港口門座起重機金屬結構故障診斷論述

摘 要：港口門座起重機是貨物裝卸作業的重要設備，尤其是現在港口裝卸作業規模不斷擴大，生產更為繁重的背景下，門座起重機運行效率在根本上決定了整個工作實施效率。基于門座起重機運行安全性和可靠性，需要基于其結構特點，對常見金屬結構故障進行分析，確定各類問題發生原因，并有針對性的采取措施，做好技術結構狀態檢測，提高故障診斷有效性，爭取從根本上消除所存問題，文章就此方面進行了簡要分析。

關鍵詞：港口作業；門座起重機；金屬結構

面對港口裝卸作業日益增多的情況，需要結合其所具有的特點，對金屬結構常見故障進行分析，根據故障表現形式，做好故障診斷作業，作為設備維護管理作業實施的依據。尤其是長時間服役的門座起重機，運行安全性和可靠性不能完全達到專業要求，想要充分發揮其所具有的使用價值，需要對其工況進行檢測，根據設備運行狀態來采取相應措施，及時消除所存故障隱患，減少運行問題的發生。

1 港口門座起重機結構特點

港口門座起重機現在多被用于海港和內河港口通用碼頭船舶與車輛的裝卸、轉載作業，其運行狀態在根本上影響了港口裝卸作業效率。設備主要包括金屬結構、機構與電氣系統三部分，其中金屬結構包括了平衡系統、臂架系統、人字架、回轉平臺、均衡梁、司機室以及機器房等。機構包括變幅、起升、回轉以及運行四種；電氣系統則包括電器、供電以及電氣控制等。以目前港口常用圓筒型門座起重機為例，其為剛性拉桿四連桿式組合臂架系統，利用鉸軸來連接象鼻梁、剛性拉桿與臂架三部分，并與起重機機架組成四連桿機構，這樣便可以在變幅過程中實現貨物的水平移動，通過杠桿和活動對重來保證臂架系統的自重平衡[1]。另外，此類型門座起重機選擇用圓筒型回轉支撐裝置，且平衡系統、臂架系統、人字架、司機室和機器房等全部安裝在轉臺上，圓筒型門架頂部為剛性良好的圓環形法蘭盤，并在上面安裝回轉大軸承，且門架上部回轉部分能夠相對門架進行360°回轉運動。

2 港口門座起重機金屬結構常見故障與原因

2.1 金屬結構故障分析

港口門座起重機金屬結構常見故障主要為各構件的磨損和損壞，如吊鉤、滑輪、卷筒損壞，齒輪、軸、軸承損壞等。門座起重機為港口貨物裝卸作業實施的重要設備，如果其在運行過程中出現故障，不僅僅會影響裝卸作業實施效率，情況嚴重的甚至會出現安全事故。而各類運行問題出現的主要原因，是設備自身所帶的故障隱患，再加上操作人員的違章操作，想要減少各類故障的發生，需要從三個方面同時著手，即機械故障診斷、確定故障原因以及制定預防措施。

2.2 金屬結構故障原因

2.2.1 卷筒。卷筒為門座起重機重要受力部件之一，長期使用狀態下會使得桶壁逐漸變薄，如果不及時采取措施，很容易出現孔洞甚至斷裂問題。作業時卷筒與鋼絲繩間接觸產生摩擦和擠壓，桶壁磨損程度加大，當達到一定程度后，會因為承受不住鋼絲繩提起貨物的壓力，致使桶壁出現裂紋以及斷裂。對此類故障進行分析，需要保證所用卷筒質量均達到國家專業標準，且當卷筒桶壁磨損到原來20%時，以及出現裂紋后，需要及時更換新的。另外，日常作業時還要做好鋼絲繩與卷筒的潤滑，減少作業時對桶壁的磨損。

2.2.2 減速器齒輪。減速器為門座起重機重要傳動部件，需要通過齒輪嚙合來達到傳遞扭矩的目的，需要選擇合適的傳動比將電動機高轉速調到所需要的轉速。在扭矩傳遞過程中，齒輪經常會出現各類問題，例如齒面點蝕、齒面磨損、齒面膠合、輪齒折斷等。出現此類問題的主要原因是齒面光滑度較低，存在凸起點造成應力集中，或者是所選潤滑油清潔度較低。以及在作業時溫度太高，降低潤滑效果。如果有灰塵或者硬顆粒進入到減速器內，也會加速齒面的磨損。另外，起重機短時間內過載，需要承受較大沖擊荷載，多次反復彎曲后因疲勞強度過大而折斷。

2.2.3 制動器。制動器是影響門座起重機安全的核心構件，可以及時停車避免懸吊的貨物下落，因此要保證制動器可以可靠與穩定運行。就作業現狀來看，起重機經常會出現制動力不足、制動器失靈以及制動輪溫度過高等問題，導致制動器無法正常張開。出現此類故障的主要原因是主彈簧太松，彈力達不到作業要求，以及液壓推動器內的葉輪旋轉靈活性太差。同時還存在部分情況鎖緊螺母松動，拉桿松脫，在起重機運行時使得制動失誤。主彈簧完全失效，無法提供恢復彈力，或者是主要零件損壞，導致制動器無法正常運行。

3 港口門座起重機故障診斷方法

3.1 專家系統故障診斷

專家系統故障診斷方法的應用，主要是基于多位專家總結的專業知識，結合故障表現形式，對癥狀進行觀察和分析，推斷出故障所在位置，并得出有效的處理方法。專家系統故障診斷方法主要用于隨機發生的故障診斷，主要包括專家庫、推理機、知識獲取模塊與解釋界面四部分，有計算機采集門座起重機故障信息，綜合運用專家經驗，進行一系列推理，必要時還可隨時調用各種應用程序，并且在運行過程中向用戶索取必要信息后，快速準確的查找所存故障隱患以及故障問題，最終由設備操作人員進行確認。

3.2 模糊故障診斷

應用模糊故障診斷方法確定港口門座起重機所存運行隱患，主要及時基于模糊式識別診斷方法、基于模糊模型診斷方法、基于模糊推理診斷方法等，確定設備所存故障隱患。其中，引入模糊邏輯主要是要克服因為診斷過程所存不確定性和不精確性問題，在對復雜系統進行處理時，時變、大時滯、非線性等方面均具有較大的優勢。但是應用此種方法對門座起重機故障進行診斷時，因為起重機金屬結構的復雜程度比較高，且各部分間有著密切聯系，整個診斷過程需要面對較大的困難，建立正確的模糊規則和鋁隸屬函數難度高，并且想要得到精度高的診斷結果，往往需要花費大量的時間，需要根據實際情況來選擇。

3.3 神經網絡故障診斷

將門座起重機故障特征信號作為神經網絡輸入，并將診斷結果作為神經網絡輸出。應用此種方法對門座起重機故障進行診斷時，需要利用已有故障征兆和診斷結果對神經網絡進行離線訓練，使得神經網絡可以通過權值記憶故障征兆與診斷結果間產生對應關系，并將所得故障征兆加入到神經網絡輸入端。然后通過訓練后神經網絡完成故障診斷，得到最終診斷結果。

4 結束語

以提高門座起重機運行安全性和可靠性為目的，對常見金屬結構故障進行有效診斷，根據診斷結果確定問題原因，采取對應措施進行處理，從根本上將設備維持在最佳運行狀態。

參考文獻

[1]唐方雄.港口門式起重機RCM分析及其應用研究[D].武漢工程大學，2015.

作者簡介：曾濤（1985-），男，遼寧錦州人，學歷：本科，研究方向：設備管理。