當(dāng)前流行的起重機(jī)抗風(fēng)方法,忽視了事故的第一共同點,采取了加大設(shè)計風(fēng)速的辦法。起重機(jī)用戶經(jīng)常提出50m/sec,55m/sec,甚至7Ore/see的風(fēng)速數(shù)值,設(shè)計者直接將這些風(fēng)速作為起重機(jī)非工作設(shè)計風(fēng)速處理。在這么大的風(fēng)吹襲下,起重機(jī)的非工作穩(wěn)定性不夠,于是出現(xiàn)了一種新的防風(fēng)裝置——防風(fēng)拉索。這種裝置將起重機(jī)與碼頭連在一起,在大風(fēng)時,防風(fēng)拉索給起重機(jī)一個向下垂直力,依賴這個力,起重得以不翻車。當(dāng)然,防風(fēng)拉索同時給碼頭一個向上垂直力,這就是所謂的“上拔力”。據(jù)此,碼頭設(shè)計者不得不將原來只能承受壓力、水平力的頭設(shè)計成還要能承受上拔力的結(jié)構(gòu)。
1風(fēng)的概念
風(fēng)是個很復(fù)雜的自然現(xiàn)象,風(fēng)速是描述風(fēng)的一個量。常說的風(fēng)速,是一種統(tǒng)稱,細(xì)分之有瞬時風(fēng)速、1分鐘平均速、2分鐘平均風(fēng)速、10分鐘平均風(fēng)速等。對于同一種風(fēng),這幾種風(fēng)速的數(shù)值是不同的,其中瞬時風(fēng)速數(shù)值最小,10分鐘平均風(fēng)速數(shù)值最大??梢杂?dm/sec,也可用70m/sec表示同一種風(fēng)。各行各業(yè)有各自的計算風(fēng)速。建筑行業(yè),因建筑質(zhì)量巨大,用10分鐘平均風(fēng)速作計算風(fēng)速較合理。起重機(jī)行業(yè),只能用2分鐘平均風(fēng)速作設(shè)計計算風(fēng)速。用戶提出的風(fēng)速,數(shù)值較大,是瞬時風(fēng)速,不是2分鐘平均風(fēng)速,不宜把瞬時風(fēng)速直接引入起重機(jī)總體穩(wěn)定和抗風(fēng)設(shè)計計算?,F(xiàn)在,用戶提出的風(fēng)速數(shù)值較高,并不意味著風(fēng)比從前大,也不意味著用戶對起重機(jī)抗風(fēng)要求提高了。
2防滑行
起重機(jī)抗風(fēng),防傾覆,關(guān)鍵在于防滑行。
起重機(jī)的滑行有2種情況,一是起重機(jī)處于非工作狀態(tài),起重機(jī)被風(fēng)吹而滑行;另一種是起重機(jī)處于工作狀態(tài),突發(fā)的風(fēng)將起重機(jī)吹得滑行。大部分事故是起重機(jī)處于非工作狀態(tài)時被風(fēng)吹滑行的,最后造成了傾覆。
有效的錨定就能杜絕這種事故。在此建議碼頭建筑方面多設(shè)錨定坑,讓每臺起重機(jī)都能錨定。如果沒有足夠多的錨定坑,有的港口將起重機(jī)用鋼索在水平沿軌方向拉住,也保證了安全。
3制動器與車檔
有論文分析起重機(jī)的滑行傾覆問題。論文建立了滑行運動微分方程式。微分方程求解的結(jié)果是:起重機(jī)的風(fēng)吹滑行速度雖然“越來越快”,但滑行速度有一個稱為“收尾速度”的極限值。這個極限值與起重機(jī)的運行阻力有關(guān),阻力越大,收尾速度越小。對于港口大型起重機(jī),只要行走制動器有效,起重機(jī)即使被風(fēng)吹動,滑行的收尾速度也不會很大,獲得這個速度的起重機(jī)的動能,小于起重機(jī)傾覆必須的勢能,只要軌道盡頭的車檔可靠,起重機(jī)不會傾覆。起重機(jī)有可靠的行走制動器;碼頭有牢固的車檔,有了這2個條件,起重機(jī)就不會在工作中被突發(fā)的陣風(fēng)吹翻。
在過去的一段時期內(nèi),起重機(jī)的行走制動器處于虛設(shè)狀態(tài):制動器制動時閘瓦不是緊抱制動輪,而是輕輕地擱在制動輪上??梢钥吹降?,在行走機(jī)構(gòu)停車、其他機(jī)構(gòu)工作時,起重機(jī)沿軌道的明顯晃動,就是這個原因。晃動縮短了結(jié)構(gòu)的疲勞壽命,這是制動器不良的弊病之一。制動器不良的弊病之二就是造成了起重機(jī)的滑行,那時,因制動器的技術(shù)落后,行走機(jī)構(gòu)的制動器只能無可奈何地處于這種狀態(tài)。
制動器所用的調(diào)速油路賦予制動器良好的性能,例如可使制動器緩慢上閘,制動力矩逐漸施加的消振性能。從60年代開始,液力推桿有過3次引進(jìn),遺憾的是前面2次引進(jìn),偏偏將液力推桿的調(diào)整油路“簡化”掉了。很可能就因為這個“簡化”,造成了以后巨大的損失。好在第3次引進(jìn)保留了這條油路?,F(xiàn)在已經(jīng)有很多液力推桿,例如焦作制動器廠的Ed推桿,就有上升閥、下降閥,可調(diào)節(jié),性能良好,特別適用于行走機(jī)構(gòu)。本人認(rèn)為,采用好的推桿,改善行走機(jī)構(gòu)制動器的性能,起重機(jī)的滑行問題已解決了一半。
很多起重機(jī)只有一半車輪是主動輪,受制動器管束,另一半是從動輪,不受制動器管束,作用在從動輪上的輪壓不能產(chǎn)生有意義的防滑阻力。頂軌器和鎖輪裝置等防滑裝置的作用就是將作用在從動輪上的輪壓利用起來,使之產(chǎn)生有效的防滑阻力。
曾經(jīng)有一種頂軌器,利用了自鎖原理,起重機(jī)的自重可以不斷加到頂軌器上,直到一根軌道上所有輪子都落空,全部重量集中到頂軌器上,理論上說這種頂軌器防滑(防爬)效果特別好。實際上這種頂軌器從來就沒起作用。不過也得虧它沒起作用,若它起作用,碼頭將承受比輪壓大得多的集中力,恐怕要損壞。
為保護(hù)碼頭,請慎用防風(fēng)拉索,因為非專門設(shè)計的碼頭是不能承受“上拔力”的。簡單的力學(xué)分析可知,防風(fēng)拉索實際上是“上拔力”發(fā)生器。只要起重機(jī)有水平移動,“上拔力”就給防風(fēng)拉索“制造出來”了,而且數(shù)值非常大。