岸边集装箱起重机大车防滑制动性能测试及维护

齐永志

随着全球货运需求持续增长和造船技术不断发展，集装箱船大型化趋势日益明显。为了满足大型船舶作业需求，岸边集装箱起重机（以下简称“岸桥”）的外伸距加长且作业高度提升，迎风面积和风载荷也随之增大。在此背景下，如何保证岸桥在风力作用下的稳定安全成为码头需要解决的重要问题。本文介绍岸桥大车防滑制动性能测试方案及维护方法，以期为码头大型设备安全管理提供借鉴和参考。

1 岸桥大车防滑制动装置

根据《港口大型机械防阵风防台风管理规定》的要求：防滑制动装置须保证工作状态下的大型港机在不大于35 m/s的现场风力作用下不发生滑移，非工作状态下的大型港机在不大于55 m/s的现场风力作用下不发生倾覆;若大型港机使用地近50年最大风速历史记录超出上述范围，则应当按照近50年最大风速设防。工作状态指港机日常作业状态，该状态下的岸桥大车防滑制动装置通常有夹轨器、顶（压）轨器、电动防风铁锲、夹轮器和电机制动器等。非工作状态指港机停机不作业状态，该状态下的岸桥大车防滑制动装置包括手动防风铁锲、锚定插板和防风拉索等。锚定插板和防风拉索直接与码头基础设施交互使用，采用人工手动操作，具有使用稳定可靠的优点，并且其抗拉强度根据岸桥防风要求计算确定，可实现良好的防风效果。岸桥工作状态下的大车防滑制动装置根据岸桥工作特性须经常开闭使用，容易导致制动衬垫、弹簧压紧系统和液压系统损耗;因此，码头需要定期测试和维护防滑制动装置，确保其功能正常。

广州港某码头岸桥大车工作状态下的防滑制动装置采用电机内置电磁式制动器和夹轮器。電磁式制动器由电磁线圈、压力弹簧、制动衬垫和制动盘组成，具有结构紧凑、操作简单、响应灵敏、安全可靠、易于实现远距离控制等优点。夹轮器由液压缸、机架、制动臂和制动衬垫组成，其工作原理如下：液压油通过电磁阀进入夹轮器液压缸，压缩缸内碟簧，推动活塞杆带动制动臂向两侧张开，打开制动器;当电磁阀失电复位时，活塞杆通过碟簧弹力压缩，带动制动臂向内侧挤压，实现制动功能。夹轮器具有良好的制动性能和防滑效果，可实施动态紧急制动。

2 岸桥大车防滑制动原理

2.1 岸桥大车受到的风载荷

岸桥结构如图1所示。岸桥大车受到的风载荷

F=AxqxC

式中：F为风载荷，N;A为迎风面积，m²;q为风压， N/m²（q=0.613xv²，v为风速，m/s）;C为风力系数。岸桥大车工作风速为35 m/s，风向平行于大车轨道方向，大梁水平状态下岸桥大车受到的风载荷为120.31 kN（见表1）。

2.2 岸桥大车制动力

岸桥大车防滑制动装置包括16个制动器，制动力矩为235 N m，制动盘直径为315 mm;同时还包括16个夹轮器，夹轮器静态制动力为96 kN。大梁水平状态下岸桥大车的总制动力为167 kN（见表2）。经计算，工作状态下岸桥大车制动力为风载荷的1.39倍，大于1.2倍安全系数。岸桥出厂时，制动器和夹轮器的弹簧力矩、制动间隙等均按调试手册调整并达到设计要求;不过，在岸桥使用过程中，制动器和夹轮器经历高频次反复开关，加之其长期遭受海水盐碱腐蚀等影响，弹簧、碟簧等压力元件可能出现疲劳损坏，导致制动器和夹轮器的制动力达不到设计要求。弹簧、碟簧等压力元件安装在制动器内部，无法通过日常常规检测发现问题，需要定期维护。

3 岸桥大车防滑制动性能测试

测试岸桥大车防滑制动性能：选取风向平行于大车轨道方向的天气;根据单侧制动器和夹轮器的制动力，风速选取6 m/s为宜;岸桥大车以一挡速度（约0.075 m/s）行走，手柄归零后立即制动。考虑到岸桥大车的制动力平衡，选取大车左右侧的制动器和夹轮器同时制动，测试制动器和夹轮器的制动性能。为了保证海陆侧门腿的制动器和夹轮器同时制动，采用可编程逻辑控制器实施制动控制，同时注意采取相应安全防护措施。

岸桥大车防滑制动性能测试结果显示，左右侧制动器和夹轮器的制动效果良好。制动器制动效果测试结果显示，左右侧制动器均能实现快速制动;结合起重机安全监控管理系统信号进一步比对测试效果，制动器开闭灵敏，信号与接触器同步，电磁式制动器制动盘开闭声音清脆，初步判断制动器状态良好。夹轮器制动效果测试结果显示，左右侧夹轮器均能实现制动，但有较长的拖刹现象;结合起重机安全监控管理系统信号进一步比对测试效果，发现个别夹轮器关闭时间滞后0.1～0.2 s，闭合较慢的夹轮器液压缸活塞杆位置存在渗油现象（见图2）。

4 岸桥大车防滑制动性能维护

4.1 夹轮器工作原理

岸桥大车夹轮器工作原理如下：岸桥大车液压站中的液压油在电磁阀打开后进入夹轮器液压缸，液压油压缩碟簧推动活塞杆，液压缸两端伸长推动制动臂向两侧张开，制动衬垫与车轮分离，夹轮器打开;当电磁阀断电时，液压缸内碟簧弹力推动活塞杆制动臂缩回，同时液压油通过电磁阀回流至液压站，制动衬垫被制动臂压缩至车轮，夹轮器闭合。岸桥大车夹轮器结构如图3所示。

4.2 液压缸维护

针对岸桥大车夹轮器关闭延时的问题，检查岸桥大车液压系统的油路管道、液压油质量、电磁阀开闭状态和夹轮器机械连杆，结果显示均无明显故障，但液压缸存在渗油现象。分析岸桥液压缸结构（见图4），仔细观察液压缸渗油处（见图5），发现液压油从压盖位置渗出，液压缸密封组件损坏，螺塞密封不良，液压缸存在泄压现象。液压缸打开工况良好，而在关闭时存在延时现象，这说明螺塞存在机械卡顿或碟簧组弹力不足，无法迅速关闭液压缸。此时，需要拆解液压缸，找出故障点，更换密封组件，对整个液压缸进行密封维修处理。

拆卸分解液压缸，检测密封组件后发现：部分密封组件有硬化现象，初步判断硬化部分为渗油点;液压缸内有6组共12片碟簧，部分碟簧已开裂受损（见图6），导致碟簧组弹力降低，从而影响液压缸的弹性压力，造成夹轮器正面压力和制动性能下降。更换密封组件和碟簧时，须对液压缸进行清洁处理：先用汽油或煤油清洗活塞、缸体、缸筒内壁等安装密封件的位置，再用高压水枪清洗，最后用压缩空气吹干。安装新的密封组件和碟簧时，采取将密封圈开槽侧朝向液压缸压力侧及碟簧的组合方式，并涂刷适量的二硫化钼齿轮润滑油。液压缸维护完毕后及时安装至夹轮器上并实施制动测试，确保夹轮器达到设计制动力矩。

5 结束语

通过对广州港某码头岸桥大车防滑制动性能的测试及维护可以得出以下结论：（1）经计算分析，岸桥工作状态下的大车制动力大于风载荷，符合设计规范标准;（2）根据分析数据，单独测试岸桥大车制动器和夹轮器的制动性能，检测制动器和夹轮器制动性能的衰减情况，检测结果达到岸桥大车防滑制动要求;（3）对制动性能较差的夹轮器实施维护，使其达到设计制动力，从而确保岸桥大车整体防滑制动性能达到设计要求，提升岸桥作业安全性和可靠性。

（编辑：曹莉琼  收稿日期：2022-04-02）