大型门式起重机防风抗滑系统分析

大型门式起重机防风抗滑系统分析

王森

江苏省特种设备安全监督检验研究院徐州分院江苏徐州221000

摘要：由于工业生产规模不断扩大，生产效率日益提高，大型门式起重机在港口及铁路货场、船舶制造、大型钢结构制造行业得到了广泛使用，由于露天作业经常会出现大风，起重机突遇大风出轨及倒塌事件时有发生，造成了巨大的经济损失。由此可见，大型门式起重机的防风防爬装置的防风能力值得探讨。

关键词：门式起重机；防风抗滑系统

一、大型门式起重机使用特点

（1）自身体积大、自重大，高度高，起升重量大，跨度大，作业范围大，结构及电气控制系统复杂等特点；

（2）所吊装的物品具有体积大，重量大，起吊高度高等特点；

（3）轮压大，对于轨道基础称压力有较高要求；

（4）多为箱型结构，迎风面大，大风对其安全使用有重要影响；

二、大风对门式起重机及其作业影响

门式起重机吊装重大物件时，物件的迎风面积也比较大，风将会对物件产生水平推力，给起重机额外增加负载，影响起重机的稳定性，甚至给设备结构造成损伤。因此，安全规程规定，风力达到五级时，不得进行受风面积大的起吊作业，当风力达到六级以上时不得进行起吊作业。一般防风分为动态和静态防风，动态防风是指起重机在工作状态的安全防风，静态防风是指起重机在非工作时的安全防风。由于起重机作业时，操作者和设备都受到风力的威胁，起重机的动态防风尤为重要。

三、大型门式起重机防风抗滑系统的构成及原理

（一）大型门式起重机防风抗滑系统的构成

1.防风抗滑系统软件

防风抗滑系统的软件是根据相关的设计制造标准、条件及要求进行设计，比如国家《起重机设计标准》、《起重机安全规程》、《关于贯彻执行门式起重机防范安全技术要求通知》等相关规定。

2.防风抗滑系统硬件

大型门式起重机防风抗滑系统的硬件系统主要由防风预警装置、紧急防风装置、辅助防风装置及轨道端部止档装置组成，在实际应用过程中，这四种硬件装置要同时配置。

3.防风预警系统

防风预警系统的主要作用是检测风级和风速，在遇到较大风速的时候，能够进行预警，和切断运行机器设备的电源。系统能够发出具有声音和光亮的报警信号，以提醒工作人员，当风力超过设定值时，能够自动将大车驱动电源切断。

4.紧急防风系统

在工作过程中，当遇到突发大风的情况，紧急防风系统能够对起重机在运行过程中进行紧急防风制动，对此，系统驱动轮、被动轮及电控系统方面都有了全新的要求。

（1）驱动轮。起动机行走轮为驱动轮，并且使用二级制动轮式防风制动装置，起重机的高速轴中除设置一般的工作制动器之外，还需设置紧急防风制动器，要求直径为300mm，制动力在（500±25）N•m，紧急防风制动器在遇到大风的时候具有紧急制动的作用。

（2）被动车轮。其主要使用手动或者电动集中控制铁鞋的模式，能够实现起重机被动轮在两个运行方向的止动。铁鞋在正常断电的时候能够实现防风制动，在不正常断电的时候能够实现缓冲制动。

（3）电气联锁。紧急防风电控系统稳定可靠，能够有效控制防风制动装置功能，在出现紧急情况的时候由技术人员实施。防风预警系统和缓冲制动系统具有电气联锁，没有直接与紧急制动系统进行电气联锁。

5.辅助防风装置

在起重机不工作的时候使用辅助防风装置能够保持起重机的稳定性，比如刚性锚定装置、电动铁鞋、夹轨器等等，其基座、支架及其他部件都要根据非工作状态中的风载荷规定设计。起重机每一端都应该安装夹轨器，并要求其具有自锁性能，夹轨器防风止推力会随着风速的不断增加而加大。每个夹轨器都要有电气联锁，如果夹轨器没有抬起或复位不到位时，起重机将不会运行。

6.轨道端部止档装置

轨道端部止档装置主要是用在起重机运行到走行轨道端部时吸收地面动能的装置，其主要有两种形式，斜坡混砂槽式和斜坡位能式。斜坡混砂槽式具有三面围墙，墙内的宽度应根据起重机走行轮两侧的最大宽度为基础设定；长度是轨道端部向内3~5m，随着轨道方向从内到外不断提高，坡度是1∶5，槽内具有一定量的素沙。斜坡位能式的长度和坡度和使用起重机的型号、线路长度有一定的联系，使用斜坡位能式轨道端部止档装置要根据精准度的计算进行。

（二）大型门式起重机的防风抗滑系统的工作原理

影响门式起重机抗风防滑能力的主要因素就是车轮与轨道的摩擦阻力、水平风力及坡道分力，要想使起重机不被风吹跑，摩擦阻力就要比坡道分力及水平风力要大。就起重机自身来说，其防风抗滑能力与迎风面积、结构系数及高度有关，一般通过改变起重机自重摩擦力的高校改变起重机的抗风防滑能力。大车在行走机制中的有效制动力矩的变化也会改变起重机摩擦阻力，所以要想保证大型门式起重机抗风防滑系统的正常工作，提高起重机抗风防滑能力，其制动力是尤为重要的因素。在门机正常工作之后，或者发生非正常断电及由防风控制系统风速仪发出断电信号时，防风电磁铁控制器中的蓄电池会提供给电磁阀3~5s的延时电流，系统在门机小直径工作职工器的作用下电磁阀会失电恢复零，制动钳盘会接通供油油路，制动钳盘供油开始制动。在突发发生大风需要无缓冲制动时，司机按下防风电磁铁控制器紧急防风按钮，电源会立即断开，钳盘供油油路会接通，高速轴中的制动力矩会使车轮制动。将门机大车轮与钢轨的滑移率控制在8%~35%范围中，使防抱死实施制动，以此达到防风效果。

四、起重机防风抗滑系统的使用

大型门式起重器防风抗滑系统的硬件系统可靠且完整的安装在起重机上面，在日常要对其进行严格规范的管理，使其能够充分发挥自身的作用，在实际操作过程中要根据相关规定进行。

（一）起重机作业之前

根据不同岗位的不同工作内容，实施分工负责制，以此接触辅助防风装置（刚性锚定装置、电动铁楔、夹轨器等等）的锁定作用，之后全面且详细的检查防风预警系统工作是否正常，如果良好，接下来解除防风控制器的二级防风制动器制动状态，将集控铁鞋提到固定位置并且锁定。

（二）起重机作业之中

在起重机工作过程中，操作人员要时刻注意防风预警装置，如果其在工作过程中发出预警信号，并且此时风速≥13m/s持续4s以上或者风速＞11m/s持续8s以上就要停止其中工作。起重机作业正常停止的步骤为：恢复控制器零位—按下防风控制器延时按钮—将控制铁鞋放下—将货物放置地面—将整机电源切断—将预防防风装置锁紧；起重机作业非正常停止的步骤为：按下防风控制器紧急制动按钮—将集中控制铁鞋放下（之后步骤同上）。

（三）起重机作业之后

当起重机完成作业之后，将其停放到制定位置，并且切断整机电源，之后将控制铁鞋放下，最后将预防防风制动装置锁紧。

结束语：

大型门式起重机的防风抗滑能力，是该设备能否安全使用，稳定运行的关键，在任何时候，起重机都应当具有良好的制动能力，所以在设备设计制造阶段应该从技术角度保证设备的安全性能，在设备运行阶段就必须建立完善的操作规程，以确保防风措施得以切实的执行，这样才能够真正做到有效防风，避免安全事故发生。

参考文献：

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