港口起重机维修保养周期研究

张向平，周靖

（上海振华重工（集团）股份有限公司，上海 200125）

起重机是港口进行货物装卸工作的核心设备，定期的进行起重机的检修、保养可以使其处于良好的工作状态，进而提高装卸货物的效率、降低成本。合理的维修、保养周期结构，可以延长起重机的使用寿命、降低费用消耗、扩大经济效益，使起重机的价值得到最大发挥。

1 港口起重机简介

从工作原理上来看港口起重机与其他起重设备的工作原理是一样的，以磷化涂层钢丝绳为主要的传力工具，借助钢支架的辅助作用，实现货物在目的地之间的运输。港口起重机的工作同时具有几个方面的显著特点：操作简单、速度快、传输货物平稳，但是由于港口货物运输工作量大，港口起重机的故障率更高、更容易出现损伤等。从世界范围来看，港口起重机主要有三种类型，门座式起重机、固定起重机以及船用起重机。门座式起重机的应用范围最为广泛，从结构上来讲其拥有最多的零部件、结构最为复杂、吨位重，但其具有最大的起重功率，货物运输效率最快，成为许多国家港口运输的首要选择。

2 港口起重机设备常见的问题

2.1 铰结点过度磨损

铰结点过度磨损会对金属结构产生消极影响，加速结构的损伤过程。起重机设备的使用周期长，许多设备使用年限都在十年以上，而且金属结构的铰结点数量很多，一旦铰结点出现磨损问题，会导致零部件之间的配合间隙增大，影响整机的平稳运行，还会削弱金属结构的刚度，加大起重机工作状态下的变形，延长振动衰减过程，增大金属结构的疲劳损伤。

2.2 工作级别提高

随着经济的迅速发展，进出口贸易量与日俱增，起重机的工作级别也在不断上升，但起重机更新换代的周期相对较长。许多重大港口，起重机24小时工作，起重机的使用寿命计算公式中，疲劳循环次数是定值，使用级别的提高导致年交变应力循环次数的增加，而使用年限与年交变应力循环次数的乘积为起重机的固定疲劳循环次数。因此，起重机的使用年限随着货运量的增加而减少。

2.3 钢丝绳损伤

（1）磨损。钢丝绳的磨损主要包括外部磨损和内部磨损两个方面。钢丝绳外部磨损是指外层绳股表面的磨损，在货物的运送过程中，钢丝绳表面与滑轮、卷筒等辅助装置表面接触、摩擦而产生的损伤。外部磨损会导致钢丝绳变细，钢丝损伤降低钢丝绳的负载能力和安全使用性能。通常钢丝绳外部磨损导致实际直径比工程直径减少10%，或绳股外层钢丝磨损达40%时，必须及时进行更换。钢丝绳的内部磨损是绳股之间、钢丝之间，产生相对摩擦而引起的损伤。实际操作中，钢丝在卷筒和滑轮组间缠绕时，其曲率半径不可能完全相同，这就造成钢丝绳内部绳股之间、钢丝之间产生相对摩擦。

（2）疲劳。钢丝绳在工作过程中会承受弯曲、拉伸、扭转、压缩等多种形式的荷载的共同作用，会破坏钢丝绳降低其负载能力。按照作用荷载形式的不同，疲劳可分为弯曲疲劳、拉压疲劳、扭转疲劳以及振动疲劳四大类型。其中弯曲疲劳主要指钢丝绳在工作状态下在卷筒和滑轮组间多次缠绕，钢丝绳的形态在弯曲、直之间反复变化，从而产生疲劳，严重影响钢丝绳的韧性，甚至导致断丝现象的产生。拉压疲劳扭转疲劳以及震动疲劳是指起重机在运行过程中，反复的启动、制动，上升、下降，在这个过程中钢丝绳会受到多种应力的重复作用，当重复次数超过钢丝绳所能承受的交变次数定值后，会出现疲劳问题。

3 起重机维修、保养周期常见问题

大部分起重机的维修、保养周期管理是落实相关“兰皮书”的规定。但是从不同港口的运行情况来看单纯的照搬规定，很难达到预期的保养效果，起重机的工作状态和工作能力得不到长久的保障。依据多个港口运行实践，总结得出以下起重机保养、修理定额存在的问题。

3.1 修理间隔问题

起重机停机保养的修理间隔短，修理保养的综合时间过长，影响了起重机的正常工作和使用。影响了港口的正常的装卸生产。“兰皮书”规定起重机的大修间隔期为21600工作小时，在这段时间内还需要另外进行1次中修，6次小修以及40次定期保养，依照这个流程来计算，在一个大修期内，起重机的总停机日为：75+50+20×6+40×3＝365天。

因此每完成一个大修周期起重机累计需要1年的停机保养，这对于港口生产来说造成了极大的资源浪费，严重影响经济效益。此外，起重机设备的维修、保养通常在港口就地实施，也不利于其它机械作业的开展。

3.2 维修成本问题

起重机进行维修、保养的成本较高，以“兰皮书”规定作为计算依据，在一个标准的大修周期，起重机的维修、保养费用为：54000+38000+5600×6+240×40＝135000元。这个计算公式依据早些年的收费标准，现在维修、保养的成本费至少为：135000×1．5＝202500元。

3.3 修理制度问题

大、中、小三级修理制度过于传统，与现代起重机技术管理制度并不匹配。随着对外贸易的发展，目前国内各港口对外贸易量较大、机械使用率高、配件供给充足，倘若按照这种修理模式来进行起重机的维修和保养，将无法满足港口贸易发展的需要。在实际的起重机设备使用中，遇到零件故障，倘若拆装方便就进行零件的更换，拆装不方便直接进行总成的更换，这样可以保证在最短的时间内恢复起重机的工作状态，拆装下来的总成可以拿到检修部门进行进一步的修复。因此，“兰皮书”所规定的三级修理制度可以进行适当的简化处理，取消中修理和小修理。

4 起重机周期性维修、保养的关键要素

起重机作为港口作业的重要工具，保证其时刻处于最佳的工作状态，对于维持港口的贸易发展来说具有重要的现实意义。起重机的维修保养主要包含了四个方面的关键要素，分别是加固方案的设计、选材的强度与质量、部件间的焊接工艺以及承载强度的检验。

4.1 起重机加固方案设计要素

加固方案设计首先要考虑底盘因素，通常来说起重机底盘的组构形式主要是梁式构架，通常起重机正常运作时，其主要的受力方向在起重机下和中心部位，为了得到最好的设计方案我们就要从加固本身以及为未来维修提供方便的角度进行考虑，这样我们可以得到以下解决方案：将底盘的对立板和横板进行加固安装，并进行有效的焊接，形成稳固的三角受力结构。这样起重机在进行工作时，拥有更加稳固的动力输出范围以及荷载承受的能力，同时大大提高了设备的强度。

4.2 起重机的选材要素

合理的选材可以有效的解决设备强度的问题，通常选择强度要高于母材强度，在实践操作中可以按照下面的方式进行选材强度的对比。利用焊机对母材和选材进行焊接，连接完成后采用恰当的施压手段对焊接口进行破坏，以破坏结果作为强度的判别依据，倘若焊接口是选材端被破坏，说明选材强度低于母材强度，假如母材端破破坏，那么选材强度符合选材标准，所选材料符合其中机设备的使用要求。

4.3 起重机焊接要素

焊接工艺是决定起重机设备工作强度的另外一个重要因素，焊接工艺的把控主要包括：焊机合理使用、焊条烘干程度、焊接具体操作步骤、焊接温度的把控四个方面的内容。与其中机设备而言，焊接工作是最基础的环节，只有严格把控好焊接工艺的每个方面，才能够保证起重机高效安全的运行。

4.4 起重机的强度检验要素

强度检验是保证起重机正常工作的关键因素，强度检验工作的主要内容是对焊接质量问题的检验。焊接程度把控不好，有可能在焊接过程中出现焊接过度、焊接过轻甚至是出现漏焊现象，焊接时间过长或者焊接时间过短，都会对起重机的质量造成消极影响。因此，起重机的强度检验工作必须要以这些因素作为检查重点。

5 结语

现代化的港口装卸生产规模越来越大，起重机设备在港口贸易发展过程中的作用和地位日渐提升，因此做好起重机设备的维修保养工作，保证其时刻处于最佳的工作状态对于维持港口正常工作具有重要的现实意义。综上所述，要想做好起重机设备的维修保养工作就必须要了解设备故障规律，建立符合现代起重机设备技术管理规律的修理制度，制定合理的修理间隔，同时把握好起重机周期性维修、保养的关键要素。