岸桥张紧系统钢丝绳故障分析1221-王晓毅.doc

1托架小车钢丝绳断裂原因分析托架小车钢丝绳断裂原因分析作作 者者 王王晓晓毅毅 （大（大连连集集发发港口技港口技术术服服务务有限公司有限公司 辽辽宁宁 大大连连 116600） ）摘摘 要：托架小要：托架小车钢丝绳车钢丝绳，断裂，存在，断裂，存在严严重安全重安全隐隐患，本文患，本文对对其其产产生的原因生的原因进进行分析并提出行分析并提出合理的解决方案，提高岸合理的解决方案，提高岸桥桥的安全性和可靠性的安全性和可靠性关关键词键词：岸：岸桥桥 钢丝绳钢丝绳 断裂断裂 压压力力 岸边集装箱起重机（简称岸桥）是一种大型、连续、高效的港口装卸机械，岸桥的工作效率直接影响到码头的效益和声誉托架小车机构是岸桥的重要组成部分，主要用于支承起升钢丝绳，防止起升钢丝绳产生很大的晃动托架小车由钢丝绳牵引，在后大梁尾部平台上设有张紧液压装置，通过液压油缸来保证钢丝绳处于张紧状态而在实际生产中，托架小车张紧系统常常出现故障，导致托架钢丝绳损坏，维修频率高大连集装箱码头就多次出现托架钢丝绳断裂的问题，钢丝绳使用寿命甚至不到半年，极大的影响了码头的正常生产，也带来了严重的安全隐患1.1.问题分析问题分析根据岸桥的工作环境以及工作条件，查看托架钢丝绳和张紧泵站的工况进行分析：正常作业时，张紧泵站压力范围为[85 BAR，105BAR]；断裂的钢丝绳没有发现磨损、个别断丝的情况且断裂的钢丝绳均为连接前后托架小车的循环钢丝绳，而不是连接托架小车与张紧泵站的张紧钢丝绳，同时该问题只出现在单箱梁岸桥，双箱梁岸桥没有出现过类似的问题。

2根据上述现象，我们对托架钢丝绳缠绕方式图进行分析，见图 1 和图 2. 循环钢丝绳定义为不连接液压油缸的钢丝绳 张紧钢丝绳定义为连接液压油缸的钢丝绳图 1 单箱梁托架小车钢丝绳缠绕方式图 2 双箱梁托架小车钢丝绳缠绕方式发现单箱梁岸桥与双箱梁岸桥托架小车钢丝绳缠绕方式不同，由于缠绕方式不同循环钢丝绳受力大小也不同，单箱梁岸桥循环钢丝绳受力为张紧钢丝绳受力的 2 倍，双箱梁岸桥循环钢丝绳受力为张紧钢丝绳受力的 1/2，比较两种岸桥相关技术参数如下： 3为什么单箱梁岸桥压力范围值较大而钢丝绳直径却比双箱梁岸桥钢丝绳直径小，带着疑问，我们对单箱梁岸桥托架张紧系统受力情况进行简单测算如下：F=P*SS=1/4л（D*D-d*d）=1/4*3.14*（125*125-70*70）=84cm²P=[85,105]BAR由以上公式可以确定出循环钢丝绳的近似拉力为：F= P*S =[85,105]BAR *84cm²= [7140,8820]kg=[7.1,8.8]t （（1 1））根据钢丝绳的实际使用工况确定出安全系数： 一般拖拉（非驱动起重设备）钢丝绳：K＝3.0 计算钢丝绳的最小破断拉力： Q＝（F/K′）*K，式中：K′－钢丝绳破断拉力的换算系数（K′﹤1） 。

我们暂且不考虑 K′对于破断拉力的影响，取 K′=1,则 Q＝（F/K′）*K＝F *K=[7.1,8.8]t *3.0＝[21.3,26.4]t（（2 2））查看钢丝绳参数表（参托架小车参数比较托架小车参数比较结构结构单箱梁单箱梁双箱梁双箱梁压力范围压力范围[85,105]BAR[85,105]BAR<50BAR<50BAR钢丝绳直径钢丝绳直径12.512.5 14.014.0 油缸油缸125*70*2000125*70*2000100*56*600100*56*600张紧钢丝绳受力张紧钢丝绳受力近似油缸张紧力的近似油缸张紧力的 1/21/2近似油缸张紧力的近似油缸张紧力的 1/21/2循环钢丝绳受力循环钢丝绳受力近似油缸张紧力近似油缸张紧力近似油缸张紧力的近似油缸张紧力的 1/41/44考 CASCA，现场为宇宙）Φ12.5 的最小破断拉力 12.95 t （（3 3））Φ14.0 的最小破断拉力 15.74 t （（4 4））由（（1 1）） （（3 3））可知，单箱梁岸桥循环钢丝绳 K=[1.5,1.8]<3.0因为 K<3.0，所以托架小车循环钢丝绳异常断裂的主要原因是由于钢丝绳选型没有达到起重机设计规范的要求所引起的。

2.2.对策措施对策措施针对以上造成钢丝绳断裂的主要原因，我们提出两种改进方案：方案一、更改托架小车钢丝绳系统缠绕方式，使其循环钢丝绳受力为张紧钢丝绳受力一半方案二、选用破断拉力较大的钢丝绳，同时降低压力范围对于方案一 除了需要对张紧油缸的固定方式作调整外，设备改造需要的停机时间长，实施难度大，费用也较高对于方案二，我们只需要对液压系统压力范围进行适当调整，同时增大钢丝绳的直径并更换部分托架滑轮即可达到同样的效果，实施比较容易方案二 具体实施如下：选用 Φ14.0 的钢丝绳（最小破断拉力 15.74 ）t （（5 5））由于原来使用的钢丝绳为 Φ12.5，测算新选用钢丝绳与原滑轮的轮绳径比为：408/14＝29.1 符合设计规范 28～32 倍轮槽半径与钢丝绳半径：7.2/7＝1.03<1.05 不符合5更换托架滑轮 4 个/台因一般钢丝绳：K＝3.0 （（6 6））由（（1 1）） （（5 5）） （（6 6））可求：Φ14.0 钢丝绳对应的最大压力值≤63BAR现场压力范围调整如下：1. 张紧系统压力范围由[8.5MPA，10.5 MPA]调整为[5MPA，6.5 MPA]。

2. 调整蓄能器压力值为 4 MPA3. 俯仰溢流阀调为 4.5MPA4. 张紧溢流阀调为 7.0 MPA3.3. 效果检查效果检查经过改造的 6 台单箱梁岸桥投入使用 1 年来，托架循环钢丝绳一直运行良好，未出现任何钢丝绳断裂的故障到目前为止，循环钢丝绳的使用寿命比原来提高了 1 倍，预计还能使用 1 年时间，达到了预期的效果从目前情况看，每年可节约用于更换的钢丝绳和人力成本支出为 10 万元左右，同时也减少了因停机造成的间接损失，更重要的是有效的降低了生产安全风险，提高了设备作业效率，降低了维修工人的劳动强度，减少了高空作业量2012-12-25参考文献：参考文献：1.蒋国仁．蒋国仁． 港口起重机械．北京：人民交通出版社，港口起重机械．北京：人民交通出版社，199562.沈沈兴兴全全． ．液液压传动压传动与控制与控制． ． 北京：北京：国防工国防工业业出版社，出版社，2009作者作者简简介：王介：王晓晓毅毅 汉汉 生于生于1978 联联系系： ：13332208883 邮编邮编： ： 116600。