岸橋托架小車牽引鋼絲繩纏繞系統(tǒng)的優(yōu)化改造.doc

岸橋托架小車牽引鋼絲繩纏繞系統(tǒng)的優(yōu)化改造寧波北侖國際集裝箱碼頭有限公司 胡松虎摘 要：針對岸橋托架小車牽引鋼絲繩纏繞系統(tǒng)的機構(gòu)布置特點，結(jié)合鋼絲繩更換施工所存在的問題和不安全因素，有的放矢地提出優(yōu)化改造方案，極大地提高了換繩效率，施工安全得到充分的保障。關(guān)鍵詞：岸橋、托架小車、滑輪、壓繩板、改造一、概述我公司現(xiàn)有岸邊集裝箱橋式起重機（簡稱：岸橋）分三個品牌共十臺，均為國際知名岸橋生產(chǎn)廠家制造的。這三個品牌岸橋的小車運行機構(gòu)各具特色，懸臂外伸距也存在差異，因此，在起升鋼絲繩托架的布置上，也考慮了不同的設(shè)置方案。岸橋托架布置及有關(guān)參數(shù)如下： （表中單位：距離：米；直徑：毫米）品牌數(shù)量結(jié)構(gòu)特點外伸距主小車起升鋼絲托架小車(臺)前伸后伸繩直徑牽引方式繩徑品牌一2桁架單梁4615.25自行式30內(nèi)外單繩隨動式14品牌二2箱式雙梁4615.25鋼繩牽引28無無品牌三6箱式雙梁5018.6鋼繩牽引28內(nèi)外雙繩隨動式12.5通常，岸橋的懸臂外伸距超出45米以后，起升鋼絲繩的跨度較大，為控制起升鋼絲繩的懸垂度和縱向跳動，需在主小車的前、后分別增設(shè)鋼絲繩托架小車。托架小車采用主小車隨動式，通過鋼絲繩的纏繞倍率隨著主小車實行半速聯(lián)動，并保持主小車處于任意位置時前、后托架小車（通常，叫海、陸側(cè)托架小車）始終處于基本居中狀態(tài)。從前表可以看出，品牌一和品牌三岸橋都裝有鋼絲繩托架小車，品牌二盡管懸臂外伸距超出45米，但是起升鋼絲繩的直徑較小，未配裝鋼絲繩托架小車。品牌一的托架小車采用內(nèi)、外單繩隨動牽引模式；品牌三的托架小車采用內(nèi)、外雙繩隨動牽引模式（見圖示一）。近年來，內(nèi)、外雙繩隨動牽引模式已經(jīng)逐步成為主流設(shè)計模式。本文研究的重點，放在品牌三岸橋托架小車牽引鋼絲繩纏繞系統(tǒng)的內(nèi)、外雙繩隨動牽引模式上。根據(jù)托架小車牽引鋼絲繩纏繞系統(tǒng)的內(nèi)、外雙繩隨動牽引模式的特點，著重剖析該系統(tǒng)內(nèi)部存在的不利因素和安全隱患，提出了優(yōu)化纏繞系統(tǒng)整體布局的整改方案，并闡述實施后所能達成的效果。 圖 示 一 二、存在的問題我公司品牌三的六臺岸橋（4#9#）是分三個批次各兩臺，分別與2000年9月、2002年9月和2003年9月交付使用的。該品牌岸橋上鋼絲繩托架小車牽引纏繞系統(tǒng)的特點是，內(nèi)、外雙繩隨動牽引模式，機構(gòu)利用等級相對較高，可達U6，工作級別為M6，但是，其載荷狀態(tài)相對較低，屬Q(mào)1輕型載荷。根據(jù)運行記錄，托架小車牽引鋼絲繩的使用壽命相對較長，進口鋼絲繩一般可達31-34萬TEU，基本上可使用2年以上的時間。從這個意義上來說，這種內(nèi)、外雙繩隨動牽引模式的纏繞系統(tǒng)的設(shè)計思路是比較成功的。托架小車牽引纏繞系統(tǒng)上暴露出來的問題，最早是5#橋在2002年8月15日，托架小車牽引鋼絲繩進行首次更換施工時被發(fā)現(xiàn)的。主要問題有：1、 內(nèi)繩、外繩直徑12.5毫米，各有2根，一共8個繩頭，固定繩頭的系繩樁分別設(shè)在海、陸側(cè)托架小車上、懸臂聯(lián)系梁下和托架小車牽引張緊機構(gòu)的支架上。所有系繩樁的位置都是懸空布置。缺點是：換繩施工難度大，換內(nèi)、外繩中途需調(diào)整主小車的停車位置，施工人員無合適站位或者需要在托架小車上行走并進行施工操作，很不安全。2、 內(nèi)、外雙繩隨動牽引，隨動牽引連接位置在主小車架的海、陸側(cè)橫梁的外檔，僅靠一付垂直設(shè)置的夾繩板固定。缺點是：換繩施工人員必須趴在小車架的橫梁上，上半身懸掛在主小車架外，操作不便，難度大，很不安全；夾繩板松脫后，內(nèi)繩嵌套在夾縫中，換繩時，鋼絲繩靠人工抽拉，拖曳十分費勁；重新加緊新繩時，需要一邊緊拉鋼絲繩，一邊加緊夾繩板，鋼絲繩總是被斜拉到夾繩板的繩槽外邊，靠扁鋼錘擊鋼絲繩來落入繩槽，鋼絲繩擊打受損，存在斷繩隱患；所有這些施工，得花費很長時間。3、 內(nèi)繩2根，外繩2根，換繩后，海、陸側(cè)托架小車均會存在一定程度的左、右偏斜，為調(diào)整托架小車的平行，需要反復(fù)進行內(nèi)、外繩的長度調(diào)整和定位，費工費時。4、 內(nèi)繩（121米/根）、外繩（151米/根）共4根，每根鋼絲繩都需預(yù)留引導(dǎo)和拖曳用輔助繩長度（大約每根需20米左右），盤繞在主小車架上，鋼絲繩浪費嚴(yán)重。每臺次換繩施工總時間，大約需14個小時。這些問題的存在，設(shè)備長時間停機嚴(yán)重干涉作業(yè)船期的安排。由于很難保證這么長的停機時間，有時候不得不將內(nèi)、外繩的更換分階段安排施工。這又造成施工準(zhǔn)備等輔助時間上的浪費，嚴(yán)重影響設(shè)備和碼頭有效利用率。更為嚴(yán)重的是，每次換繩施工，幾乎都出現(xiàn)過安全險情事故。面對這些嚴(yán)重的安全性和明顯的經(jīng)濟性問題，迫使我們要承受很大的風(fēng)險和壓力。三、優(yōu)化方案的形成針對上述問題，筆者結(jié)合多年來在換繩施工工藝上所取得的成功經(jīng)驗，考慮從下列幾個方面著手，對整套纏繞系統(tǒng)提出優(yōu)化的設(shè)想（見圖示二）： 圖 示 二 1、 內(nèi)、外牽引繩各有2根，一共8個繩頭，施工太繁瑣?？紤]將懸臂聯(lián)系梁下內(nèi)繩的系繩樁和海側(cè)托架小車上外繩的系繩樁取消，原系繩樁相對位置，分別安裝一對鋼絲繩改向用的定滑輪I，將鋼絲繩引到懸臂聯(lián)系梁和海側(cè)托架小車上；同時再在懸臂聯(lián)系梁和海側(cè)托架小車上各增設(shè)一對平衡滑輪，分別將2套內(nèi)、外繩的左、右繩對接起來，變成內(nèi)、外各一根繩，簡化換繩所需的繩頭固定操作；平衡滑輪中間安置一只水平設(shè)置的壓繩板I，以方便左、右繩的相互竄動，用于左、右牽引繩的偏斜調(diào)節(jié)，控制托架小車的整體平衡。這樣，不但施工簡便，省時省力，而且所有的施工都很安全，解決了前文中的第1、3個問題。2、 取消主小車架海、陸側(cè)橫梁外檔的夾繩板（共4付），在夾繩板對應(yīng)的部位安裝鋼絲繩改向用的定滑輪II，將鋼絲繩引到主小車架上；主小車架海、陸側(cè)橫梁上轉(zhuǎn)角部位，分別設(shè)置一只導(dǎo)槽，用于鋼絲繩的圓滑過渡，并將鋼絲繩折引成水平狀態(tài)；緊挨著導(dǎo)槽，在主小車架海、陸側(cè)橫梁上水平設(shè)置特制的壓繩板II。這樣，就可以極大地降低施工人員的操作難度，施工安全得到保障，換繩時的鋼絲繩拖曳也十分省時省力，解決了前文中的第2個問題。3、 內(nèi)、外4繩，變成了內(nèi)、外2繩，鋼絲繩拖曳十分簡便，單繩比原設(shè)計雙繩長度短了15米左右，鋼絲繩引導(dǎo)和拖曳用的輔助用繩大大減短，降低了鋼絲繩的損耗?；谶@些設(shè)想，筆者仔細查閱并研究了原托架小車牽引纏繞系統(tǒng)有關(guān)的機構(gòu)和結(jié)構(gòu)，分析了這些部位做上述優(yōu)化整改的可行性。分析結(jié)果表明，這套思路是行之有效的。四、優(yōu)化改造的實施在2002年底，我們已經(jīng)將托架小車?yán)p繞系統(tǒng)上存在的這些問題及時地反饋給設(shè)計制造廠家，希望他們能協(xié)助我們落實整改。在當(dāng)時，適逢我們公司又有新的岸橋購置計劃，我們也想借助設(shè)計制造廠家之手，將我們這套優(yōu)化思路落實到第3批次購買的品牌三岸橋上。通過多次的技術(shù)磋商和努力，制造方從理論上已經(jīng)認(rèn)同了我們的設(shè)想，但是由于制造工期和進度上的種種原因，還是沒有最終將這套思路反映到新岸橋上。2003年9月，第三批次的2臺岸橋到港。公司碼頭裝卸業(yè)務(wù)也大幅增長，岸橋利用率越來越高，留給我們工程部的設(shè)備維護和保養(yǎng)時間越來越少，這6臺岸橋托架小車?yán)p繞系統(tǒng)上的問題也顯得日益嚴(yán)重，公司領(lǐng)導(dǎo)則更關(guān)注換繩施工中的安全問題。為此，筆者決心親自動手，完成圖紙的修改和設(shè)計，將這套已深思熟慮的方案付諸實施。從2004年初開始至5月份，筆者利用閑余時間，先后完成了隨機圖紙的修改和新增部件的設(shè)計制圖。考慮到新增的改向定滑輪和平衡滑輪，平時作業(yè)時只起牽引導(dǎo)向作用，只有在換繩時才轉(zhuǎn)動，所以，這些滑輪輪繩徑比的取值不需要太大。經(jīng)綜合考慮，滑輪輪繩徑比定為12?；嗊x用非標(biāo)準(zhǔn)系列，需全新設(shè)計并特制。每臺套岸橋新增的主要部件有：定滑輪I總成（4組）、定滑輪II總成（4組）、平衡滑輪I總成（2組）、平衡滑輪II總成（2組）、壓繩板I組件（2組）、壓繩板II組件（4組）和導(dǎo)槽（4只），（見圖示三）。定滑輪I總成 定滑輪II總成 平衡滑輪I總成 壓繩板I組件 壓繩板II組件 導(dǎo)槽 圖 示 三 很顯然，改造6臺套岸橋托架小車牽引纏繞系統(tǒng)所需要的上述部件，數(shù)量頗大，外協(xié)制作周期相對較長。好在改造需在托架小車牽引鋼絲繩更換期間進行，每臺岸橋托架小車牽引鋼絲繩的更換周期也相對較長，并且，在具體改造施工安排上，每臺吊機盡量錯開進行。所以，盡管制造周期較長，但并不影響改造的總體進度和實施后所能達成的成效。接下來，先后大約花了半年多的時間，分批次完成上述部件的外協(xié)制作。配合換繩周期，從2005年至今，已經(jīng)成功實施了改造的有6#、7#岸橋。每臺機內(nèi)、外繩分開改造，連同換繩施工一共花費不到20小時的時間。改造取得了預(yù)期的效果。五、結(jié)論本次優(yōu)化改造方案的成本投入，單機制作成本費用1.258萬元，改造施工費0.5萬元。改造所產(chǎn)生的效果有：1、 改造后，換繩施工操作簡便，有效地降低了換繩施工中的安全風(fēng)險。2、 換繩時間可以控制在4個小時以內(nèi)，節(jié)約10個小時，有效地提高了設(shè)備和碼頭的利用率。3、 每臺次換繩，能節(jié)省鋼絲繩80米左右，降低了材料損耗，可節(jié)約15的成本。4、 托架小車左右平衡調(diào)節(jié)方便，有效地節(jié)省后期維修調(diào)整的時間。通過本次優(yōu)化改造，筆者的體會是：1、 不能墨守成規(guī)，要敢于對世界知名品牌的技術(shù)說不。2、 不能局限于既有的成果，要敢于自主創(chuàng)新。3、 不要總指望人家來給你什么，要敢于自己去拼搏，去創(chuàng)造奇跡。點評：這篇文章與