岸边集装箱起重机托架钢丝绳更换系统优化

时德强 田晓宇 王斌

大连港湾集装箱码头有限公司和大连国际集装箱码头有限公司的岸边集装箱起重机（以下简称岸桥）由上海振华重工生产，其额定起升质量，满载起升速度/min，空载起升速度/min，小车速度/min，大车速度/min。托架钢丝绳作为岸桥的重要组成部分，具有承载力大、挠性好、传动平稳可靠、高速运动无噪声等优点；其属大宗消耗品，更换周期为20万个工作循环。更换岸桥托架钢丝绳是集装箱码头的一项重要工作，如何在快速更换钢丝绳的同时提高操作安全性是码头企业迫切需要解决的问题。在更换钢丝绳时，除简化操作流程外，合理利用自动化控制装置也是核心工作内容之一。自动化控制装置的合理使用不仅可以缩短维修时间，降低劳动强度，还能确保维修人员人身安全，延长钢丝绳使用寿命。

1 传统岸桥托架钢丝绳更换流程

1.1 设备准备工作

上海振华重工生产的岸桥的托架机构由4根钢丝绳牵引组成。更换钢丝绳前需要固定大车位置，并设置有效隔离区域，将俯仰机构放至水平位置，吊具起升机构放至合适高度（离地面），小车运行至后大臂末端。

1.2 机械房内准备工作

（1）吊装新钢丝绳：在机械房内的开阔位置利用室内维修行车垂直起吊新钢丝绳辊筒，解开钢丝绳头并预留适量长度，将新绳头穿过起升钢丝绳出绳孔并牵引至后大臂维修平台。

（2）准备换绳工属具（包括常用手持工属具、电焊机、角磨机、接线排、钢丝绳扣等）。

1.3 后大臂准备工作

（1）手动释放后大臂操作站内张紧油缸压力，使托架钢丝绳松弛。

（2）预留适量长度的旧绳头，利用钢丝绳扣和手动葫芦将张紧钢丝绳封锁固定，拆除托架小车上钢丝绳头固定装置，取出旧绳头。

（3）用电焊机将旧绳头与新绳头烧焊连接，然后解除钢丝绳扣和手动葫芦，机械房内操作人员配合放出适量新钢丝绳，以便于拉拽前大臂钢丝绳。

1.4 前大臂准备工作

（1）操作人员系挂高空作业安全带，下至前托架小车维修平台上。

（2）前端旧钢丝绳头预留适量长度，利用钢丝绳扣和长棕绳将旧钢丝绳封锁固定；拽绳人员在步道平台手动拉拽棕绳，使绳头固定端松弛；托架小车上的操作人员拆除旧钢丝绳头固定装置，取出绳头。

1.5 更换钢丝绳

（1）前大臂换绳人员（5～6人）轮流拉拽钢丝绳，将旧钢丝绳头从大臂铰点附近位置顺下至地面（1人盘旧钢丝绳）。

（2）机械房内操作人员（2人）配合前大臂操作人员在拉拽旧钢丝绳的同时放出新钢丝绳。

（3）当前大臂操作人员在拉拽钢丝绳头的过程中发现新旧绳头连接处已到达预定位置时，在新绳端预留合适长度，并停止拉拽钢丝绳。

（4）用钢丝绳绳扣和长棕绳在新旧绳头连接处的新钢丝绳头一侧将钢丝绳封锁固定，并用电动角磨机将绳头连接处切断，利用长棕绳将旧绳缓慢顺下至地面，然后将新钢丝绳头缓慢顺下至托架小车预定位置。

（5）托架小车上的操作人员安装新钢丝绳头及其固定装置。

（6）维修人员在后大臂维修平台拉拽调整钢丝绳至合适长度后，安装后托架钢丝绳头及其固定装置。

（7）设备复位，测试张紧油缸压力，观察后大臂两侧张紧油缸位置是否一致以及钢丝绳中点下垂量是否一致。

（8）调整钢丝绳长度，割除余量。

1.6 收尾工作

（1）施工现场工完场清。

（2）调整托架张紧油缸超程限位并试车。

（3）做好检查更换记录。

2 传统岸桥托架钢丝绳更换操作中存在的问题

（1）换绳过程中，需要5～6人轮流拉拽钢丝绳，不仅速度慢，人员体力消耗大，工作效率低，而且存在较大安全隐患。

（2）操作人员在机械房内放新钢丝绳时无法掌控放绳速度，加之钢丝绳辊筒外部钢丝绳的自重牵引力较大，导致辊筒在放绳过程中剧烈晃动，对操作人员和机械房内设备构成较大安全隐患。

（3）岸桥托架张紧钢丝由2根钢丝绳组成，每次只能更换1根，导致更换时间长，工作效率低。

3 岸桥托架钢丝绳更换系统优化

3.1 优化原理

传统岸桥托架钢丝绳缠绕原理如图1所示，优化后的岸桥托架钢丝绳缠绕原理如图2所示。

3.2 优化后的更换流程

3.2.1 机械房内准备工作

（1）吊装新钢丝绳：在机械房内的开阔位置利用维修行车垂直起吊新钢丝绳辊筒并将其固定于放绳机之上，解开新钢丝绳头，预留适量长度，将新钢丝绳头穿过起升钢丝绳出绳孔并牵引至后大臂维修平台。

（2）准备换绳工属具（包括常用手持工属具、电焊机、角磨机、接线排、钢丝绳扣等）。

3.2.2 后大臂准备工作

（1）手动释放后大臂操作站内张紧油缸压力，使托架钢丝绳松弛。

（2）预留适量长度的旧绳头，利用钢丝绳扣和手动葫芦将张紧钢丝绳封锁固定，拆除托架小车上钢丝绳头固定装置，取出旧绳头。

（3）使用电焊机将旧绳头与新绳头烧焊连接，然后解除钢丝绳扣和手动葫芦，机械房内操作人员配合放出适量新绳，以便于拉拽前大臂钢丝绳。

3.2.3 前大臂准备工作

（1）操作人员系挂高空作业安全带，下至前托架小车机构维修平台上。

（2）前端旧钢丝绳预留适量长度，利用钢丝绳扣和长棕绳将旧钢丝绳封锁固定；维修人员在步道平台拉拽棕绳，使旧绳头固定端松弛；托架小车上的操作人员拆除旧钢丝绳头固定装置，取出绳头，将其缠绕至卷扬机上3圈并留余量。

3.2.4 更换钢丝绳

（1）前大臂换绳人员（1人操作，1人监护）操作卷扬机牵引钢丝绳，将旧钢丝绳头从大臂铰点附近位置顺下至地面。

（2）机械房内操作人员配合前大臂操作人员在牵引旧钢丝绳的同时操作放绳机放出新绳。

（3）当前大臂换绳人员发现新旧绳头连接处到达预定位置时，在新绳端预留适量长度，并关停卷扬机。

（4）用钢丝绳扣和长棕绳在绳头连接处的新绳一侧将钢丝绳封锁固定，并用电动角磨机将绳头连接处切断，利用长棕绳将旧钢丝绳顺下至地面旧绳回收笼内，然后将新绳头缓慢顺下至托架小车预定位置。

（5）托架小车上的操作人员安装新钢丝绳头及其固定装置。

（6）维修人员在后大臂维修平台拉拽调整钢丝绳至合适长度后，安装后托架钢丝绳头及其固定装置。

（7）设备复位，测试张紧油缸压力，观察后大臂两侧张紧油缸位置是否一致以及钢丝绳中点下垂量是否一致。

（8）调整钢丝绳长度，割除余量。

3.2.5 收尾工作

（1）施工现场工完场清。

（2）调整托架钢丝绳张紧油缸超程限位并试车。

（3）做好检查更换记录。

4 结束语

岸桥托架钢丝绳更换系统优化后，不仅能确保钢丝绳更换后的完好性，还能节省维修成本和人力成本，使操作人员从原来的7～8人减少至5～6人，有效缩短更换时间，减轻劳动强度，大幅提高工作效率，确保人身安全和设备安全，实现码头公司和技术公司双赢的目标。用于岸桥托架钢丝绳更换系统的自动卷扬机、自动放绳机和旧绳卷盘装置可推广应用于其他码头的岸桥设备技术改造。

（编辑：曹莉琼 收稿日期：2016-05-11）