提高门式起重机的设计与制造水平

王 凯

（上海振华重工（集团）股份有限公司，上海 200125）

门式起重机是桥式起重机的一种变形，由于其具有适用范围广、可承受的力量大、各种场地适应情况强的特点，在港口运转中得到了广泛的应用。与此同时，这种机器依旧是一种十分传统的技术手段，尽管得到了比较广泛的利用，但是在设计与制造水平方面仍存在许多问题，这些问题制约了门式起重机作用的发挥和效率的提升，进而影响了整体海港的顺利运转。

1 门式起重机的设计与制造存在的问题

结合港口机械发展的现状，笔者对门式起重机的设计与制造水平进行了系统分析，总结出制约门式起重机效率提升的原因。

1.1 相关设计存在缺乏整体性的现象

整体性是港口运转设计中很关键的一个基础理念。可以说，整体性的建设体现着牵一发而动全身的思想。在港口作用发挥的过程中，其需要各部分的协同配合，各个环节都需要按照一定顺序进行，工作人员在进行施工时，不一定能看出其中存在的奥秘，但是当全部完成后，各个部分就被有机结合成一个整体。整体性缺乏的现象在我国港口普遍存在，即门式起重机的设计缺乏对整体的考量，极大地制约了行业的发展。此外，门式起重机的建设缺乏系统性、整体性、高度综合性的管理，导致其设计和建造找不到重点，缺乏合理的调控手段[1]。

1.2 门式起重机安装过程中存在问题

门式起重机是体积相对较大的机械之一，使用前，相关人员需要对其进行安装，安装质量将会直接影响门式起重机作用的发挥。门式起重机最重要的零部件之一就是结构件，门机臂架等都是结构件的组成部分，在安装结构件的过程中最常见的问题就是轴线直线度不符合标准，焊接后，整体的轴线会在预定平面内呈现为直线超差的状况，这将会直接影响构件的承载能力。此外，轴线直线度不符合标准还会影响后续安装，相关部门必须加强重视。

在构件制造的过程中，人们就需要对其质量进行控制，一旦发现不符合标准的问题要及时处理。构件连接最常使用的方法就是焊接法，利用角焊缝进行连接的构件要尽可能让构件贴近。根部间隙要控制5mm之内，如果板材厚度较大，也可把这一数值扩大到8mm之内。目前，在角焊缝时常会出现角焊接装配间隙超差的情况，这对于整个机械稳定性的保证极为不利。

1.3 交付使用前缺少安全评估

目前，门式起重机在港口运转过程中扮演非常重要的角色，其应用极为广泛，所以其安全性是十分重要的，它关系到能否投入正常使用。因此，在交付港口使用之前，相关技术人员要进行重复检查，对门式起重机的各方面进行安全性能评估，对获取的参数进行多维度分析，综合各方面考虑，得出它是否能投入使用的结论。当前，我国部分生产企业只注重施工进度和经济利益，忽略了对基础安全的保障。但是，这是一个非常重要的环节，其缺乏导致门式起重机的安全性能不能保证，存在发生事故的隐患。

1.4 相关设计人员思想陈旧

我国港口行业整体发展水平较低，门式起重机设计人员的年龄整体较大，思想传统，跟不上时代发展步伐，无法推出创新型方案。同时，在基层，从事港口运输的人受教育水平整体较低，或者选择从事的人本来就很少，造成同时具有操作技能和综合素质的员工大量缺乏。尽管有符合标准的员工，但是数量远远达不到港口运转的要求，这将缺乏严重影响工程进度，同时影响港口的正常运转[2-3]。

1.5 门式起重机生产缺乏信息化管理

随着科技水平的不断提高，计算机融入了人们的日常生活，为人们提供了很大的便利。但是，我国港口行业发展较慢，该行业的相关设计和管理工作仍主要依赖人工，而不是计算机设备。这就导致门式起重机的生产缺乏信息化管理。在过于依赖人工的情况下，门式起重机的车间化生产达不到相应的标准，缺乏合理的管理系统。其原因主要是部分生产企业认识不足，资金投入过少。

2 提高门式起重机设计与制造水平的措施

2.1 强化设计整体性的思想

随着港口运输行业的不断发展，整体观和大局意识的重要性在建设中日益凸显。整体分析是指要随着港口运输的进行、发展，不断调整整体性思维，其对于优化系统和把握整体施工要求都具有重要作用。要做好整体分析，相关人员就要时刻监控和分析一些特殊指标的变化，不断调整。同一领域的企业可以组织相关人员定期集会，进行头脑风暴，交流经验[4-5]。

2.2 加强对门式起重机安装质量的重视

在安装门式起重机的过程中，相关人员必须对其安装质量进行控制，的确其安装质量符合相关标准，这对于门式起重机作用的发挥有着极为重要的意义。安装时要重点关注以下方面：臂架支座、人字架支座要与码头预埋螺柱合理连接；为了降低码头的承载能力，降低码头建设成本，人们可以对公用底座进行优化，这能够让所有机构直接坐落在码头上。在安装前各机构已经完成基地粗排，为了确保整个机构的精度，减少现场安装时间，相关人员必须加强对机房运输吊装的重视，确保机房在使用过程中不会出现变形。

2.3 加强对轨道式集装箱门式起重机标准化的重视

轨道式集装箱门式起重机（RMG）是一种技术成熟的机型，运行稳定性好，维护费用低，作业可靠性高；采用电力驱动，环保节能；动作单一，易于实现集装箱装卸的自动化。但是，和轮胎式集装箱门式起重机（RTG）相比，RMG的标准化程度对低。各集装箱码头大多根据各自情况设定参数，造成RMG的参数多种多样，如轨距参数在25～60m，不利于RMG的全面推广和使用。为了实现轨道式集装箱门式起重机的标准化，人们需要突破传统观念，逐步形成规范的RMG堆场装卸工艺，特别是形成比较统一的轨距参数。其标准化应用有利于提高堆场和设备的利用率和码头作业效率，降低制造、使用和维护成本，推动港口节能减排工作的开展。从装卸工艺、装卸效率以及能耗三个方面进行优化研究，人们可以得出轨距、外伸距、起升高度、运行速度等的优化参数。推荐采用32m（8排箱+2车道或9排箱+1车道）或35m（9排箱+2车道或10排箱+1车道）轨距。

2.4 增加安全评估环节

评估环节能够进一步保障门式起重机安全，企业要不断提高认识水平，充分发挥其重要作用。在安全评估环节，企业可以应用制动器性能检测仪，有效避免人工检查误差，或者依靠人工，成立专职部门，负责人不定期开展巡视和抽查。安全评估可以在门式起重机建造完成后开展，还可以在设计环节开展，即设计师分析时要建立一定的模型标准，每个部分的设计都要做好调整，形成设计和安全评估同时进行的局面[6-7]。

2.5 对生产车间进行信息化管理

门式起重机的设计和制造可以与计算机技术进行有机结合，利用计算机程序进行科学化管理，其需要计算机设备的大力支持。首先，企业要拿出相应资金，严格把控资金流向，购买一定数目适合于港口方面的电脑。其次，企业要雇佣一定的技术人员，设计出管理系统，做好日常维护工作。这些系统投入使用后，可以合理规划设计和制造的时间和速度，做出科学预判。信息化管理虽然增加了设备投入，但是也减小了人工等费用支出，电子设备受限程度小，可以进行多方面的使用[8]。

2.6 加强对电力驱动的轮胎式集装箱门式起重机的应用

电力驱动的轮胎式集装箱门式起重机，可以减少污染排放、改善工作环境、降低运营成本，具有显著的经济与社会效益。RTG“油改电”技术主要有3种供电方式，即电缆卷筒、低架刚性滑触线和高架滑触线供电方式。目前，我国沿海主要港口集装箱码头已经完成了RTG的“油改电”，成效显著。今后电动RTG技术将在直流供电或采用锂电池、超级电容等蓄能装置并方便安全转场的混合动力RTG方向深入研究，全面推进电动RTG的标准化应用。港口轮胎起重机一般用于件杂货或散货堆场，60t港口轮胎起重机也可兼顾装卸集装箱。

港口电动轮胎起重机采用柴油发动机驱动运行、外接电力驱动作业，双动力技术比较成熟。全液压港口轮胎起重机的电动化技术相对复杂。外接电力作业时，港口轮胎起重机噪声低、无排放，运营成本不到柴油动力成本的10%。该类机械已在港口得到推广应用。

3 结语

现阶段，制约门式起重机施工效率提升的原因可能是设计缺乏整体性、原材料没有质量保障、设计方案存在缺陷、缺少安全评估、设计人员思想陈旧和依赖人工生产方式等。因此，笔者建议，生产企业要强化设计的整体性、保障原材料的质量、优化设计方案、增强安全评估、对设计人员进行培训，大力开展机械化生产，从而不断提高门式起重机的设计与制造水平。

[1]张铭奎.新型门式起重机的设计及优化[J].成都：西南交通大学，2011：9.

[2]李婧婷.试分析新型门式起重机的设计及优化[J].中国机械，2015，（3）：90.

[3]江爱华，何山，齐凯，等.门式起重机动态特性仿真与试验分析[J].起重运输机械（试验·测试），2016，（5）：74-77.

[4]刘小正.超低温环境下门式起重机的设计思路[J].建筑机械，2017，（1）：53-54.

[5]何山，齐凯，江爱华，等.遗传算法在门式起重机轻量化设计中的应用[J].起重运输机械（设计·计算），2016，（7）：1-3.

[6]张彦庆.门式起重机安全监控综合管理系统的设计与应用[J].铁道货运（货物装卸），2017，（9）：50-53.

[7]孙志星，陈士通，许宏伟.支腿不同刚度比对门式起重机结构特性的影响[J].铁道建筑（桥梁与结构工程），2017，（10）：44-48.

[8]范丽丽.桥门式起重机制动器性能检测仪的设计[J].中国设备工程（监测与诊断），2017，（5）：47-48.