轮胎吊大车平衡梁开裂及防控解析范文

摘要：我国港口建设的快速发展，对港口机械设备提出了更高的质量要求，并且要求其在使用的过程中具有较高的利用率，保证使用安全性。当前港口的大型机械设备使用过程中，有的大型设备由于其自身质量问题或承载负荷过大，在使用的过程中会出现各种问题，引发一系列安全隐患。轮胎式集装箱门式起重机大车也被称为轮胎吊大车，作为港口中重要的设备之一，其在使用的过程中，平衡梁开裂的事故频频出现，给其使用带来了很大的不便。本文就针对轮胎吊大车的平衡梁开裂问题进行分析，探究开裂的原因，并寻找相应的解决对策。

关键词：轮胎吊大车；平衡梁开裂；成因；防控措施

随着我国的港口建设速度越来越快，港口的吞吐量增加，在这种情况下，港口大型机械设备也得到了更有效的利用，促进了港口的发展。轮胎吊大车是当前我国港口比较常用的机械设备，其使用质量直接影响着港口的发展。在使用的过程中，轮胎吊大车平衡梁开裂的问题却时常出现，影响其正常使用，还带来了一些安全隐患，给工作人员的生命财产安全也带来了威胁。因此，在当前的港口建设发展过程中，需要加强对轮胎吊大车平衡梁开裂问题的预防和控制。

1轮胎吊大车平衡梁开裂的成因

1.1设计问题

（1）设计选材不合理。当前我国很多港口使用的轮胎吊大车平衡梁，之所以会出现裂纹，很大原因是由于其销轴连接方式和整张钢板安装方式设计不合理。另外其结构中所有构件或钢板的厚度等参数的变化，也容易导致裂纹的出现。而这些问题归根结底，是由于其平衡梁设计和材料选择的不合理。

（2）平衡梁自身强度不足。轮胎吊大车在使用的过程中，导致平衡梁开裂的一个重要原因是其自身的强度不足，平衡梁自身的强度和性能，直接影响其质量和使用效率，平衡梁钢结构的强度不足，就会导致其结构整体的受力情况不均匀，焊接位置的应力过高，在使用的过程中，经常会出现焊缝开裂或断裂的问题，从而引发平衡梁开裂。

1.2使用问题

轮胎吊大车在使用的过程中，如果具体的使用环境不合理，或者在其使用的过程中相关操作不规范，也很容易会导致平衡梁开裂问题。

（1）轮胎吊大车跑道梁异常。一般来说，轮胎吊大车在使用的过程中，其平衡梁与跑道梁之间有着很大联系，如果轮胎吊大车在平地或其规定坡度范围内进行行驶，那么在使用的过程中，即使出现了急停故障也能够有效缓冲，但是一旦其行走的方向上坡度较大或存在台阶等极不平整的地面，在平衡梁维持不变的情况下，其平衡梁下方的两块焊接机械等板块，会不断与平衡梁发生接触和撞击，这时就会对平衡梁产生很大的冲击，且这种冲击无法被缓冲，长此以往，就会导致被撞击的位置出现裂纹。

（2）电机速度控制不合理。轮胎吊大车属于一种比较复杂的机械设备，其内部的控制系统也比较复杂，机构的运行影响因素繁多，尤其是控制机构复杂。轮胎吊大车在运行的过程中，如果电机采用开环式的控制方法，电机的转子运转速度会受到电压、电流影响，其具体的精度和反应速度会比较慢，这会使得轮胎吊大车在行驶的过程中，很容易受到地形和和风速的影响，出现强烈扭摆和振动。而且在这种开关控制系统下，一旦出现了故障，其反应的速度和响应速度也会比较慢。

（3）变频器和大车参数不合理。大车电机在启动的过程中，其具体的转矩会发生改变，而大车变频器的加速时间，又能够被其速度变化带来很大影响，进而影响支腿受力情况，使得大车在启动和停止的过程中，减速时间过短，使得大车的行走机械结构，在该过程中受到较大冲击，长此以往，造成平衡梁开裂。

（4）大车制动程序故障。大车制动程序的运行情况也会影响到平衡梁，如果大车的驱动程序参数设置不当，就会使得大车出现紧急制动的情况。在这种情况下，大车的平衡梁会受到较大的冲击，进而引发开裂问题。

（5）大车纠偏给定值不合理。目前很多的轮胎吊大车，在使用的过程中，采用与起升共用变频器的形式进行驱动，通过调整孩子单侧大车附加给定来调整纠偏，这样的单侧调整方法，会使得纠偏值的大小容易受到速度影响，使得大车在行驶的过程中，由于纠偏造成晃动，给平衡梁造成冲击。

2轮胎吊大车平衡梁开裂问题的防控措施

2.1优化平衡梁设计

（1）合理进行设计和选材。当前轮胎吊大车平衡梁开裂的这一个重要自身问题是设计和选材不合理，因此必须要对其进行优化，要合理调整平衡梁的参数，优化销轴连接方式和钢板的安装方式，并合理控制构件和钢板的具体参数，在设计的过程中，从众多的材料中选择出性能和质量最满足使用要求的材料，保证平衡梁的具体参数满足使用要求。

（2）加强平衡梁钢结构强度。平衡梁钢结构的强度，对于其质量有着很大影响，所以可以通过提升平衡梁钢构强度和进行升级加固的方法，提高平衡梁的性能。比如说可以通过增加平衡，梁钢扣圆管的壁厚，并采用焊缝包角的方式，加强焊接处位置的应力释放，从而提高平衡梁钢结构的强度、可塑性和焊接性。另外，在此基础上，还可以在平衡梁钢构的外部，利用均匀分布的肋板电焊进行升级加固。

2.2优化设备使用

（1）消除跑道梁异常状态。上文已经提到，大车使用过程中的路面情况，以及大车在行驶过程中的平衡梁机械挡块，会对平衡梁的质量造成很大影响，因此想要防止开裂问题的发生，首先就需要消除跑道梁的异常状态。在使用轮胎吊大车时，需要先对其周围的使用环境进行考察，避免行驶过较大的台阶或较大的坡度，而且在平时还需要由专门的维修人员，加强对平衡梁上方机械挡块的受撞击情况检查。

（2）进行电机速度闭环控制。在轮胎吊大车的行驶过程中，如果采用闭环控制的方式控制电机速度，就能够有效增加大车的行驶时间，提高其速度的精度和机械构件的响应速度，保证其运行过程的平稳性。闭环控制系统在应用的过程中，能够接触编码器，直接测量转子的位置和速度，所以其速度精度和响应会更快，运行也更加平稳，制动器的工作状态也能够得到保障。

（3）合理调整变频器和大车参数。轮胎吊大车的电机在启动时，在恒转矩区，转矩会增加，在启动之后，转矩会保持恒速进行转动，所以在启动的过程中，由于电机的转矩增大，会对支腿产生较大的推力，这会影响到其相关其他结构，自然也会对平衡梁产生影响。所以可以在一起动的过程中，适当增加大车变频器的加速时间，使支腿在短时间内不会承受过大的推力，其启动和停止时，所用的时间都会延长，这样相关的机械构件对平衡梁产生的冲击就会减小。因此大车在实际运行的过程中，需要根据其实际的波形图，设置好加减速的时间，尽量增加加速和减速所用的时间。另外，大车在使用的过程中，变频器的参数还会受到其他构件因素的影响，使得变频器的参数实际应用效果发生偏差，因此在对大车的变频器参数进行调整时，需要综合考虑到大车的实际使用情况，以及其他构件的运行情况，保证电机在启动和制动的过程中速度能够平缓变化。

（4）加强制动程序检查。大车在运行的过程中，制动程序的故障会引发高速制动问题，使得大车在使用的过程中出现急停故障，进而给平衡梁造成巨大的冲击。因此大车在使用的过程中，可以适当引进制动力矩可变的智能制动器代替传统制动器。这种智能制动器在使用之前先要对其相关参数进行调整，尤其是要检查逻辑和零速域值，保证大车在使用时能够平稳制动。另外，为了保证制动的平稳性，还可以通过电磁制动器对制动的时间进行控制，利用摩擦生热的方法，有效消除紧急制动时产生的冲击和过载荷。

（5）调整大车纠偏给定值。大车的单侧纠偏给定调整方法在使用的过程中，其具体的纠偏效果会受到车速的直接影响，很容易引起转矩突变，造成车辆晃动。所以需要对纠偏给定程序进行更改，不断调整线斜率，优化大车的纠偏性能，提高大车运行过程中的平稳性。

3结语

轮胎吊大车是我国港口建设和使用过程中，应用极为普遍的一种大型机械设备，这种轮胎吊大车，在使用的过程中，平衡梁是其中十分关键的构件，平衡梁的质量直接影响着其正常使用和使用安全。但是轮胎吊大车在使用的过程中，由于其自身设计不合理或使用不规范等原因出现开裂问题，使平衡梁上出现裂纹，影响平衡梁的性能，进而影响到轮胎吊大车的正常使用。因此轮胎吊大车在使用的过程中，需要针对平衡梁开裂问题的具体原因，采取针对性的措施，进行有效的预防和控制，尽量减少开裂问题的发生，有效保证轮胎吊大车的使用质量和安全。

参考文献：

[1]陈瑞锦.浅析轮胎吊大车平衡梁开裂成因及防控[J].电气传动,2016,46(11):69-71.

[2]彭晓光.集装箱装卸桥大车平衡梁裂纹产生原因及解决方法[J].集装箱化,2015,26(02):26-27.

[3]林伟华,曾鹏,李义明.岸边集装箱起重机大车平衡梁结构开裂的有限元分析[J].起重运输机械,2011(S1):42-46.

[4]连秋菊,赵良,曾鹏.起重机大车平衡梁裂纹有限元分析与修复处理[J].建设机械技术与管理,2011,24(09):120-122.

作者:李荔 汪永生 单位:上海振华重工（集团）股份有限公司