提高門式起重機的設計與制造水平

王 凱

（上海振華重工（集團）股份有限公司，上海 200125）

門式起重機是橋式起重機的一種變形，由于其具有適用范圍廣、可承受的力量大、各種場地適應情況強的特點，在港口運轉中得到了廣泛的應用。與此同時，這種機器依舊是一種十分傳統的技術手段，盡管得到了比較廣泛的利用，但是在設計與制造水平方面仍存在許多問題，這些問題制約了門式起重機作用的發揮和效率的提升，進而影響了整體海港的順利運轉。

1 門式起重機的設計與制造存在的問題

結合港口機械發展的現狀，筆者對門式起重機的設計與制造水平進行了系統分析，總結出制約門式起重機效率提升的原因。

1.1 相關設計存在缺乏整體性的現象

整體性是港口運轉設計中很關鍵的一個基礎理念。可以說，整體性的建設體現著牽一發而動全身的思想。在港口作用發揮的過程中，其需要各部分的協同配合，各個環節都需要按照一定順序進行，工作人員在進行施工時，不一定能看出其中存在的奧秘，但是當全部完成后，各個部分就被有機結合成一個整體。整體性缺乏的現象在我國港口普遍存在，即門式起重機的設計缺乏對整體的考量，極大地制約了行業的發展。此外，門式起重機的建設缺乏系統性、整體性、高度綜合性的管理，導致其設計和建造找不到重點，缺乏合理的調控手段[1]。

1.2 門式起重機安裝過程中存在問題

門式起重機是體積相對較大的機械之一，使用前，相關人員需要對其進行安裝，安裝質量將會直接影響門式起重機作用的發揮。門式起重機最重要的零部件之一就是結構件，門機臂架等都是結構件的組成部分，在安裝結構件的過程中最常見的問題就是軸線直線度不符合標準，焊接后，整體的軸線會在預定平面內呈現為直線超差的狀況，這將會直接影響構件的承載能力。此外，軸線直線度不符合標準還會影響后續安裝，相關部門必須加強重視。

在構件制造的過程中，人們就需要對其質量進行控制，一旦發現不符合標準的問題要及時處理。構件連接最常使用的方法就是焊接法，利用角焊縫進行連接的構件要盡可能讓構件貼近。根部間隙要控制5mm之內，如果板材厚度較大，也可把這一數值擴大到8mm之內。目前，在角焊縫時常會出現角焊接裝配間隙超差的情況，這對于整個機械穩定性的保證極為不利。

1.3 交付使用前缺少安全評估

目前，門式起重機在港口運轉過程中扮演非常重要的角色，其應用極為廣泛，所以其安全性是十分重要的，它關系到能否投入正常使用。因此，在交付港口使用之前，相關技術人員要進行重復檢查，對門式起重機的各方面進行安全性能評估，對獲取的參數進行多維度分析，綜合各方面考慮，得出它是否能投入使用的結論。當前，我國部分生產企業只注重施工進度和經濟利益，忽略了對基礎安全的保障。但是，這是一個非常重要的環節，其缺乏導致門式起重機的安全性能不能保證，存在發生事故的隱患。

1.4 相關設計人員思想陳舊

我國港口行業整體發展水平較低，門式起重機設計人員的年齡整體較大，思想傳統，跟不上時代發展步伐，無法推出創新型方案。同時，在基層，從事港口運輸的人受教育水平整體較低，或者選擇從事的人本來就很少，造成同時具有操作技能和綜合素質的員工大量缺乏。盡管有符合標準的員工，但是數量遠遠達不到港口運轉的要求，這將缺乏嚴重影響工程進度，同時影響港口的正常運轉[2-3]。

1.5 門式起重機生產缺乏信息化管理

隨著科技水平的不斷提高，計算機融入了人們的日常生活，為人們提供了很大的便利。但是，我國港口行業發展較慢，該行業的相關設計和管理工作仍主要依賴人工，而不是計算機設備。這就導致門式起重機的生產缺乏信息化管理。在過于依賴人工的情況下，門式起重機的車間化生產達不到相應的標準，缺乏合理的管理系統。其原因主要是部分生產企業認識不足，資金投入過少。

2 提高門式起重機設計與制造水平的措施

2.1 強化設計整體性的思想

隨著港口運輸行業的不斷發展，整體觀和大局意識的重要性在建設中日益凸顯。整體分析是指要隨著港口運輸的進行、發展，不斷調整整體性思維，其對于優化系統和把握整體施工要求都具有重要作用。要做好整體分析，相關人員就要時刻監控和分析一些特殊指標的變化，不斷調整。同一領域的企業可以組織相關人員定期集會，進行頭腦風暴，交流經驗[4-5]。

2.2 加強對門式起重機安裝質量的重視

在安裝門式起重機的過程中，相關人員必須對其安裝質量進行控制，的確其安裝質量符合相關標準，這對于門式起重機作用的發揮有著極為重要的意義。安裝時要重點關注以下方面：臂架支座、人字架支座要與碼頭預埋螺柱合理連接；為了降低碼頭的承載能力，降低碼頭建設成本，人們可以對公用底座進行優化，這能夠讓所有機構直接坐落在碼頭上。在安裝前各機構已經完成基地粗排，為了確保整個機構的精度，減少現場安裝時間，相關人員必須加強對機房運輸吊裝的重視，確保機房在使用過程中不會出現變形。

2.3 加強對軌道式集裝箱門式起重機標準化的重視

軌道式集裝箱門式起重機（RMG）是一種技術成熟的機型，運行穩定性好，維護費用低，作業可靠性高；采用電力驅動，環保節能；動作單一，易于實現集裝箱裝卸的自動化。但是，和輪胎式集裝箱門式起重機（RTG）相比，RMG的標準化程度對低。各集裝箱碼頭大多根據各自情況設定參數，造成RMG的參數多種多樣，如軌距參數在25～60m，不利于RMG的全面推廣和使用。為了實現軌道式集裝箱門式起重機的標準化，人們需要突破傳統觀念，逐步形成規范的RMG堆場裝卸工藝，特別是形成比較統一的軌距參數。其標準化應用有利于提高堆場和設備的利用率和碼頭作業效率，降低制造、使用和維護成本，推動港口節能減排工作的開展。從裝卸工藝、裝卸效率以及能耗三個方面進行優化研究，人們可以得出軌距、外伸距、起升高度、運行速度等的優化參數。推薦采用32m（8排箱+2車道或9排箱+1車道）或35m（9排箱+2車道或10排箱+1車道）軌距。

2.4 增加安全評估環節

評估環節能夠進一步保障門式起重機安全，企業要不斷提高認識水平，充分發揮其重要作用。在安全評估環節，企業可以應用制動器性能檢測儀，有效避免人工檢查誤差，或者依靠人工，成立專職部門，負責人不定期開展巡視和抽查。安全評估可以在門式起重機建造完成后開展，還可以在設計環節開展，即設計師分析時要建立一定的模型標準，每個部分的設計都要做好調整，形成設計和安全評估同時進行的局面[6-7]。

2.5 對生產車間進行信息化管理

門式起重機的設計和制造可以與計算機技術進行有機結合，利用計算機程序進行科學化管理，其需要計算機設備的大力支持。首先，企業要拿出相應資金，嚴格把控資金流向，購買一定數目適合于港口方面的電腦。其次，企業要雇傭一定的技術人員，設計出管理系統，做好日常維護工作。這些系統投入使用后，可以合理規劃設計和制造的時間和速度，做出科學預判。信息化管理雖然增加了設備投入，但是也減小了人工等費用支出，電子設備受限程度小，可以進行多方面的使用[8]。

2.6 加強對電力驅動的輪胎式集裝箱門式起重機的應用

電力驅動的輪胎式集裝箱門式起重機，可以減少污染排放、改善工作環境、降低運營成本，具有顯著的經濟與社會效益。RTG“油改電”技術主要有3種供電方式，即電纜卷筒、低架剛性滑觸線和高架滑觸線供電方式。目前，我國沿海主要港口集裝箱碼頭已經完成了RTG的“油改電”，成效顯著。今后電動RTG技術將在直流供電或采用鋰電池、超級電容等蓄能裝置并方便安全轉場的混合動力RTG方向深入研究，全面推進電動RTG的標準化應用。港口輪胎起重機一般用于件雜貨或散貨堆場，60t港口輪胎起重機也可兼顧裝卸集裝箱。

港口電動輪胎起重機采用柴油發動機驅動運行、外接電力驅動作業，雙動力技術比較成熟。全液壓港口輪胎起重機的電動化技術相對復雜。外接電力作業時，港口輪胎起重機噪聲低、無排放，運營成本不到柴油動力成本的10%。該類機械已在港口得到推廣應用。

3 結語

現階段，制約門式起重機施工效率提升的原因可能是設計缺乏整體性、原材料沒有質量保障、設計方案存在缺陷、缺少安全評估、設計人員思想陳舊和依賴人工生產方式等。因此，筆者建議，生產企業要強化設計的整體性、保障原材料的質量、優化設計方案、增強安全評估、對設計人員進行培訓，大力開展機械化生產，從而不斷提高門式起重機的設計與制造水平。

[1]張銘奎.新型門式起重機的設計及優化[J].成都：西南交通大學，2011：9.

[2]李婧婷.試分析新型門式起重機的設計及優化[J].中國機械，2015，（3）：90.

[3]江愛華，何山，齊凱，等.門式起重機動態特性仿真與試驗分析[J].起重運輸機械（試驗·測試），2016，（5）：74-77.

[4]劉小正.超低溫環境下門式起重機的設計思路[J].建筑機械，2017，（1）：53-54.

[5]何山，齊凱，江愛華，等.遺傳算法在門式起重機輕量化設計中的應用[J].起重運輸機械（設計·計算），2016，（7）：1-3.

[6]張彥慶.門式起重機安全監控綜合管理系統的設計與應用[J].鐵道貨運（貨物裝卸），2017，（9）：50-53.

[7]孫志星，陳士通，許宏偉.支腿不同剛度比對門式起重機結構特性的影響[J].鐵道建筑（橋梁與結構工程），2017，（10）：44-48.

[8]范麗麗.橋門式起重機制動器性能檢測儀的設計[J].中國設備工程（監測與診斷），2017，（5）：47-48.