宁波北仑第三集装箱码头有限公司 浙江宁波 315000
摘要：轮胎式龙门吊是集装箱码头进行装卸、搬运、堆码作业的专业机械，其特点是可以有效利用堆场、机动灵活、通用性强。同时，轮胎式龙门吊维护成本相对较高，特别是轮胎消耗量大，在日常维护保养中也存在种种问题。随着公司集装箱吞吐量的增长，对装卸效率、经济效益要求的提高，要求我们设备保障人员对龙门吊轮胎管理做相应的归类和分析，总结经验，发现好的方法，从而降低轮胎维护成本，提高维修效率。
关键词：胎压管理；轮毂开裂；轮胎；更换；充气
前言：现公司拥有轮胎式龙门吊（以下简称龙门吊）144台，每台龙门吊装配8条轮胎，共计1152条轮胎投入使用。轮胎品牌组成包括YOKOHAMA、SIMEX、Continental、前进和朝阳，前3个品牌轮胎进口，后两个品牌轮胎国产。随着大部分龙门吊原装胎渐近更换状态，做好轮胎保养和更换的管理，才能保证设备平稳运行，保障公司生产无延误。
针对龙门吊轮胎管理有以下几点思考：
一、轮胎气压管理
气压不足是轮胎早期破坏的主要原因之一,高层级轮胎的最基本设计原则是加强轮胎整体强度 ,并提高轮胎充气压力 ,以达到提高轮胎负荷能力的目的。轮胎超载20 %或内压下降 20% ,轮胎寿命会下降 30% ,内压不足使轮胎下沉量明显增大 ,印痕长轴增大 ,轮胎内应力加剧 ,行驶阻力增大 ,耗油量增大 ,轮胎积热倍增,胎肩区和胎圈区弯曲变形明显加大, 因此产生轮胎的早期肩空、肩裂、胎圈空、胎体内密封层失效、工艺孔漏气等使用问题,对轮胎磨耗和使用寿命产生致命影响。从历年积累的数据分析,龙门吊轮胎的报废主要原因是胎体鼓包及工艺孔漏气,占总数的50%以上。因此加强龙门吊轮胎的气压管理是提高使用寿命的最重要的手段。
现行的胎压管理方式以每月定期检测、充气，日常凭经验观察为主，存在漏检和实时性较差的问题，仍存在较多轮胎非正常报废的现象。为提高管理水平，我公司正大力推进轮胎气压管理系统项目，项目包括：胎压监测装置、智能轮胎数据分析管理软件。
胎压监测装置采用外置式气门嘴安装方式，充气方便，安装简便，固定牢靠，更换轮胎或轮毂时监测装置不易损坏且无需复杂对码操作，能在车载终端、手持式终端及后台电脑上实时显示每个轮胎的胎压值，当胎温胎压低于设定值时，软件应立即做出报警提示。对所有报警应进行实时保存，并可方便调用分析。分析软件应具有公里成本分析、轮胎性能及寿命分析、轮胎库存管理。
系统的投用能实现胎压的在线检测，有效提高充气的及时性，延长轮胎的使用寿命。
二、轮胎分类使用
龙门吊出厂配置的都是进口品牌轮胎：YOKOHAMA或SIMEX。公司考虑到设备维护成本控制，所以购置部分国产品牌轮胎进行更换，例如前进和朝阳。[1]新增品牌缩减为2个：Continental和朝阳，规格21.00—25/40PR，保有量为190条和86条。前者采购价格约32000元/条，后者采购价格约18000元/条。通常情况下，我们提倡主动轮使用进口轮胎，从动轮使用国产轮胎，但是也会互换使用了解轮胎的使用效果，在互换过程中发现了以下问题：
2018年4月，32#龙大车行走时设备抖动严重，长时间运行后1#大车电机过温。按正常的步骤分别检查了链条，减速箱，联轴节，电机，编码器，电气控制和主要机构连接部位，未发现导致抖动的原因。最大的差异是1#主动轮为进口SIMEX牌轮胎，4#主动轮为国产朝阳牌轮胎，我们将4＃胎更换成进口Continental牌轮胎，故障得以解决。虽然是相同型号的轮胎，但是由于品牌不同，经测量，朝阳轮胎的直径相比较进口轮胎小约2.5厘米。所以造成当两个电机转速相同的情况下，两个驱动轮行走的距离差异是很大的，意味着胎径小的主动轮变成了“从动轮”，胎径大侧的电机负载增大将近一倍，长时间超负载导致过温。后来，我们也发现相同品牌新旧轮胎间也存在这一问题。例如2018年2月23#龙4#胎破裂进行更换之后在大车90°行走时4#胎大车电机电流保护空开频繁动作。我们分析主动轮虽然使用同一品牌轮胎，但是观察1#胎因为已使用7年，胎面磨损严重，轮胎直径较新胎缩小约2厘米。同时更换1#胎之后，故障也随之消除。
综上所述，龙门吊轮胎分类使用至关重要：每台龙门吊主动轮使用相同品牌轮胎，使用磨损程度相近的轮胎，有利于减少部分由于轮胎引发的故障。
三、轮毂开裂检查及预防
在众多轮胎问题当中，轮毂开裂若不能及时发现，造成的损失最为严重。例如2017年1月，公司7#龙门吊4#胎大车行走时轮毂开裂，导致轮叉受挤压后变形，焊缝开裂。维修人员不但需要更换轮毂、轮胎，还要将整个轮叉拆下进行整形焊接，停机时间达8天，投入大量人力、物力。2017年8月，公司41#龙门吊作业过程中1#胎轮毂开裂，导致轮胎上部减速箱开裂受损，齿轮油泄漏。恢复作业用时2天，维修成本达6万元。如表1，笔者总结了近3年开裂轮毂个数，不难发现，随着材料疲劳积累，开裂数量逐年上升。
表1 2016年-2018年开裂轮毂数量统计
轮毂开裂通常发生在与轮胎结合部位，因为这个部位受力最集中。但是由于轮胎遮挡，日常点检保养过程中修理人员无法直接发现开裂隐患。[2]所以我们会采取抽查措施，特别是针对出现轮毂开裂次数较多的项目机型，拆下轮胎，剥离轮胎，磁粉探伤易裂部位。这种检查安全全面，可以排查出最小的开裂隐患。探伤检查也存在诸多问题：首先，前期准备工作太过繁琐，拆剥轮胎费时费力，一台龙门吊8个轮胎依次检查需要2天时间；其次，由于需要请专业机构进行探伤检查，费用昂贵；第三，部分旧轮胎在拆装过程中发生损伤，以至漏气无法继续使用，需提前更换轮胎。所以探伤检查不能是常规方法，可以帮助确定无法判断的轮毂开裂。
按以往的经验分析，当我们发现开裂隐患时，轮毂开裂程度差异明显，短则开裂1/8圈，长则接近整圈。由于挡圈和轮胎的固定支撑，所以避免了轮毂炸裂，这种状态就像定时炸弹一样。观察轮毂与轴的连接部位是否凹陷是判断轮毂开裂的有效办法，往往开裂越厉害内凹越明显。针对个别内凹程度小，肉眼难以判断的状况，我们需要用量尺来测量。如图1所示，我们取轮叉筋板最上端为测量点，分别量取与轮胎间的距离，两个数据做对比。根据以往数据总结，我们制定判断准则：距离差值不大于1厘米，轮毂未开裂；距离差值大于1厘米，且不大于1.5厘米，轮毂疑似开裂，需做进一步检查；距离差值大于1.5厘米，轮毂开裂。在今后的工作当中，我们会对这个准则做进一步的验证和细化。
图1 轮胎、轮叉间距测量
四、改进轮胎更换步骤
由于轮胎漏气、破裂、鼓包、老化，轮毂开裂等因素导致公司每年更换较大数量轮胎，轮胎的成本占龙门吊成本的40%以上，笔者统计了近三年轮胎更换数据，如表2所示。
表2 2016年-2018年轮胎更换数量统计
[3]公司近一半龙门吊为诺尔制造，诺尔龙大车机构均无顶升装置，若需要更换主动轮轮胎，采取的步骤如下：脱开驱动链条 — 转向至90°— 放置千斤顶顶至轮胎离地 — 放气 — 更换轮胎。但是由于部分诺尔龙未安装转向油缸，所以我们改进了个别步序：脱开驱动链条 — 放置千斤顶顶至轮胎离地 — 放气 — 改造链条防雨罩 — 更换轮胎。轮胎更换过程中，整个轮胎总成是通过叉车托着轴承座进行装卸的，减少第二步转向后，由于大车减速箱的干涉，根据公司配置，我们倾向于铲齿更长的25T叉车进行配合。与此同时，由于更换了轮胎进出方向，链条防雨罩会阻碍链轮的移动，需要割去与链轮等高的防雨罩侧板(图2），保证链轮顺利通过。改变防雨罩结构既不会减弱罩壳防雨效果，还能增强链条检查的便捷性。
对于改进后的第二个步骤，我们更换了千斤顶支撑点。以往我们将支撑点固定在从动轮的轴承座上，这样一来，整个重量都集中在平衡梁与底梁中间的接触面上。多次长时间受力导致底梁下平面内凹，甚至引发焊缝开裂。将千斤顶支撑点改至主动轮轮叉下部，重量集中在平衡梁与底梁一侧的接触面上，此时有底梁的侧板做加强保护，以至于不会出现上述变形。此更换步骤适用于所有诺尔龙门吊，并且可以减少一个司机配合，提高了灵活性。
对于改进后的第二个步骤，我们更换了千斤顶支撑点。以往我们将支撑点固定在从动轮的轴承座上，这样一来，整个重量都集中在平衡梁与底梁中间的接触面上。多次长时间受力导致底梁下平面内凹，甚至引发焊缝开裂。将千斤顶支撑点改至主动轮轮叉下部，重量集中在平衡梁与底梁一侧的接触面上，此时有底梁的侧板做加强保护，以至于不会出现上述变形。此更换步骤适用于所有诺尔龙门吊，并且可以减少一个司机配合，提高了灵活性。
图2 防雨罩改造
五、结语
轮胎的庞大数量注定管理工作是琐碎和复杂的。加强轮胎日常保养力度，及时充气，详尽记录轮胎各项数据，有效跟踪，保证轮胎达到最佳使用状态。总结轮胎故障处理经验，分析记录成册，计划性探讨学习，提高设备维护人员专业技能。
参考文献
[1]王洁.龙门吊用21.00-2540PR无内胎工程机械轮胎的设计[J].轮胎工业;2013年10期
[2]郭立志，王玲，李超.浅谈磁粉检测在汽车轮毂轴管检测中的应用[J].河南省汽车工程科技学术研讨会, 2008
[3]邹琳，望斌，关晓.港口用轮胎式集装箱龙门吊大修方案实例详解[J].工程技术与产业经济，2010，09-030-02
论文作者:胡峰
论文发表刊物:《基层建设》2019年第18期
论文发表时间:2019/10/17
标签：轮胎论文; 龙门吊论文; 轮毂论文; 诺尔论文; 支撑点论文; 动轮论文; 主动论文; 《基层建设》2019年第18期论文;