港口起重機維修保養周期研究

張向平，周靖

（上海振華重工（集團）股份有限公司，上海 200125）

起重機是港口進行貨物裝卸工作的核心設備，定期的進行起重機的檢修、保養可以使其處于良好的工作狀態，進而提高裝卸貨物的效率、降低成本。合理的維修、保養周期結構，可以延長起重機的使用壽命、降低費用消耗、擴大經濟效益，使起重機的價值得到最大發揮。

1 港口起重機簡介

從工作原理上來看港口起重機與其他起重設備的工作原理是一樣的，以磷化涂層鋼絲繩為主要的傳力工具，借助鋼支架的輔助作用，實現貨物在目的地之間的運輸。港口起重機的工作同時具有幾個方面的顯著特點：操作簡單、速度快、傳輸貨物平穩，但是由于港口貨物運輸工作量大，港口起重機的故障率更高、更容易出現損傷等。從世界范圍來看，港口起重機主要有三種類型，門座式起重機、固定起重機以及船用起重機。門座式起重機的應用范圍最為廣泛，從結構上來講其擁有最多的零部件、結構最為復雜、噸位重，但其具有最大的起重功率，貨物運輸效率最快，成為許多國家港口運輸的首要選擇。

2 港口起重機設備常見的問題

2.1 鉸結點過度磨損

鉸結點過度磨損會對金屬結構產生消極影響，加速結構的損傷過程。起重機設備的使用周期長，許多設備使用年限都在十年以上，而且金屬結構的鉸結點數量很多，一旦鉸結點出現磨損問題，會導致零部件之間的配合間隙增大，影響整機的平穩運行，還會削弱金屬結構的剛度，加大起重機工作狀態下的變形，延長振動衰減過程，增大金屬結構的疲勞損傷。

2.2 工作級別提高

隨著經濟的迅速發展，進出口貿易量與日俱增，起重機的工作級別也在不斷上升，但起重機更新換代的周期相對較長。許多重大港口，起重機24小時工作，起重機的使用壽命計算公式中，疲勞循環次數是定值，使用級別的提高導致年交變應力循環次數的增加，而使用年限與年交變應力循環次數的乘積為起重機的固定疲勞循環次數。因此，起重機的使用年限隨著貨運量的增加而減少。

2.3 鋼絲繩損傷

（1）磨損。鋼絲繩的磨損主要包括外部磨損和內部磨損兩個方面。鋼絲繩外部磨損是指外層繩股表面的磨損，在貨物的運送過程中，鋼絲繩表面與滑輪、卷筒等輔助裝置表面接觸、摩擦而產生的損傷。外部磨損會導致鋼絲繩變細，鋼絲損傷降低鋼絲繩的負載能力和安全使用性能。通常鋼絲繩外部磨損導致實際直徑比工程直徑減少10%，或繩股外層鋼絲磨損達40%時，必須及時進行更換。鋼絲繩的內部磨損是繩股之間、鋼絲之間，產生相對摩擦而引起的損傷。實際操作中，鋼絲在卷筒和滑輪組間纏繞時，其曲率半徑不可能完全相同，這就造成鋼絲繩內部繩股之間、鋼絲之間產生相對摩擦。

（2）疲勞。鋼絲繩在工作過程中會承受彎曲、拉伸、扭轉、壓縮等多種形式的荷載的共同作用，會破壞鋼絲繩降低其負載能力。按照作用荷載形式的不同，疲勞可分為彎曲疲勞、拉壓疲勞、扭轉疲勞以及振動疲勞四大類型。其中彎曲疲勞主要指鋼絲繩在工作狀態下在卷筒和滑輪組間多次纏繞，鋼絲繩的形態在彎曲、直之間反復變化，從而產生疲勞，嚴重影響鋼絲繩的韌性，甚至導致斷絲現象的產生。拉壓疲勞扭轉疲勞以及震動疲勞是指起重機在運行過程中，反復的啟動、制動，上升、下降，在這個過程中鋼絲繩會受到多種應力的重復作用，當重復次數超過鋼絲繩所能承受的交變次數定值后，會出現疲勞問題。

3 起重機維修、保養周期常見問題

大部分起重機的維修、保養周期管理是落實相關“蘭皮書”的規定。但是從不同港口的運行情況來看單純的照搬規定，很難達到預期的保養效果，起重機的工作狀態和工作能力得不到長久的保障。依據多個港口運行實踐，總結得出以下起重機保養、修理定額存在的問題。

3.1 修理間隔問題

起重機停機保養的修理間隔短，修理保養的綜合時間過長，影響了起重機的正常工作和使用。影響了港口的正常的裝卸生產。“蘭皮書”規定起重機的大修間隔期為21600工作小時，在這段時間內還需要另外進行1次中修，6次小修以及40次定期保養，依照這個流程來計算，在一個大修期內，起重機的總停機日為：75+50+20×6+40×3＝365天。

因此每完成一個大修周期起重機累計需要1年的停機保養，這對于港口生產來說造成了極大的資源浪費，嚴重影響經濟效益。此外，起重機設備的維修、保養通常在港口就地實施，也不利于其它機械作業的開展。

3.2 維修成本問題

起重機進行維修、保養的成本較高，以“蘭皮書”規定作為計算依據，在一個標準的大修周期，起重機的維修、保養費用為：54000+38000+5600×6+240×40＝135000元。這個計算公式依據早些年的收費標準，現在維修、保養的成本費至少為：135000×1．5＝202500元。

3.3 修理制度問題

大、中、小三級修理制度過于傳統，與現代起重機技術管理制度并不匹配。隨著對外貿易的發展，目前國內各港口對外貿易量較大、機械使用率高、配件供給充足，倘若按照這種修理模式來進行起重機的維修和保養，將無法滿足港口貿易發展的需要。在實際的起重機設備使用中，遇到零件故障，倘若拆裝方便就進行零件的更換，拆裝不方便直接進行總成的更換，這樣可以保證在最短的時間內恢復起重機的工作狀態，拆裝下來的總成可以拿到檢修部門進行進一步的修復。因此，“蘭皮書”所規定的三級修理制度可以進行適當的簡化處理，取消中修理和小修理。

4 起重機周期性維修、保養的關鍵要素

起重機作為港口作業的重要工具，保證其時刻處于最佳的工作狀態，對于維持港口的貿易發展來說具有重要的現實意義。起重機的維修保養主要包含了四個方面的關鍵要素，分別是加固方案的設計、選材的強度與質量、部件間的焊接工藝以及承載強度的檢驗。

4.1 起重機加固方案設計要素

加固方案設計首先要考慮底盤因素，通常來說起重機底盤的組構形式主要是梁式構架，通常起重機正常運作時，其主要的受力方向在起重機下和中心部位，為了得到最好的設計方案我們就要從加固本身以及為未來維修提供方便的角度進行考慮，這樣我們可以得到以下解決方案：將底盤的對立板和橫板進行加固安裝，并進行有效的焊接，形成穩固的三角受力結構。這樣起重機在進行工作時，擁有更加穩固的動力輸出范圍以及荷載承受的能力，同時大大提高了設備的強度。

4.2 起重機的選材要素

合理的選材可以有效的解決設備強度的問題，通常選擇強度要高于母材強度，在實踐操作中可以按照下面的方式進行選材強度的對比。利用焊機對母材和選材進行焊接，連接完成后采用恰當的施壓手段對焊接口進行破壞，以破壞結果作為強度的判別依據，倘若焊接口是選材端被破壞，說明選材強度低于母材強度，假如母材端破破壞，那么選材強度符合選材標準，所選材料符合其中機設備的使用要求。

4.3 起重機焊接要素

焊接工藝是決定起重機設備工作強度的另外一個重要因素，焊接工藝的把控主要包括：焊機合理使用、焊條烘干程度、焊接具體操作步驟、焊接溫度的把控四個方面的內容。與其中機設備而言，焊接工作是最基礎的環節，只有嚴格把控好焊接工藝的每個方面，才能夠保證起重機高效安全的運行。

4.4 起重機的強度檢驗要素

強度檢驗是保證起重機正常工作的關鍵因素，強度檢驗工作的主要內容是對焊接質量問題的檢驗。焊接程度把控不好，有可能在焊接過程中出現焊接過度、焊接過輕甚至是出現漏焊現象，焊接時間過長或者焊接時間過短，都會對起重機的質量造成消極影響。因此，起重機的強度檢驗工作必須要以這些因素作為檢查重點。

5 結語

現代化的港口裝卸生產規模越來越大，起重機設備在港口貿易發展過程中的作用和地位日漸提升，因此做好起重機設備的維修保養工作，保證其時刻處于最佳的工作狀態對于維持港口正常工作具有重要的現實意義。綜上所述，要想做好起重機設備的維修保養工作就必須要了解設備故障規律，建立符合現代起重機設備技術管理規律的修理制度，制定合理的修理間隔，同時把握好起重機周期性維修、保養的關鍵要素。