固定式起重机工作原理及故障处理

杨奎

常州同创工业设备安装工程有限公司江苏省常州市213011

摘要：本文介绍了港吊的工作原理，并对日常操作过程中出现港吊钢丝绳预放过量的问题和钢丝绳脱出滑轮导致掉钩等问题进行分析和研究，并且分别采用加装限位开关和增设止挡装置的处理方法解决，取得了显著效果。

关键词：钢丝绳，预放，限位开关，滑轮，止挡

1.概论

固定式起重机具有较好的工作性能和独特的优越结构，良好的通用性，被广泛地用在港口码头，因此我们俗称港口码头用固定式起重机为港吊。其主要特点是：结构是立体的，不多占用码头的面积，具有高大的门架和较长距离的伸臂，因而具有较大的起升高度和工作幅度，能满足港口、码头的机械化装卸、转载，充分利用港口、码头场地；还具有高速灵活、安全可靠的装卸能力，对提高装卸生产率，减轻繁重的体力劳动都具有重大的意义。

港吊的构造大体上可以分为两大部分：上部旋转部分和下部底座部分。上部旋转部分安装在一个高大的圆筒和混凝土基础上，并相对于下部运行部分可以实现360°任意旋转。底部圆筒是固定的，它又是起重机的承重部分。起重机的自重和吊重均由底座圆筒承受，来传递到混凝土基础上。上部旋转部分包括臂架系统、人字架、旋转平台、司机室等，还安装有起升机构、变幅机构、旋转机构。下部底座部分主要由圆筒和混凝土基础组成。

港吊的工作原理是：通过起升、变幅、旋转三种运动的组合，可以在一个环形圆柱体空间实现物品的升降、移动，并通过运行机构调整整机的工作位置，故可以在较大的作业范围内满足运移物品的需要。多年来根据生产过程中出现的问题进行了总结和分析，并给出了相应的解决措施，本文主要针对某钢铁集团港吊使用过程中，实际碰到的钢丝绳预放过量和钢丝绳脱钩问题进行分析，并给出合理可行的解决方法。

2.钢丝绳预放过量问题

1)问题的提出

在港吊使用过程中，常常由于操作工在下放抓斗到船里抓料时钢丝绳经常预放过量，导致滚筒上的钢丝绳过松，在收紧上升的过程中钢丝绳容易逃出滚筒并缠绕在滚筒与支座之间，从而绞断钢丝绳，造成严重的安全问题。而掌握合适的钢丝绳预放量的技巧，一般需要很有经验的操作工才行，然而目前公司里港吊新操作工比例较大，因此在这种情况下，该问题发生频率颇高，这就大大的增加了港吊维修的工作量和成本。

2)问题的分析

针对钢丝绳因预放过量而导致经常绞断的问题，通过对港吊结构、工作原理等多方面的分析和研究，参考操作工的建议，并经过多次尝试，找到了一个加装限位开关的方法解决该问题。

（a）(b)

1.卷筒及支座，2.平台支架，3.钢丝绳，4.导向架，5.限位开关，6.开关支座

图1加装限位开关前后示意图

由图1(a)所示，当钢丝绳预放量为零即还未预放钢丝绳时，平台支架下的钢丝绳因承受抓斗重量还是处于受拉力状态，此拉力远大于钢丝绳自重，因此钢丝绳是直的；钢丝绳有预放量即抓斗着地时，拉力消失，钢丝绳因受自重影响而中部下垂，并且随着预放量不断加大而下垂幅度也不断加大，于是利用这一现象，制定了相应的问题处理方案。

3)问题的解决

图1(b)是加装限位开关后的示意图。限位开关支座焊接在平台支架下部的钢板上，用于安装限位开关；限位开关触头处稍作处理，对其加宽，安装位置是经多次试验才确定的，因为该位置直接决定了钢丝绳的预放量，合适的预放量必须不仅应该满足工作需要，也要确保不会因钢丝绳有预放量导致卷筒上的钢丝绳过松而逃出；导向架呈V字形，由圆钢折弯而成，看似简单，但却是关键部件，它焊接在平台底部，钢丝绳从其中穿过，作用是保证钢丝绳在下垂时，始终搭在导向架V形底部，从而确保钢丝绳下垂到一定程度时能准确的触碰到限位开关的触头。

电气方面：将限位开关信号联入电机主控制回路，当钢丝绳下垂触碰到限位开关触头时，即达到规定的钢丝绳预放量时，限位开关断开，电机停止工作。

4)效果

该处理方法经实际使用后，效果明显，因钢丝绳因预放过量而导致钢丝绳经常绞断的问题得到了彻底解决，同时大大减轻了维修人员工作量，也为公司节约了大量的成本。

3.掉钩故障的处理

1)问题的提出

公司曾出现过在港吊斜拉货物时钢丝绳从动滑轮中脱出导致吊钩掉落的事故，主要原因在于操作工违反操作规程，虽然该事故未造成严重后果，但安全问题却不容忽视，除加强操作工安全教育外，如何从硬件上预防该类事故也值得我们维修人员注意。

2)问题的分析

（a）（b）

1.圆螺母，2.滑轮轴，3.压盖，4.钢丝绳，5.吊钩机构，6.防护罩，7.滑轮，8.轴承

图2常见的两种动滑轮防护罩安装形式

对于钢丝绳脱出滑轮的问题，首先可以肯定的是，在不规范操作时，如斜拉物件，钢丝绳是很有可能会脱出滑轮，这是由结构所决定的；其次我们注意到，并不是所有钢丝绳脱出滑轮后，吊钩就都会掉落，因此我们对此进行的分析和研究，图2是常见的两种动滑轮防护罩安装形式，图2(a)中防护罩外侧被圆螺母固定在滑轮轴上，而图3(b)中的防护罩外侧却是未被固定的，因此当钢丝绳脱出滑轮时，图2(a)中的结构决定了钢丝绳会被卡在滑轮和防护罩之间，不会完全脱出动滑轮机构，这就给中止错误操作提供了缓冲，从而避免掉钩的事故的发生；而图2(b)中的结构则没有此功能，因此一旦钢丝绳脱出滑轮就极易发生掉钩事故。同时值得一提的是，图2(b)中的类似防护罩结构在实际使用的港吊中是大量存在的。

3)问题的处理

针对以上问题，制定了一个简单但行之有效的处理方法，如图3所示，增设止挡装置，该止挡是用圆钢弯制成Ｕ形结构，开口略大于滑轮宽度，并将其焊接在滑轮防护罩上，开口套在滑轮两侧，而不触碰滑轮，这样止挡就不会影响滑轮正常工作，却能有效的防止钢丝绳脱出，从而避免吊钩事故的发生。

1.钢丝绳，2.滑轮机构，3.止挡，4.防护罩

图3增设止挡装置的滑轮机构

4)效果

通过以上处理方法，将有安全隐患的滑轮机构全部增设止挡装置后，长时间的使用证明，其效果是显著的，基本解决了因钢丝绳脱出而导致掉钩的问题。

4.结束语

港吊钢丝绳预放过量及掉钩故障是港吊维修人员在日常港吊维护工作中处理的众多设备问题中的比较典型的两个。通过认真的研究分析问题并结合实际情况，制定了合理有效处理方法，使这些问题得以解决。

参考文献：

[1]杨长骙.起重机械[M].北京：机械工业出版社，1982.

[2]左宝山，郑启鸿机构及机械零件[M].天津：天津大学出版社，1989.