李凌杰

鋼絲繩是軌道式集裝箱龍門起重機（以下簡稱“軌道吊”）執(zhí)行集裝箱吊運作業(yè)的關(guān)鍵承載裝置，按周期對鋼絲繩進行預防性更換是有效保障鋼絲繩安全使用的重要舉措。本文針對原有的軌道吊起升鋼絲繩更換工藝存在的問題，提出軌道吊起升鋼絲繩更換工藝優(yōu)化方案，從而在提升軌道吊起升鋼絲繩更換作業(yè)安全性的同時，達到縮小作業(yè)范圍、提高作業(yè)效率、降低作業(yè)成本的效果。

1原有的軌道吊起升鋼絲繩更換工藝存在的問題

如圖1所示，原有的軌道吊起升鋼絲繩更換工藝為：采用3t燃油叉車牽引鋼絲繩，通過將叉車的水平方向運動轉(zhuǎn)化為鋼絲繩的垂直方向運動，完成廢舊鋼絲繩的拆卸及新鋼絲繩的吊運安裝。該工藝存在以下問題。

（1）在操作叉車牽引鋼絲繩的過程中，叉車司機難以根據(jù)鋼絲繩的運行狀態(tài)及時調(diào)整操作，從而容易發(fā)生鋼絲繩刮碰或繩鉤斷裂等事故，導致鋼絲繩從高處墜落，存在較大的安全隱患。為了確保作業(yè)安全，需要在地面安排專人全程監(jiān)護，導致人力成本增加。

（2）采用燃油叉車牽引鋼絲繩，雖然可滿足克服鋼絲繩重力的做功要求，但同時額外增加叉車運行的燃油成本。據(jù)統(tǒng)計，在原有的工藝下，單臺次軌道吊更換起升鋼絲繩大約消耗燃油10L，折合燃油成本大約為67元。

（3）為了滿足鋼絲繩垂直方向的運行距離要求，叉車水平方向運行需要占用大量場地空間，從而可能影響碼頭正常生產(chǎn)作業(yè)。

2軌道吊起升鋼絲繩更換工藝優(yōu)化方案

為了解決上述問題，對原有的軌道吊起升鋼絲繩更換工藝實施優(yōu)化（見圖2）：改用變頻電動卷揚機牽引鋼絲繩，并加裝配重塊，以確保卷揚機在作業(yè)過程中保持平衡和重心穩(wěn)定。具體方案如下。

（1）受力分析每臺軌道吊有8根起升鋼絲繩，每根鋼絲繩自身質(zhì)量約為450kg，設(shè)定安全系數(shù)為2，據(jù)此估算卷揚機在牽引過程中需要克服的鋼絲繩重力及鋼絲繩與設(shè)備間的滑動摩擦力為13kN。

（2）工藝要求為了實現(xiàn)與原有作業(yè)工藝相同的功能和效率，優(yōu)化后的軌道吊起升鋼絲繩更換工藝要求如下：鋼絲繩牽引速度保持在15m/min左右;卷揚機具有變頻調(diào)速控制功能，以確保電機啟停平緩，以及通過設(shè)備狹窄危險部位能夠及時減速并保持足夠拉力。

（3）卷揚機選型根據(jù)上述受力分析及工藝要求，結(jié)合目前國內(nèi)市場可提供的相關(guān)產(chǎn)品，確定選用JM3型變頻電動卷揚機，并加裝液壓制動器（見圖3）。JM3型變頻電動卷揚機額定起升速度為12-18 m/min，額定起升質(zhì)量為3t。此外，加配變頻調(diào)速控制柜，調(diào)速范圍在0～15m/min之間。

（4）配重及運輸裝置設(shè)計為了在牽引過程中保持平衡和重心穩(wěn)定，卷揚機自身整體質(zhì)量必須達到1t，而JM3型變頻電動卷揚機自身質(zhì)量只有450kg左右;因此，在卷揚機底座上加裝可拆卸式配重板，并加裝與叉車相匹配的運輸?shù)准?，以保證運輸擺放平穩(wěn)（見圖4）。

3軌道吊起升鋼絲繩更換工藝優(yōu)化方案的預期效果

（1）卷揚機無須使用燃油，并且無須配備操作司機，能夠有效降低燃油成本和人力成本。據(jù)測算：在原有的工藝下，單臺次軌道吊起升鋼絲繩更換作業(yè)的燃油成本和人力成本合計約為730元;在優(yōu)化后的工藝下，單臺次軌道吊起升鋼絲繩更換作業(yè)的電力成本和人力成本合計約為520元，比原有的工藝降低210元。按照軌道吊起升鋼絲繩每年更換80臺次計算，采用優(yōu)化后的工藝每年可節(jié)約成本約16800元。

（2）地面操作人員能夠近距離實時觀察鋼絲繩的運行狀態(tài)，并通過操控變頻調(diào)速卷揚機及時調(diào)整鋼絲繩牽引速度，從而極大地提升鋼絲繩牽引操作安全性。

（3）軌道吊起升鋼絲繩更換作業(yè)區(qū)域縮小至設(shè)備停機范圍內(nèi)，從而確保碼頭正常生產(chǎn)作業(yè)不受影響，鋼絲繩更換作業(yè)效率有效提升。

（4）工藝優(yōu)化方案具備良好的實施條件，施工所需的設(shè)備設(shè)施和配套材料均為成品件和常見材料，市場供應(yīng)充足且采購便利。