山东工业职业学院 山东淄博 256414
摘要：场桥是集装箱堆场专门装卸集装箱的专用大型设备，在装卸集装箱的起升作业中，存在由于人为、机械和电气等因素导致集装箱坠落事故发生的隐患，事故轻则会摔坏集装箱和内部装载的货物，重则会导致运送集装箱车辆的车毁人亡，最终造成重大的安全事故。为此，针对场桥坠箱这一安全隐患，本文通过调查研究分析出导致坠箱的隐患因素，并从吊具、减速箱、制动器和电控系统等方面提出消除隐患的措施，从而最大可能消除场桥坠箱这一重大的安全隐患，从而避免造成不必要的损失和伤亡，保证设备的安全运行。
关键词：场桥；坠箱风险；机械改造；电控系统优化
一、引言
随着我国对外开放程度的不断扩大和进出口贸易的日益兴盛，港口的集装箱装卸任务不断攀升，专门负责集装箱装卸的场桥的作业量也大幅提升，伴随设备的长时间负荷运行，存在着由于锁头断裂，吊具上下架脱离等原因导致坠箱事故发生的隐患，一旦在场桥起升吊箱作业中发生坠箱事故，不仅会摔坏集装箱和其装载的货物，造成重大的财产损失，甚至会导致运输集装箱车辆的车毁人亡，造成重大的安全事故。坠箱事故历来一直都是各港口存在的重大安全隐患，也是各港口最为重视的。如果出现坠箱事故，必将会对港口造成重大的损失和无法挽回的伤亡。因此，为了杜绝坠箱事故的发生，保证人身和财产安全，确保设备的安全运行，把场桥防坠箱风险事故作为研究攻关对象，具有很大的实际意义。
二、起升机构运行原理
场桥起升机构是场桥生产作业的重要机构之一，承担的是吊具抓取集装箱前后的上升和下降，是所有场桥运行机构中动作最为频繁的。
起升机构的电气运行原理如下图所示：
图1 起升机构的运行原理
起升运行的机械传动机构如下图所示：
图2 起升运行的机械传动机构
以上机械传动机构中任何一个部位出现问题，都可能造成坠箱事故的发生。
三、场桥坠箱原因分析
通过对青岛港八号码头15台场桥的调研发现，在近3年的场桥作业中，起升钢丝绳断裂出现过1次，钢丝绳脱离滑轮出现过1次，锁头断裂出现过1次，起升制动器抱不紧导致吊具和集装箱下滑出现过1次，起升制动接触器黏住导致吊具下滑出现过1次，虽然几次坠箱事故没有造成人员伤害，但是已经给安全生产带来了很大的隐患。
表3 近3年起升机构故障统计表
通过对近几年场桥坠箱事故原因和起升机构故障记录的分析，共总结出8条导致坠箱事故的因素。
1、锁头
场桥吊具上共有四个锁头，司机通过开闭锁使吊具和集装箱进行连接和脱离，所以当吊具抓箱作业时，如果四个锁头同时都断的话，将会导致集装箱脱落，造成重大的损失。
2、吊具上下架连接
场桥的上下架都是通过四个固定锁头进行上下架的连接，上下架连接锁头经过长期承重、磨损和腐蚀，承受重物的能力会有不同程度的减弱，存在着锁头断裂，导致上下架脱离从而出现坠箱事故的隐患。
3、起升钢丝绳
场桥的起升钢丝绳采用的是四绳卷绕的方式，缠绕在卷筒上的四根钢丝绳通过吊具上的四个滑轮实现场桥主体和吊具的连接，集装箱的重量大部分都是由钢丝绳承受的。如果钢丝绳由于弯曲疲劳出现磨损而且又超载或受冲击载荷，就可能出现钢丝绳断裂的情况，导致坠箱事故的发生。
4、起升制动器
制动器是保证场桥安全、可靠、正常工作的重要部件，是实现场桥间歇工作特点的必备装置，场桥起升机构有两个推杆式制动器，安装在高速轴上，作用是当司机取消起升指令时，制动器会抱闸动作，使制动片抱紧高速轴上的制动轮，终止吊具的上升或下降动作。吊具抓重箱时，如果制动器抱闸时制动片没有完全抱紧，就会导致吊具下滑乃至坠箱事故的发生。
5、联轴器
场桥减速箱和卷筒轴之间是通过齿轮联轴器连接的，齿轮联轴器会由于润滑不良、安装精度低、相关部件的支架或底座刚度不够、地脚螺丝松动、桥架变形、齿部热处理不符要求等引起联轴器损坏，出现齿轮磨损和轮齿裂纹等故障，从而导致联轴器失效，出现坠箱事故。
6、减速器
在场桥起升作业中，减速器装置是必不可少的，减速器主要用于降低或调节各机构的运行速度、传递扭矩。如果减速器轮齿出现短时过载、弯曲疲劳以及润滑不到位导致轮齿磨损，会出现轮齿的断裂，导致卷筒与高速轴脱离连接，存在坠箱的隐患。
7、高低速轴
场桥的起升机构中，有两个输出轴，一个是起升电机的输出轴，是高速轴，一个是钢丝绳卷筒的输出轴，是低速轴。如果在场桥起升作业中，出现高、低速轴断裂的情况，将会导致坠箱事故的发生。
8、电控系统
在场桥起升作业中，电控方面也有很多保护措施，例如出现制动器限位不到位，系统会切断制动器接触器线圈的电源，使制动器抱闸；制动器过载过热会使热继电器断开，从而使制动器抱闸。但是在场桥起升作业中，如果制动器电源接触器在吸合后，虽然司机起升手柄回零位即取消起升动作时，但是由于接触器内部机械原因不能及时弹出，或内部触点由于瞬间大电流造成焊接黏连，就会形成制动器强行通电的状态，此时如果司机不能迅速按下紧停按扭，将会导致坠箱事故的发生。
四、场桥防坠箱措施
针对以上8个导致坠箱事故的因素，通过深入现场考察和探究分析，从加强管理、日常润滑、改造创新等方面入手，对这8个因素逐一制定对策，排除隐患，从而彻底消除坠箱事故的发生，保证设备的安全运行。
1、锁头
针对吊具抓箱作业时锁头断导致坠箱事故的隐患，通过加强保养管理，加大保养力度，定周期，抓质量。对旋锁轴套的润滑须一周一次，对锁头的润滑（黄油）须一月一次。另外，对锁头的钢结构要请专业人员定期进行专业的检测，检测合格方可继续使用。
2、吊具上下架连接
针对场桥采用四个锁头的上下架连接方式会导致坠箱事故的隐患，通过对场桥吊具上下架的连接方式进行改造，由原来的锁头连接改造成插销连接，插销的连接方式会使吊具上下架的连接更稳固，更安全。
3、起升钢丝绳
针对钢丝绳会由于弯曲疲劳以及磨损出现断裂导致坠箱事故的隐患，通过加大对钢丝绳的润滑力度，将钢丝绳的润滑作为日常保养的重点部位。加强对钢丝绳的严格检查，一月至少一次，重点检查卷筒和滑轮之间的钢丝绳磨损，以及钢丝绳之间的磨损，严格按照钢丝绳报废标准，如果检查出现严重扭结、弯折、磨损、腐蚀现象，要立即对钢丝绳进行报废处理。对钢丝绳的更换要做到一年一次，严格做好更换记录。
4、起升制动器
针对制动器抱不紧导致吊具下滑乃至坠箱事故发生的隐患，要加强对制动器的日常检查，一周至少一次，重点检查制动片和制动轮的间隙以及制动轮的表面磨损情况，发现问题要及时调整或更换；同时也要加强对各绞点的润滑，做到一周一次。另外，也要定期对制动器逐个做重箱静态试验，试验合格方可继续使用。
5、联轴器
针对场桥减速箱和卷筒轴的齿轮联轴器连接方式，可能会因为齿轮磨损和轮齿裂纹等故障，导致联轴器失效出现坠箱事故的隐患，通过对减速箱和卷筒轴的连接方式进行改造，将连接方式改造为梅花型弹性联轴器，这种联轴器重量轻，价格便宜，有良好的弹性滞后性能，减震能力强，故障率低，也便于日常的检查。
6、减速器
对于减速器，在日常工作中要加强检查和保养。检查时采用听、看、摸的方法进行判断，对噪声的检测要求不大于85db；减速器的透气帽定期清扫，使其畅通；也要加强对密封的检测，保证不出现漏油现象；在润滑方面，加大保养力度，定期根据季节气温，加粘度合适的齿轮油。从而保证减速器的正常工作，进而消除坠箱的安全隐患。
7、高低速轴
针对高低速轴断导致坠箱事故发生的隐患，在钢丝绳卷筒低速轴侧加装一套失速保护装置，此装置配有超速开关，为常闭状态，直接串联在整机控制紧停回路中，当卷筒低速轴的速度达到额定速度的110％时，超速开关断开，控制回路断电，制动器抱闸，达到保护的作用。
8、电控系统
针对制动器接触器黏住导致坠箱事故发生的隐患，除了须定期更换使用时间较长的接触器外，还将可编程序控制器的内部程序进行优化，对接触器的能否受控加了一层自我检测和保护，使机械设备在制动器失控的情况下具有自动断电强行制动的功能，提高设备的本质安全。
除了以上针对坠箱隐患采取的硬件措施外，对于职工包括司机和维修人员要定期组织培训，认真学习安全操作规程和保养知识，严格按照标准作业，杜绝违章，消除因为人为因素导致坠箱事故发生这一隐患。
五、结束语
综合上述，场桥坠箱事故是集装箱码头装卸作业中较为严重的安全生产事故之一，若找不准其发生的根本原因并得不到有效的防控，可能酿成严重的货损、机损甚至人员伤亡等恶果。因此本文针对场桥坠箱的隐患，对事故的成因与防控进行全方位、多角度的研究和探讨，分别从机械、电控及人为主观方面逐一探究并提出解决措施，从而消除场桥坠箱这一重大的安全隐患，避免造成不必要的损失和伤亡，保证设备的安全运行。
参考文献
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作者简介
崔如泉：（1985年1月）男，山东淄博人，硕士研究生，助教，山东工业职业学院：电气自动化技术。
论文作者:崔如泉
论文发表刊物:《基层建设》2019年第24期
论文发表时间:2019/12/9
标签：制动器论文; 钢丝绳论文; 事故论文; 联轴器论文; 锁头论文; 集装箱论文; 隐患论文; 《基层建设》2019年第24期论文;