岸邊集裝箱起重機大車防滑制動性能測試及維護

齊永志

隨著全球貨運需求持續增長和造船技術不斷發展，集裝箱船大型化趨勢日益明顯。為了滿足大型船舶作業需求，岸邊集裝箱起重機（以下簡稱“岸橋”）的外伸距加長且作業高度提升，迎風面積和風載荷也隨之增大。在此背景下，如何保證岸橋在風力作用下的穩定安全成為碼頭需要解決的重要問題。本文介紹岸橋大車防滑制動性能測試方案及維護方法，以期為碼頭大型設備安全管理提供借鑒和參考。

1 岸橋大車防滑制動裝置

根據《港口大型機械防陣風防臺風管理規定》的要求：防滑制動裝置須保證工作狀態下的大型港機在不大于35 m/s的現場風力作用下不發生滑移，非工作狀態下的大型港機在不大于55 m/s的現場風力作用下不發生傾覆;若大型港機使用地近50年最大風速歷史記錄超出上述范圍，則應當按照近50年最大風速設防。工作狀態指港機日常作業狀態，該狀態下的岸橋大車防滑制動裝置通常有夾軌器、頂（壓）軌器、電動防風鐵鍥、夾輪器和電機制動器等。非工作狀態指港機停機不作業狀態，該狀態下的岸橋大車防滑制動裝置包括手動防風鐵鍥、錨定插板和防風拉索等。錨定插板和防風拉索直接與碼頭基礎設施交互使用，采用人工手動操作，具有使用穩定可靠的優點，并且其抗拉強度根據岸橋防風要求計算確定，可實現良好的防風效果。岸橋工作狀態下的大車防滑制動裝置根據岸橋工作特性須經常開閉使用，容易導致制動襯墊、彈簧壓緊系統和液壓系統損耗;因此，碼頭需要定期測試和維護防滑制動裝置，確保其功能正常。

廣州港某碼頭岸橋大車工作狀態下的防滑制動裝置采用電機內置電磁式制動器和夾輪器。電磁式制動器由電磁線圈、壓力彈簧、制動襯墊和制動盤組成，具有結構緊湊、操作簡單、響應靈敏、安全可靠、易于實現遠距離控制等優點。夾輪器由液壓缸、機架、制動臂和制動襯墊組成，其工作原理如下：液壓油通過電磁閥進入夾輪器液壓缸，壓縮缸內碟簧，推動活塞桿帶動制動臂向兩側張開，打開制動器;當電磁閥失電復位時，活塞桿通過碟簧彈力壓縮，帶動制動臂向內側擠壓，實現制動功能。夾輪器具有良好的制動性能和防滑效果，可實施動態緊急制動。

2 岸橋大車防滑制動原理

2.1 岸橋大車受到的風載荷

岸橋結構如圖1所示。岸橋大車受到的風載荷

F=AxqxC

式中：F為風載荷，N;A為迎風面積，m²;q為風壓， N/m²（q=0.613xv²，v為風速，m/s）;C為風力系數。岸橋大車工作風速為35 m/s，風向平行于大車軌道方向，大梁水平狀態下岸橋大車受到的風載荷為120.31 kN（見表1）。

2.2 岸橋大車制動力

岸橋大車防滑制動裝置包括16個制動器，制動力矩為235 N m，制動盤直徑為315 mm;同時還包括16個夾輪器，夾輪器靜態制動力為96 kN。大梁水平狀態下岸橋大車的總制動力為167 kN（見表2）。經計算，工作狀態下岸橋大車制動力為風載荷的1.39倍，大于1.2倍安全系數。岸橋出廠時，制動器和夾輪器的彈簧力矩、制動間隙等均按調試手冊調整并達到設計要求;不過，在岸橋使用過程中，制動器和夾輪器經歷高頻次反復開關，加之其長期遭受海水鹽堿腐蝕等影響，彈簧、碟簧等壓力元件可能出現疲勞損壞，導致制動器和夾輪器的制動力達不到設計要求。彈簧、碟簧等壓力元件安裝在制動器內部，無法通過日常常規檢測發現問題，需要定期維護。

3 岸橋大車防滑制動性能測試

測試岸橋大車防滑制動性能：選取風向平行于大車軌道方向的天氣;根據單側制動器和夾輪器的制動力，風速選取6 m/s為宜;岸橋大車以一擋速度（約0.075 m/s）行走，手柄歸零后立即制動。考慮到岸橋大車的制動力平衡，選取大車左右側的制動器和夾輪器同時制動，測試制動器和夾輪器的制動性能。為了保證海陸側門腿的制動器和夾輪器同時制動，采用可編程邏輯控制器實施制動控制，同時注意采取相應安全防護措施。

岸橋大車防滑制動性能測試結果顯示，左右側制動器和夾輪器的制動效果良好。制動器制動效果測試結果顯示，左右側制動器均能實現快速制動;結合起重機安全監控管理系統信號進一步比對測試效果，制動器開閉靈敏，信號與接觸器同步，電磁式制動器制動盤開閉聲音清脆，初步判斷制動器狀態良好。夾輪器制動效果測試結果顯示，左右側夾輪器均能實現制動，但有較長的拖剎現象;結合起重機安全監控管理系統信號進一步比對測試效果，發現個別夾輪器關閉時間滯后0.1～0.2 s，閉合較慢的夾輪器液壓缸活塞桿位置存在滲油現象（見圖2）。

4 岸橋大車防滑制動性能維護

4.1 夾輪器工作原理

岸橋大車夾輪器工作原理如下：岸橋大車液壓站中的液壓油在電磁閥打開后進入夾輪器液壓缸，液壓油壓縮碟簧推動活塞桿，液壓缸兩端伸長推動制動臂向兩側張開，制動襯墊與車輪分離，夾輪器打開;當電磁閥斷電時，液壓缸內碟簧彈力推動活塞桿制動臂縮回，同時液壓油通過電磁閥回流至液壓站，制動襯墊被制動臂壓縮至車輪，夾輪器閉合。岸橋大車夾輪器結構如圖3所示。

4.2 液壓缸維護

針對岸橋大車夾輪器關閉延時的問題，檢查岸橋大車液壓系統的油路管道、液壓油質量、電磁閥開閉狀態和夾輪器機械連桿，結果顯示均無明顯故障，但液壓缸存在滲油現象。分析岸橋液壓缸結構（見圖4），仔細觀察液壓缸滲油處（見圖5），發現液壓油從壓蓋位置滲出，液壓缸密封組件損壞，螺塞密封不良，液壓缸存在泄壓現象。液壓缸打開工況良好，而在關閉時存在延時現象，這說明螺塞存在機械卡頓或碟簧組彈力不足，無法迅速關閉液壓缸。此時，需要拆解液壓缸，找出故障點，更換密封組件，對整個液壓缸進行密封維修處理。

拆卸分解液壓缸，檢測密封組件后發現：部分密封組件有硬化現象，初步判斷硬化部分為滲油點;液壓缸內有6組共12片碟簧，部分碟簧已開裂受損（見圖6），導致碟簧組彈力降低，從而影響液壓缸的彈性壓力，造成夾輪器正面壓力和制動性能下降。更換密封組件和碟簧時，須對液壓缸進行清潔處理：先用汽油或煤油清洗活塞、缸體、缸筒內壁等安裝密封件的位置，再用高壓水槍清洗，最后用壓縮空氣吹干。安裝新的密封組件和碟簧時，采取將密封圈開槽側朝向液壓缸壓力側及碟簧的組合方式，并涂刷適量的二硫化鉬齒輪潤滑油。液壓缸維護完畢后及時安裝至夾輪器上并實施制動測試，確保夾輪器達到設計制動力矩。

5 結束語

通過對廣州港某碼頭岸橋大車防滑制動性能的測試及維護可以得出以下結論：（1）經計算分析，岸橋工作狀態下的大車制動力大于風載荷，符合設計規范標準;（2）根據分析數據，單獨測試岸橋大車制動器和夾輪器的制動性能，檢測制動器和夾輪器制動性能的衰減情況，檢測結果達到岸橋大車防滑制動要求;（3）對制動性能較差的夾輪器實施維護，使其達到設計制動力，從而確保岸橋大車整體防滑制動性能達到設計要求，提升岸橋作業安全性和可靠性。

（編輯：曹莉瓊? 收稿日期：2022-04-02）