广东省特种设备检测研究院湛江检测院 广东湛江 524022
摘要：本文主要针对室外起重机抗风防滑安全装置的选型设计展开分析，明确了室外起重机抗风防滑安全装置的选型设计的具体的方法，提出了一些比较可行的选型设计的措施和对策，可供今后的工作参考。
关键词：室外；起重机；抗风防滑；安全装置；选型设计
引言
在室外工作，起重机需要注意提升抗风防滑的能力，从而更好地满足实际工作状态的需要以及保证起重机在非工作状态下也具有良好的抗风防滑能力。在当前的工作环境下，起重机在室外工作的情况较为常见，而在抗风防滑方面的安全装置则可以通过加强主制动器、锚定器、夹轨器、夹轮器、防风铁靴以及防风拉索装置而进行控制，从而确保起重机能够提升抵御风吹以及抗滑的能力，从而使得起重机能够不至于被吹跑以及发生倾覆的事故。
1 防风防滑装置的型式、原理和选择
常用的工作状态下防风防滑装置包括电力液压盘式或鼓式制动器、液压轮边制动器、顶轨器、压轨器、夹轨器、防风铁楔。电力液压盘式或鼓式制动器其实就是起重机正常工作时的大车工作制动器，它一般和减速箱一起作用于驱动轮的高速轴，起到工作制动和防风防滑的双重作用。电力液压盘式或鼓式制动器主要适用于抗风等级较低的中小型起重机。
液压轮边制动器通过给行走车轮施加一个制动力矩，使起重机的行走阻力增加，实现防风防滑的作用。液压轮边制动器主要应用于抗风等级较高的大中型起重机械。
顶轨器、压轨器的作用原理类似，通常安装在大车主平衡梁或次平衡梁上，通过顶（压）块等装置对轨道施加一个顶（压）轨力，使起重机大车行走机构阻力增加，达到防风防滑的目的。夹轨器则是通过安装在起重机械上的夹钳，施加给轨道一个制动力，从而起到抗风的作用。
顶轨器、压轨器、夹轨器的结构相似，主要用于防风要求不高或轮压较低的起重机，也可以用于非工作状态下防风要求不高的中小型起重机。
防风铁楔是指将铁楔楔入车轮与大车导轨之间，当风载荷作用于起重机械时，铁楔块与导轨面之间就会产生抗风的摩擦力，从而达到防风防滑的目的。该类型的装置结构非常简单，成本低，用于防风要求较低、一般用途的小型起重机。实践证明，防风铁楔用于大型起重机时效果比较差。
2 起重机抗风防滑的设计结构
当前，在常规条件下，起重机在室外进行工作，主要有3种不同的产品标准，第一种起重机是电动葫芦门式的，第二种起重机是通用门式的，而第三种起重机是造船门式的。而根据不同的合同以及实际施工的要求，需要起重机操作过程中严格遵循安全规程中的第l部分的要求，并在实际执行过程中能够根据不同起重机的产品标准进行执行。但是实际设计方面，其抗风以及防滑方面的设计均要符合标准，并在不同起重机中设计不同抗风防滑的装置。
2.1 电动葫芦门式的起重机结构设计
此种起重机的特点是门机较小，且为电动葫芦式的，在操作方面主要分为3个不同的部分，包括的内容有：司机室操作、无线遥控以及地操，而在一般情况下，该种门机所能够起升的高度不会超过12m，其结构的形式是不箱形以及桁架，而一些较大的车辆在运行机构中可以通过驱动电动机、立式减速器、制动器、车轮组、锚定器以及手动夹轨器等方式进行组成。因此，在计算风阻力以及稳态运行中的阻力时，则需要实施稳态的功率计算方式。
通过计算稳态运行的功率乘以作业系数，大约是1.1～1.3所得到的结果可以作为电动葫芦门式的起重机初选的电机功率。然后再根据不同的电动机样本而选用适合的电机型号，其中在制动器选用方面可以根据起重机的设计规范相关规定而开展工作，例如其中的6.1.2.6.1等条款，则能够有效帮助机械式的制动器较好地转矩运行中所产生的摩擦阻力，从而使得起重机能够在满载重物、顺风和下坡的状态中可以在规定的时间中停止。但是考虑此种起重机在制造方面所需要的成本，因此，在常规设计中，大车运行则不应该采用自动夹轨器，而是通过手动简易的夹轨器以及锚定器进行固定。因此，档起重机处于工作状态之下，可以保证其具有良好制动力。
在一般情况下，常规的设计中主要采用的是两点驱动，这可以保证起重机中的总体制动力达到大约6.064t，从而更好地满足了实际工作的需要。而当起重机处于非工作的状态下，则能够通过手动夹轨器以及锚定装置而有效设计并进行工作，从而使得起重机能够具有良好抗风、防滑的能力，同时也保证了起重机具有良好的稳定性。目前，起重机中的大车设计还有的采用制动电动以及三合一相结合的驱动装置，当起重机处于停止状态下时，则可以帮助葫芦有效吊运重物，同时也可以防止风载的负荷而使得起重机出现移动的情况，因此，这就对堆放重物而带来一定的不便。
2.2 造船门式的起重机中抗风防滑相关设计
由于此类起重机所载重物体质量大约是100t左右，其中的跨度在40m以上，因此，在设计过程中，需要对造船门式的起重机进行分类，并根据不同的设计准则而采用不同的设计方法以及设计验证，此时可以根据《造船门式起重机》（GB/T8521-2008）的设计要求而执行，此标准中的6.2.2等条款中已经明确做出了相关的规定：第一，在小车中需要做好防倾翻的装置以及提升抗风的锚定装置设计效果；第二，起重机中需要适当地安装相关的夹轨器以及锚定的装置，从而有效为起重机而设计良好的稳固性，其中的《起重机械安全规程》的第一部分中就对这些问题做出明确规定，因此，在造船门式的起重机中，需要根据主梁情况而设计其可以承受的最大高度，一般情况下，下底面可以离大车的轨道处而标注明确的高度，此高度在一般情况下的高度不得低于30m。
2.3 通用门式的起重机中抗风防滑的设计
通用门式起重机执行产品标准为GB/T14406—2011，按主梁分目前有单主梁门式起重机和双主梁门式起重机，按GB/T14406—2011标准适用范围，通用门式起重机的起升高度小于16m为宜。上述2种门式起重机，目前已形成成熟的系列标准图纸。小车抗风防滑主要通过合理设计选用运行制动器型号及数量来保证。整体起重机的工作状态抗风防滑，主要通过合理设计选用运行制动器型号及数量来保证，非工作状态的抗风防滑主要通过加装手动夹轨器及锚定装置，按GB/T3811—2008设计规范相关要求进行抗风防滑的设计验算，确保起重机抗风防滑安全可靠。近年来，在大型钢结构公司及船舶制造公司为适应生产作业需要，要求配套的门式起重机的吨位、跨度及起升高度越来越向超大型发展。当设计需要增加电动夹轨器而实际又无法安装时，可以在运行机构中增加一套防风电动制动器或防爬器，这样既可达到足够的制动力，又可实现自动操作，制作成本比电动夹轨器低，特别适合在超高起升高度的小车运行机构中。当然，通过合理选型，在大车运行机构中也可增设防风制动器，达到抗风防滑要求，见图1。
对室外工作的桥式起重机，考虑手动夹轨器在高空操作不安全、不方便等因素，在设计选用时应优先考虑电动夹轨器、电动防爬器或防风制作动器。
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1.防爬器 2.防风制动器 3.工作制动器
图5 装设防风制动器装置
结束语
通过上述3种门式起重机抗风防滑安全装置结构分析，对造船门式起重机及超大跨度、超高型门式起重机在设计时必须严格按GB/T3811—2008《起重机设计规范》的相关条款公式，校核起重机抗倾覆稳定及大小车抗风防滑安全，合理选用运行驱动装置型号、规格、数量及抗风防滑安全装置，确保在设计源头保证抗风防滑安全性。
参考文献：
[1]大型门式起重机防风抗滑系统的原理与实现[J].莫辉. 装备制造技术.2017（03）
[2]关于起重机啃轨相关问题浅谈[J].张金炉. 内燃机与配件.2017（14）
[3]起重机歪斜运行的电气调整[J].Л.Я.ТЕЛИЧКО，张成邦. 起重运输机械.1985（09）
[4]起重机设备抗风防滑安全装置的选型与设计分析[J].莫启安. 中国新技术新产品.2017（09）
[5]40t门式起重机钢结构的制造研究[J].黄维. 中国新技术新产品.2016（24）
基金项目：广东省市场监督管理局科研攻关项目，项目编号：2020ZT07