淺談起重機(jī)回轉(zhuǎn)控制技術(shù)—技術(shù)改造回轉(zhuǎn)動(dòng)態(tài)剎車

陳安順

（中海石油（中國）有限公司深圳分公司，廣東 深圳 518067）

1 起重機(jī)回轉(zhuǎn)剎車操作控制存在的缺陷

由于風(fēng)力、搖擺力的影響，回轉(zhuǎn)剎車難以控制。回轉(zhuǎn)剎車過急使貨物擺動(dòng)幅度大難以控制，過慢會(huì)錯(cuò)過機(jī)會(huì)，打反車時(shí)容易損壞設(shè)備，貨物受慣性擺動(dòng)過大。回轉(zhuǎn)剎車系統(tǒng)的可操作性將直接影響起重機(jī)司機(jī)的安全操作水平。

1.1 回轉(zhuǎn)剎車控制操作方法

根據(jù)回轉(zhuǎn)剎車原理圖分析，當(dāng)回轉(zhuǎn)操作停止時(shí)，剎車處于打開回轉(zhuǎn)還處于滑動(dòng)狀態(tài)；通過手動(dòng)泵油來操作常開式動(dòng)態(tài)剎車；手動(dòng)消壓常閉剎車，在剎車片受彈簧力作用剎車。

1.2 操作控制受設(shè)計(jì)缺陷難以協(xié)調(diào)配合

回轉(zhuǎn)受外力影響時(shí)，作業(yè)需要抓住每個(gè)機(jī)會(huì)協(xié)同配合。雙手聯(lián)動(dòng)操作變幅、起升、回轉(zhuǎn)的同時(shí)，難以空出右手來操作回轉(zhuǎn)手剎。

1.3 回轉(zhuǎn)剎車風(fēng)險(xiǎn)因素

若是利用常閉剎車按鈕，需等待回轉(zhuǎn)自動(dòng)停穩(wěn)才能執(zhí)行此操作，如回轉(zhuǎn)未停穩(wěn)剎車，會(huì)因滑行速度過快、剎車過急造成機(jī)械損壞。受現(xiàn)場風(fēng)力、油輪搖擺影響使回轉(zhuǎn)滑行速度加快，難以等待起重機(jī)回轉(zhuǎn)停穩(wěn)到中心位置，若時(shí)機(jī)緊迫，駕駛員就會(huì)利用反車制動(dòng)，由于有一定的滑行速度，會(huì)受反向沖擊力造成設(shè)備損壞。

2 起重機(jī)回轉(zhuǎn)控制技術(shù)改造

2.1 回轉(zhuǎn)動(dòng)態(tài)剎車系統(tǒng)

根據(jù)回轉(zhuǎn)剎車的原理，引入液壓控制回路的壓力到回轉(zhuǎn)動(dòng)態(tài)剎車腳踏控制回路，經(jīng)過減壓閥設(shè)定壓力值，由腳踏比例控制閥與單向節(jié)流閥調(diào)節(jié)剎車速度，使回轉(zhuǎn)腳踏剎車能夠靈活配合其他機(jī)構(gòu)完成操作。

2.2 回轉(zhuǎn)剎車控制回路元件的作用

（1）減壓閥的作用：減壓閥是調(diào)節(jié)控制回路所需的最大壓力260psi，以滿足剎車所需的壓力要求。（2）腳踏比例控制閥的作用：通過比例減壓來控制回路的壓力變化，流經(jīng)單向節(jié)流閥80～260psi剎車壓力范圍，起到回轉(zhuǎn)緩慢減速至完全停止，松開腳踏板，接通回油油路流回油箱，壓力能夠快速降為0psi，此時(shí)剎車完全松開。（3）節(jié)流閥節(jié)的作用：調(diào)節(jié)腳剎剎車時(shí)間，起到正向節(jié)流，反向?qū)ā＃?）梭閥的作用：梭閥是接通手動(dòng)和腳動(dòng)到回轉(zhuǎn)剎車回路的切換開關(guān)。

2.3 回轉(zhuǎn)動(dòng)態(tài)剎車系統(tǒng)工作原理與操作程序。

（1）控制回路工作原理。液壓控制系統(tǒng)壓力350psi，經(jīng)減壓給回轉(zhuǎn)剎車系統(tǒng)提供260psi的工作壓力。腳踏比例控制閥及節(jié)流閥導(dǎo)通，梭閥關(guān)閉手動(dòng)剎車回路，回轉(zhuǎn)剎車停止，松開控制閥，壓力回零剎車打開。拉動(dòng)手搖泵，手動(dòng)剎車回路導(dǎo)通，梭閥關(guān)閉腳踏剎車回路，回轉(zhuǎn)剎車停止，松開手搖泵，壓力回零剎車打開。

（2）腳踏控制回路操作程序。在轉(zhuǎn)動(dòng)操作停止，回轉(zhuǎn)還在滑行時(shí)，通過比例減壓控制回轉(zhuǎn)滑動(dòng)的速度。調(diào)節(jié)節(jié)流閥流量大小，改變剎車時(shí)速。觀察壓力表讀數(shù)值判斷剎車系統(tǒng)壓力變化。

2.4 回轉(zhuǎn)動(dòng)態(tài)剎車改造測試

當(dāng)回轉(zhuǎn)滑動(dòng)速度過快時(shí)，以動(dòng)態(tài)剎車方式把速度控制在合理范圍內(nèi)。在指定某位置時(shí)能平穩(wěn)停止制動(dòng)，減少吊機(jī)的慣性沖擊力。除了起重機(jī)自重和載重外，還需考慮風(fēng)力、慣性力、離心力和油輪搖擺力的影響。良好的回轉(zhuǎn)操作控制對(duì)起重機(jī)的穩(wěn)定性起著重要作用。

（1）回轉(zhuǎn)動(dòng)態(tài)制動(dòng)的控制要求。回轉(zhuǎn)剎車碟片靠壓力推動(dòng)摩擦力制動(dòng)，壓力越大摩擦力就增大，剎車越緊。腳踩控制是由輕到重的壓力行程過程。在回轉(zhuǎn)工作時(shí)，腳踏板開關(guān)處于打開狀態(tài)，回轉(zhuǎn)操作停止需要對(duì)滑動(dòng)速度控制或定位時(shí)，根據(jù)滑行速度利用腳踏板提前控制剎車速度。

（2）回轉(zhuǎn)動(dòng)態(tài)制動(dòng)操作性能測試。①回轉(zhuǎn)動(dòng)態(tài)制動(dòng)是回轉(zhuǎn)剎車方式的一種，根據(jù)回轉(zhuǎn)滑動(dòng)速度產(chǎn)生扭矩力大小和作業(yè)中心位置距離進(jìn)行控制，控制方法簡單、實(shí)用性強(qiáng)。②剎車碟片彈簧力大于控制壓力時(shí)，回轉(zhuǎn)處于自由轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)；當(dāng)控制壓力大于剎車彈簧力時(shí)，轉(zhuǎn)子碟片與剎車定子碟片隨摩擦增加而剎車。③回轉(zhuǎn)動(dòng)態(tài)剎車在回轉(zhuǎn)操作停止后，還處于滑動(dòng)時(shí)采取制動(dòng)操作，利用比例減壓閥控制80～260psi之間的壓力變化，控制滑動(dòng)時(shí)速到回轉(zhuǎn)停止。

（3）結(jié)構(gòu)上合理布局，使其駕駛員操作安全。①液壓管布線緊湊，與各閥件連接緊密，防止油壓外泄，各控制閥、開關(guān)設(shè)定位置合理。②利用腳動(dòng)控制踏板，優(yōu)化人機(jī)工程操作要求，方便操作控制。③腳踏剎車能在作業(yè)過程中與起升、變幅機(jī)構(gòu)協(xié)同配合，操作更便捷。

（4）從操作控制上熟練掌握、協(xié)調(diào)運(yùn)用，發(fā)揮出應(yīng)有的功能。①當(dāng)回轉(zhuǎn)操作停止時(shí)，吊車由于慣性力、風(fēng)力、油輪搖晃的因素，使回轉(zhuǎn)有一定的滑行速度，根據(jù)貨物擺動(dòng)方向控制回轉(zhuǎn)剎車穩(wěn)鉤，使其達(dá)到制動(dòng)、穩(wěn)定的效果，通過腳控的方式讓回轉(zhuǎn)逐漸減速停止到中心位置；如手動(dòng)剎車，松開腳剎即可。②當(dāng)回轉(zhuǎn)停穩(wěn)后，操作停置制動(dòng)，泄壓剎車即停；操作回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，回轉(zhuǎn)剎車自動(dòng)打開處于正常工作狀態(tài)。③回轉(zhuǎn)停穩(wěn)作業(yè)結(jié)束后，關(guān)閉停置制動(dòng)，機(jī)械回轉(zhuǎn)鎖定裝置插入大齒輪，處于機(jī)械鎖定狀態(tài)。

2.5 回轉(zhuǎn)動(dòng)態(tài)剎車技改效果

利用腳動(dòng)控制回轉(zhuǎn)動(dòng)態(tài)剎車，彌補(bǔ)了回轉(zhuǎn)受手控不利因素影響的限制,有效解決了剎車?yán)щy。從效果上便利于駕駛員控制，但若是操作不當(dāng)，會(huì)達(dá)不到理想效果。這要求駕駛員要精通技術(shù)原理，掌握操作方法，熟練協(xié)同配合。

（1）提升操作技能水平，緩解駕駛員的精神壓力。①準(zhǔn)確判斷貨物擺動(dòng)方向，利用動(dòng)態(tài)制動(dòng)的方式追鉤、穩(wěn)鉤，使吊裝在合理的操控中。②解決了回轉(zhuǎn)滑行時(shí)難控制而違規(guī)反車制動(dòng)的問題，與其他機(jī)構(gòu)協(xié)同操作。③回轉(zhuǎn)滑動(dòng)速度得到有效控制，減緩大幅擺動(dòng)，保持操作平穩(wěn)，不會(huì)引起慌亂。

（2）回轉(zhuǎn)動(dòng)態(tài)剎車起到了安全、高效的作用。①在慣性力、風(fēng)力、油輪搖擺力作用下使回轉(zhuǎn)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，通過回轉(zhuǎn)動(dòng)態(tài)腳剎控制速度，提升設(shè)備安全可靠性。②減少機(jī)械設(shè)備磨損或損壞，延長設(shè)備使用壽命；提高使用率。③駕駛員操作精、準(zhǔn)、穩(wěn)，減少作業(yè)時(shí)間，提高工作效率。

（3）操作程序簡單，可操作性強(qiáng)。①回轉(zhuǎn)操作與動(dòng)態(tài)腳踏剎車協(xié)同配合，掌握時(shí)機(jī)精準(zhǔn)，可操作性強(qiáng)。②回路壓力控制平穩(wěn)，減少手動(dòng)控制負(fù)擔(dān)，有利保障回轉(zhuǎn)控制操作。③控制能力顯著提高，作業(yè)環(huán)境要求下降，進(jìn)一步優(yōu)化了操作技術(shù)。

（4）改造成本優(yōu)勢。①回轉(zhuǎn)動(dòng)態(tài)腳剎回路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，元件成本低。控制效率高，實(shí)用性強(qiáng)。②控制系統(tǒng)穩(wěn)定性強(qiáng)，檢修及維護(hù)方便，故障率低，節(jié)省成本。

3 起重機(jī)回轉(zhuǎn)控制小結(jié)

浮式生產(chǎn)油輪在海上受涌浪、風(fēng)速影響而晃動(dòng)，增加了油輪上的起重機(jī)操作難度。回轉(zhuǎn)控制始終是起重機(jī)駕駛員的一個(gè)重要操作環(huán)節(jié)，結(jié)合回轉(zhuǎn)剎車結(jié)構(gòu)及工作原理，改進(jìn)回轉(zhuǎn)剎車控制技術(shù)。利用液壓系統(tǒng)控制回路壓力，進(jìn)行回轉(zhuǎn)動(dòng)態(tài)剎車控制技術(shù)優(yōu)化，以腳踏比例閥控制回轉(zhuǎn)剎車，把握節(jié)點(diǎn)，有效配合其他機(jī)構(gòu)操作，緩解了回轉(zhuǎn)剎車過急造成吊車的劇烈震動(dòng)，避免忙亂，給回轉(zhuǎn)剎車操作帶來不便，減輕了手動(dòng)操作負(fù)擔(dān)。動(dòng)態(tài)吊裝要掌控每個(gè)操作節(jié)點(diǎn)協(xié)同配合，錯(cuò)失或延長起吊時(shí)間，將難以控制吊裝貨物的擺動(dòng)，影響作業(yè)安全。經(jīng)過對(duì)剎車改進(jìn)后的操作測試，系統(tǒng)回路壓力平穩(wěn)，與起升、變幅機(jī)構(gòu)操作協(xié)同配合，取得良好的控制效果，解決了現(xiàn)場實(shí)際操作難題，提高了起重機(jī)作業(yè)安全性、可靠性。對(duì)海洋石油浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油輪上的起重機(jī)回轉(zhuǎn)控制技術(shù)的發(fā)展起到了重要的參考基礎(chǔ)。