部滑動式頂壓盤軸向位移，消除了作用在內(nèi)制動環(huán)和磨擦片之間的壓緊力（即制動力），解除了制動。停車后，電機(jī)停止輸出扭矩，頂壓盤與從動頂?shù)陌纪孤菁y面上的相互作用力消失，主彈簧被壓縮時存儲的能量釋放，壓迫頂壓盤復(fù)位，從而壓緊內(nèi)制動環(huán)和摩擦片，增加摩擦力，實現(xiàn)制動，保證門機(jī)在動態(tài)作業(yè)過程中或無人操作時，能實現(xiàn)制動（圖2）。

圖1 門機(jī)大車電動楔塊式防爬器

圖2 應(yīng)用慣性制動器的門機(jī)臺車結(jié)構(gòu)示意

（4）鐵楔的使用。鐵楔是一種簡單、有效的防風(fēng)工具，主要用于非工作狀態(tài)下的防風(fēng)錨定。一般情況下，每臺門機(jī)定點放置8個鐵楔，分別塞放于同一個行走輪，對向塞放。為了防止鐵楔受行走輪作用發(fā)生滑動和蹦跳，將鐵楔改造為長舌鐵楔，端部采用導(dǎo)角處理，增加鐵楔的有效性。

（5）自動鐵楔的設(shè)計應(yīng)用。為了達(dá)到便捷、高效的目的，設(shè)計一種自動塞放的鐵楔，利用杠桿和連桿的原理，達(dá)到快速塞放的目的。該自動鐵楔裝置采用四連桿機(jī)構(gòu)，將支架、大小搖臂、連桿、踏板連接在一起，通過固定座上的平衡銷實現(xiàn)在臺車上精準(zhǔn)定位：需要抬起鐵楔時，只需踩下踏板，踏板帶動連桿，將鐵楔抬起；需要掩放鐵楔時，只需輕踩踏板，用腳前部撥動平衡銷，利用鐵楔的自重，可實現(xiàn)鐵楔的自動掩放，進(jìn)一步提高了防突發(fā)性瞬間大風(fēng)的響應(yīng)速度。該裝置由青島前灣西港聯(lián)合碼頭有限責(zé)任公司自行設(shè)計研制，已經(jīng)獲得了國家專利授權(quán)。

（6）錨定裝置的應(yīng)用。起重機(jī)在非工作狀態(tài)下，采用防風(fēng)錨定措施，達(dá)到防滑移、防傾覆的目的。防風(fēng)錨定裝置有插銷式、插板式、拉索式3 種類型，港口門座起重機(jī)主要使用插板式和拉索式防風(fēng)錨定裝置。

3.3 加強(qiáng)對防風(fēng)裝置的安全管理

確保防風(fēng)裝置的可靠性，除了設(shè)計、制造和安裝這些重要環(huán)節(jié)外，另一個很重要的方面就是要加強(qiáng)對防風(fēng)裝置的日常安全管理，定期檢查防風(fēng)裝置的可靠性。要建立防風(fēng)裝置的檢查制度，將防風(fēng)裝置作為設(shè)備安全裝置，每天交接班進(jìn)行檢查，每月開展專項檢查，確保良好的技術(shù)狀況和可靠性。

3.4 加強(qiáng)防風(fēng)應(yīng)急管理

高度重視港口大型起重機(jī)械防風(fēng)工作，時刻繃緊防風(fēng)安全弦，切忌重生產(chǎn)輕安全的麻痹思想。要制定大型機(jī)械設(shè)備防風(fēng)應(yīng)急預(yù)案，針對防臺風(fēng)、防瞬間大風(fēng)不同的情況，明確各級員工的職責(zé)，明確各崗位的應(yīng)急準(zhǔn)備與響應(yīng)的要求，定期開展預(yù)案演練，演練結(jié)束要進(jìn)行評價和改進(jìn)，切實提高員工的應(yīng)急響應(yīng)和處置能力。

（1）對有預(yù)報的臺風(fēng)、大風(fēng)，將所有的防風(fēng)措施提前落實到位，必要時可采取加裝拉索的方式加固設(shè)備。

（2）對突發(fā)性大風(fēng)，日常工作中要居安思危，待用設(shè)備要使用防風(fēng)拉索錨定，作業(yè)中的設(shè)備要時刻注意天氣情況，發(fā)生突發(fā)性大風(fēng)時要爭分奪秒、處置得當(dāng)，減少損失。

4 結(jié)語

綜上所述，確保門座起重機(jī)防風(fēng)安全，需要從管理方面、防風(fēng)裝置設(shè)計配置、應(yīng)急處置等多個方面同時入手，全方位的落實好防風(fēng)措施，提升門座起重機(jī)防風(fēng)安全能力，保證企業(yè)財產(chǎn)安全和人員生命安全。