一种新型门座式起重机高空机房外壁加固维修器

张炎、张德强、张灿、王鹏、张磊、季建华

（1.青岛港国际股份有限公司董家口分公司，山东青岛，266000）

摘要：为了实现门座式起重机日常维修保养作业的安全高效，针对当前港口部分门座式起重机机房外壁加固螺栓锈断现象和传统吊笼高空作业成本高、安全性低等问题， 设计了新型高空机房外壁加固维修器。该维修器具备远程监控、磁吸固定、自动穿钉、长度可调等功能。通过微型摄像头和手机APP的稳定链接，利用微型直流电动推杆把螺栓送进机房外壁螺丝孔内，实现了螺栓穿孔过程远程监控；结合维修器管首强磁固定和伸缩支撑管结构，可实现对加固螺栓孔的精准定位。目前，该高空机房外壁加固维修器已投入使用，工作状态稳定，作业安全高效。

关键词：门座式起重机；高空作业；外壁加固；

1 研发背景

港口是重要的交通基础设施，随着全球化贸易进程的加快，我国港口吞吐量日益增加。港口经济的快速发展促使港口起重机向大型化、高效化发展，门座式起重机（下文简称门机）就是港口大型起重机的典型代表，是港口码头使用最多最典型的电动装卸机械，被广泛应用在港口件杂货码头。结合目前门机高空机房外壁加固维修作业工艺及作业特点分析，主要有以下三个方面不足：（1）目前部分门机机房外壁原有加固螺栓已出现锈断现象，安装加固螺钉通常使用吊笼把维修人员吊至机房外壁相应位置进行加固；（2）吊笼高空作业需要相邻门机配合以将维修人员送到指定位置，人机配合时存在一定的机械伤害风险，受天气影响比较大；（3）吊笼高空作业需要5名维修人员相互配合，用人成本较高，作业效率较低。利用电动推杆及微型摄像监控智能装置全面改进作业方式，降低成本，提高工作效率，具有广泛的使用场景。

2 研发内容

2.1 工作环境分析

门机高空机房内布置了起升机构、旋转机构、旋转集中润滑泵等重要机构，机房外壁起到了保护机房内重要设备和保持机械、电器设备良好工作环境的作用，是门机的重要组成结构。门机高空机房位于门机大转盘之上，距离地面高度较高，约为30米。机房外壁采用厚度约5cm的隔热复合围板，围板通过M5的螺栓固定到机房钢梁上，后侧设有活动移门，外侧窗户为塑钢窗框。针对此种工作环境，机房外壁加固维修器需要具备作业半径长，壁面固定牢靠、找孔对位准确、自动进给螺栓等功能。

2.2维修器主体设计

新型高空机房外壁加固维修器作业时仅需两人内外配合，相较传统门机吊笼作业需要预先进行机房外壁处钢梁架的打孔定位，再进行相应孔位的螺栓加固。通过时间上的先后工序，避免了传统吊笼作业空间上交叉作业的可能性，提高了维修工艺的安全性。为了应对门机高空机房外壁的复杂工作环境和实现上述维修工艺，加固维修器主体采用可伸缩支撑管结构，该支撑管为铝合金材质，质量轻，强度高，便于维修操作，伸缩长度范围为3-6 m，有效满足多数故障点维修位置，加固维修器整体结构见图1和图2。

（1）在支撑管管首设置螺钉安装机构，管尾装有控制开关，利用微型直流电动推杆把螺栓送进机房外壁螺丝孔内完成固定螺栓的更换，利用开关控制螺栓的伸出和收缩的进给过程。

（2）管首装配有强吸力磁铁，可将维修器固定在机房外壁，同时搭配微型摄像头及手机APP可实现螺钉孔精准对位和螺栓伸缩长度的准确控制。此种方式提高了作业安全性，节省了人力物力，提高了门机维保作业工作效率。

（3）加固维修器整体采用12V锂电池供电，该电池体积小，方便携带，省去滚线筒在门机取电的工序，提高作业安全性。

图1 机房外壁加固器二维工程图

图2机房外壁加固器三维模型图

3 功能实现方式

3.1 长度可调功能

该加固维修器主体采用铝合金材质的可伸缩支撑管结构，质量轻硬度高，伸缩范围3-6m，便于到达指定故障位置。采用螺栓固定型伸缩结构，可自由伸缩杆体，在任意长度位置上固定，该种方式固定可靠，稳定性强，有利于应对港口河海的大风天气。同时，支撑管内部的空心管道支持通线，可以保护内部线束，同时使装置更美观。

3.2自动穿钉功能

该加固器采用结构简单紧凑，伸缩范围为0-150 mm，推力60N的微型电动推杆作为螺栓进给动力装置，可轻松推动各类螺栓，搭配遥控器可实现远程进给控制。同时，螺栓预安装位置可适用M8-M12等其他种类螺栓，适用范围广泛。设计时考虑到后期机房外壁加固升级需要，由之前的M5升级到M8钻尾螺栓，可满足升级需要。

3.3远程监控功能

该加固器采用设置在管首待装螺栓上方的微型摄像头模块作为远程监控信号来源，可与手机APP链接，实现螺栓寻找孔位并精确定位的功能，便于寻找故障位置、观察螺栓与故障位置是否对齐，掌握螺栓伸进长度，实现实时精准控制。

3.4磁吸固定功能

该加固器采用强吸力磁铁作为维修器固定方式，吸力强，不易脱落，可在找准螺栓孔位后将维修器固定在故障位点，实现维修器的临时固定。保证作业过程无意外，便于加固处理，减少高空大风及维修人员操作对螺栓进给方向和角度的影响。

4结语

本文针对港口门机机房外壁加固螺栓锈断现象和传统吊笼高空作业成本高、安全性低等问题， 设计了一种新型高空机房外壁加固维修器。实现了维修器的远程监控、磁吸固定、自动穿钉、长度可调等功能，实现了螺栓穿孔过程远程监控和加固螺栓孔的精准定位。

实现了高空机房外壁维修作业工艺的改进，仅需两名维修人员内外配合作业，省去高空吊笼、人员众多等危险、繁琐工序，为后续门机、桥吊等特种设备高空作业工艺改进提供了新思路。

参考文献

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