浅谈起重机回转控制技术—技术改造回转动态刹车

陈安顺

（中海石油（中国）有限公司深圳分公司，广东 深圳 518067）

1 起重机回转刹车操作控制存在的缺陷

由于风力、摇摆力的影响，回转刹车难以控制。回转刹车过急使货物摆动幅度大难以控制，过慢会错过机会，打反车时容易损坏设备，货物受惯性摆动过大。回转刹车系统的可操作性将直接影响起重机司机的安全操作水平。

1.1 回转刹车控制操作方法

根据回转刹车原理图分析，当回转操作停止时，刹车处于打开回转还处于滑动状态；通过手动泵油来操作常开式动态刹车；手动消压常闭刹车，在刹车片受弹簧力作用刹车。

1.2 操作控制受设计缺陷难以协调配合

回转受外力影响时，作业需要抓住每个机会协同配合。双手联动操作变幅、起升、回转的同时，难以空出右手来操作回转手刹。

1.3 回转刹车风险因素

若是利用常闭刹车按钮，需等待回转自动停稳才能执行此操作，如回转未停稳刹车，会因滑行速度过快、刹车过急造成机械损坏。受现场风力、油轮摇摆影响使回转滑行速度加快，难以等待起重机回转停稳到中心位置，若时机紧迫，驾驶员就会利用反车制动，由于有一定的滑行速度，会受反向冲击力造成设备损坏。

2 起重机回转控制技术改造

2.1 回转动态刹车系统

根据回转刹车的原理，引入液压控制回路的压力到回转动态刹车脚踏控制回路，经过减压阀设定压力值，由脚踏比例控制阀与单向节流阀调节刹车速度，使回转脚踏刹车能够灵活配合其他机构完成操作。

2.2 回转刹车控制回路元件的作用

（1）减压阀的作用：减压阀是调节控制回路所需的最大压力260psi，以满足刹车所需的压力要求。（2）脚踏比例控制阀的作用：通过比例减压来控制回路的压力变化，流经单向节流阀80～260psi刹车压力范围，起到回转缓慢减速至完全停止，松开脚踏板，接通回油油路流回油箱，压力能够快速降为0psi，此时刹车完全松开。（3）节流阀节的作用：调节脚刹刹车时间，起到正向节流，反向导通。（4）梭阀的作用：梭阀是接通手动和脚动到回转刹车回路的切换开关。

2.3 回转动态刹车系统工作原理与操作程序。

（1）控制回路工作原理。液压控制系统压力350psi，经减压给回转刹车系统提供260psi的工作压力。脚踏比例控制阀及节流阀导通，梭阀关闭手动刹车回路，回转刹车停止，松开控制阀，压力回零刹车打开。拉动手摇泵，手动刹车回路导通，梭阀关闭脚踏刹车回路，回转刹车停止，松开手摇泵，压力回零刹车打开。

（2）脚踏控制回路操作程序。在转动操作停止，回转还在滑行时，通过比例减压控制回转滑动的速度。调节节流阀流量大小，改变刹车时速。观察压力表读数值判断刹车系统压力变化。

2.4 回转动态刹车改造测试

当回转滑动速度过快时，以动态刹车方式把速度控制在合理范围内。在指定某位置时能平稳停止制动，减少吊机的惯性冲击力。除了起重机自重和载重外，还需考虑风力、惯性力、离心力和油轮摇摆力的影响。良好的回转操作控制对起重机的稳定性起着重要作用。

（1）回转动态制动的控制要求。回转刹车碟片靠压力推动摩擦力制动，压力越大摩擦力就增大，刹车越紧。脚踩控制是由轻到重的压力行程过程。在回转工作时，脚踏板开关处于打开状态，回转操作停止需要对滑动速度控制或定位时，根据滑行速度利用脚踏板提前控制刹车速度。

（2）回转动态制动操作性能测试。①回转动态制动是回转刹车方式的一种，根据回转滑动速度产生扭矩力大小和作业中心位置距离进行控制，控制方法简单、实用性强。②刹车碟片弹簧力大于控制压力时，回转处于自由转动状态；当控制压力大于刹车弹簧力时，转子碟片与刹车定子碟片随摩擦增加而刹车。③回转动态刹车在回转操作停止后，还处于滑动时采取制动操作，利用比例减压阀控制80～260psi之间的压力变化，控制滑动时速到回转停止。

（3）结构上合理布局，使其驾驶员操作安全。①液压管布线紧凑，与各阀件连接紧密，防止油压外泄，各控制阀、开关设定位置合理。②利用脚动控制踏板，优化人机工程操作要求，方便操作控制。③脚踏刹车能在作业过程中与起升、变幅机构协同配合，操作更便捷。

（4）从操作控制上熟练掌握、协调运用，发挥出应有的功能。①当回转操作停止时，吊车由于惯性力、风力、油轮摇晃的因素，使回转有一定的滑行速度，根据货物摆动方向控制回转刹车稳钩，使其达到制动、稳定的效果，通过脚控的方式让回转逐渐减速停止到中心位置；如手动刹车，松开脚刹即可。②当回转停稳后，操作停置制动，泄压刹车即停；操作回转转动时，回转刹车自动打开处于正常工作状态。③回转停稳作业结束后，关闭停置制动，机械回转锁定装置插入大齿轮，处于机械锁定状态。

2.5 回转动态刹车技改效果

利用脚动控制回转动态刹车，弥补了回转受手控不利因素影响的限制,有效解决了刹车困难。从效果上便利于驾驶员控制，但若是操作不当，会达不到理想效果。这要求驾驶员要精通技术原理，掌握操作方法，熟练协同配合。

（1）提升操作技能水平，缓解驾驶员的精神压力。①准确判断货物摆动方向，利用动态制动的方式追钩、稳钩，使吊装在合理的操控中。②解决了回转滑行时难控制而违规反车制动的问题，与其他机构协同操作。③回转滑动速度得到有效控制，减缓大幅摆动，保持操作平稳，不会引起慌乱。

（2）回转动态刹车起到了安全、高效的作用。①在惯性力、风力、油轮摇摆力作用下使回转自由转动，通过回转动态脚刹控制速度，提升设备安全可靠性。②减少机械设备磨损或损坏，延长设备使用寿命；提高使用率。③驾驶员操作精、准、稳，减少作业时间，提高工作效率。

（3）操作程序简单，可操作性强。①回转操作与动态脚踏刹车协同配合，掌握时机精准，可操作性强。②回路压力控制平稳，减少手动控制负担，有利保障回转控制操作。③控制能力显著提高，作业环境要求下降，进一步优化了操作技术。

（4）改造成本优势。①回转动态脚刹回路系统结构简单，元件成本低。控制效率高，实用性强。②控制系统稳定性强，检修及维护方便，故障率低，节省成本。

3 起重机回转控制小结

浮式生产油轮在海上受涌浪、风速影响而晃动，增加了油轮上的起重机操作难度。回转控制始终是起重机驾驶员的一个重要操作环节，结合回转刹车结构及工作原理，改进回转刹车控制技术。利用液压系统控制回路压力，进行回转动态刹车控制技术优化，以脚踏比例阀控制回转刹车，把握节点，有效配合其他机构操作，缓解了回转刹车过急造成吊车的剧烈震动，避免忙乱，给回转刹车操作带来不便，减轻了手动操作负担。动态吊装要掌控每个操作节点协同配合，错失或延长起吊时间，将难以控制吊装货物的摆动，影响作业安全。经过对刹车改进后的操作测试，系统回路压力平稳，与起升、变幅机构操作协同配合，取得良好的控制效果，解决了现场实际操作难题，提高了起重机作业安全性、可靠性。对海洋石油浮式生产储油轮上的起重机回转控制技术的发展起到了重要的参考基础。