大型门式起重机防风抗滑系统的原理与实现

莫辉

（广东省特种设备检测研究院佛山检测院，广东佛山528000）

大型门式起重机防风抗滑系统的原理与实现

莫辉

（广东省特种设备检测研究院佛山检测院，广东佛山528000）

近年来，我国沿海地区由于台风等一系列的灾害天气影响，导致起重机被风刮跑、倾覆等事故，给工作人员的人身安全和当地的财产安全造成了较大的影响，所以，熟悉并且掌握大型门式起重机的抗风抗滑系统原理及操作在实际生产中显得尤为重要。基于此，介绍了大型门式起重机防风抗滑装置系统的主要构成，并且浅析了起重机防风抗滑装置系统的具体使用，描述了门式起重机使用防风抗滑系统取得的重要成果，以此保证大型门式起重机在遭遇大风袭击的时候能够具有安全性。

门式起重机；防风抗滑系统；原理与实现

多起风灾事故使人们意识到露天门式起重机要有安全可靠的防风抗滑系统，另外还要制定具有操作性的管理措施确保使用安全。为减少风灾事故发生，相关技术人员对露天工作的门式起重机进行了多年的研究和实践性操作试验，并取得了良好的效果。

1 大型门式起重机滑动的原因

一般发生门式起重机风灾事故之后会对事故进行分析，往往都是起重机保养不当，单只技术状态不佳，或者操作人员没有责任心及自然的不可抗力灾害等方面，但是这只是浅层次的方面。所有门式起重机都是根据《起重机设计规范》进行设计的，并且通过了抗风防滑安全性验算，但还是有许多门式起重机出现了风灾事故，如果将其全部归咎于上述的浅层次方面是不合理的，其有部分原因还是来源于起重机没有完整的防风抗滑安全性，也就是说忽视了起重机设计的验算工况，导致起重机在遇到大风的时候还是会出现滑动现象。

门式起重机在工作状态中发生风灾事故的过程为：如果实际风压比1类计算风压小时，门式起重机处于正常作业状态；如果在大风状态下，实际风压超过了9，那么门式起重机都会沿着轨道进行运动，因为这个时候的运行机制制动器的及制动已经阻挡不了风力，并且非工作状态中的夹轨器也不能够完全应对运动过程中的门式起重机。在持续风力的过程中，门式起重机会在轨道上越跑越快。因为门式起重机的重力较高，在惯性力的作用下，其容易脱线及倾覆。

2 大型门式起重机防风抗滑系统的构成及原理

2.1 大型门式起重机防风抗滑系统的构成

2.1.1 防风抗滑系统软件

防风抗滑系统的软件是根据相关的设计制造标准、条件及要求进行设计，比如国家《起重机设计标准》、《起重机安全规程》、《关于贯彻执行门式起重机防范安全技术要求通知》等相关规定。

2.1.2 防风抗滑系统硬件

大型门式起重机防风抗滑系统的硬件系统主要由防风预警装置、紧急防风装置、辅助防风装置及轨道端部止档装置组成，在实际应用过程中，这四种硬件装置要同时配置。

2.1.3 防风预警系统

防风预警系统的主要作用是检测风级和风速，在遇到较大风速的时候，能够进行预警，和切断运行机器设备的电源。系统能够发出具有声音和光亮的报警信号，以提醒工作人员，当风力超过设定值时，能够自动将大车驱动电源切断。

2.1.4 紧急防风系统

在工作过程中，当遇到突发大风的情况，紧急防风系统能够对起重机在运行过程中进行紧急防风制动，对此，系统驱动轮、被动轮及电控系统方面都有了全新的要求。

（1）驱动轮。起动机行走轮为驱动轮，并且使用二级制动轮式防风制动装置，起重机的高速轴中除设置一般的工作制动器之外，还需设置紧急防风制动器，要求直径为300 mm，制动力在（500±25）N·m，紧急防风制动器在遇到大风的时候具有紧急制动的作用。

（2）被动车轮。其主要使用手动或者电动集中控制铁鞋的模式，能够实现起重机被动轮在两个运行方向的止动。铁鞋在正常断电的时候能够实现防风制动，在不正常断电的时候能够实现缓冲制动。

（3）电气联锁。紧急防风电控系统稳定可靠，能够有效控制防风制动装置功能，在出现紧急情况的时候由技术人员实施。防风预警系统和缓冲制动系统具有电气联锁，没有直接与紧急制动系统进行电气联锁[1]。

2.1.5 辅助防风装置

在起重机不工作的时候使用辅助防风装置能够保持起重机的稳定性，比如刚性锚定装置、电动铁鞋、夹轨器等等，其基座、支架及其他部件都要根据非工作状态中的风载荷规定设计。起重机每一端都应该安装夹轨器，并要求其具有自锁性能，夹轨器防风止推力会随着风速的不断增加而加大。每个夹轨器都要有电气联锁，如果夹轨器没有抬起或复位不到位时，起重机将不会运行。

2.1.6 轨道端部止档装置

轨道端部止档装置主要是用在起重机运行到走行轨道端部时吸收地面动能的装置，其主要有两种形式，斜坡混砂槽式和斜坡位能式。斜坡混砂槽式具有三面围墙，墙内的宽度应根据起重机走行轮两侧的最大宽度为基础设定；长度是轨道端部向内3～5 m，随着轨道方向从内到外不断提高，坡度是1∶5，槽内具有一定量的素沙。斜坡位能式的长度和坡度和使用起重机的型号、线路长度有一定的联系，使用斜坡位能式轨道端部止档装置要根据精准度的计算进行。

2.2 大型门式起重机的防风抗滑系统的工作原理

影响门式起重机抗风防滑能力的主要因素就是车轮与轨道的摩擦阻力、水平风力及坡道分力，要想使起重机不被风吹跑，摩擦阻力就要比坡道分力及水平风力要大。就起重机自身来说，其防风抗滑能力与迎风面积、结构系数及高度有关，一般通过改变起重机自重摩擦力的高校改变起重机的抗风防滑能力。大车在行走机制中的有效制动力矩的变化也会改变起重机摩擦阻力，所以要想保证大型门式起重机抗风防滑系统的正常工作，提高起重机抗风防滑能力，其制动力是尤为重要的因素。

在门机正常工作之后，或者发生非正常断电及由防风控制系统风速仪发出断电信号时，防风电磁铁控制器中的蓄电池会提供给电磁阀3～5 s的延时电流，系统在门机小直径工作职工器的作用下电磁阀会失电恢复零，制动钳盘会接通供油油路，制动钳盘供油开始制动。在突发发生大风需要无缓冲制动时，司机按下防风电磁铁控制器紧急防风按钮，电源会立即断开，钳盘供油油路会接通，高速轴中的制动力矩会使车轮制动。将门机大车轮与钢轨的滑移率控制在8%～35%范围中，使防抱死实施制动，以此达到防风效果[2]。

3 起重机防风抗滑系统的使用

大型门式起重器防风抗滑系统的硬件系统可靠且完整的安装在起重机上面，在日常要对其进行严格规范的管理，使其能够充分发挥自身的作用，在实际操作过程中要根据相关规定进行。

3.1 起重机作业之前

根据不同岗位的不同工作内容，实施分工负责制，以此接触辅助防风装置（刚性锚定装置、电动铁楔、夹轨器等等）的锁定作用，之后全面且详细的检查防风预警系统工作是否正常，如果良好，接下来解除防风控制器的二级防风制动器制动状态，将集控铁鞋提到固定位置并且锁定。

3.2 起重机作业之中

在起重机工作过程中，操作人员要时刻注意防风预警装置，如果其在工作过程中发出预警信号，并且此时风速≥13 m/s持续4 s以上或者风速＞11 m/s持续8 s以上就要停止其中工作。起重机作业正常停止的步骤为：恢复控制器零位—按下防风控制器延时按钮—将控制铁鞋放下—将货物放置地面—将整机电源切断—将预防防风装置锁紧；起重机作业非正常停止的步骤为：按下防风控制器紧急制动按钮—将集中控制铁鞋放下（之后步骤同上）。

3.3 起重机作业之后

当起重机完成作业之后，将其停放到制定位置，并且切断整机电源，之后将控制铁鞋放下，最后将预防防风制动装置锁紧。

4 大型门式起重机防风抗滑系统取得的效果

大型门式起重机防风抗滑系统自被研发至今，在实际工作过程中取得了良好的效果。比如：1990年7月份河北省津浦铁路突发大风，附近单位数台门式起重机倾覆；同年6月份北京市清和地区突发大风，附近六台门式起重机倾覆；2000年天津地区突发大风，导致多台起重机倾覆；2001年河北省廊坊地区突发九级大风，导致两台门式起重机倾覆，结构严重变形，导致较大的经济损失。上述地区在使用安全可靠的防风抗滑系统之后，在经历大风的时候，起重机全部安全无恙，保障了起重机械及工作人员的安全，以此说明大型门式起重机防风抗滑系统在实际工作过程中具有显著的效果[3]。

5 结束语

自80年代开始，我国发生由于大风导致起重机倾覆或者脱轨的事故不计其数，这些事故对于国家经济财产及社会人们的人身安全都造成了严重的危害，所以要创建安全可靠的防风抗滑系统，并且要求使用单位能够熟练掌握防风抗滑系统的操作，降低发生风灾时候起重机倾覆导致财产出现损失的机率。

[1]杨胡龙.大型门式起重机防风抗滑系统论述[J].工业，2016（11）：78-79.

[2]杨立志，葛东方，张力.门式起重机防风系统的研究与实践[J].起重运输机械，2001（B11）：22-24.

[3]郑国成.门式起重机斜坡式砂槽端挡的设置及防风分析[J].铁道货运，2000（5）：28-30.

The Principle and Realization of Anti Sliding System for Large Portal Crane

MO Hui
（Guangdong Special Equipment Inspection Institute Foshan Institute of Technology，Foshan Guangdong 528000，China）

In recent years，china’s coastal areas due to a series of disasters such as typhoon weather，lead to the crane overthrown by wind run，such as accident，to the safety of personnel and the property of the local security caused great influence，therefore，be familiar with and master the wind resistance of large gantry crane against sliding system principle and the operation is particularly important in the practical production.Based on this，this paper first introduces the large gantry crane windproof anti-sliding device system main components，and analyzed the crane the specific use of wind resistance device system，finally describes the gantry crane important progress in witch use the wind resistance system.To ensure a large gantry crane in the high winds attacks can have security. Key words：gantry crane；wind resistance system；principle and realization

TH213.5

A

1672-545X（2017）03-0124-02

2016-12-25

莫辉（1990-），男，广东佛山人，助理工程师，本科，机电专业方向。