大型造船门式起重机的故障分析与排除策略研究

前言：在现代船舶制造业中，大型造船门式起重机作为船舶制造业重要物料吊运设备，其运行状态会直接影响船厂单位生产效率与生产安全，需要保证大型造船门式起重机的运行可靠性。现选择分析大型造船门式起重机常见故障，设计适配故障的排除策略，以此满足船舶制造业的安全高效生产需求。

1 大型造船门式起重机故障研究价值

1.1 保障核心生产安全

研究大型造船门式起重机故障，可以通过分析起重机设备结构、评估电气控制等方式，快速且精准识别潜在安全隐患，为船舶制造构建安全的生产环境，有效降低生产安全事故发生概率，科学保障核心生产安全。

1.2 维持高效连续生产

对大型造船门式起重机故障进行研究，可以根据起重机设备当前运行状态，结合历史故障数据，科学设置维护计划，以此有效控制突发性运行故障，维持船舶制造作业的高效连续生产，合理规避非计划停机问题[1]。

1.3 控制重大经济损失

开展大型造船门式起重机故障研究，可以通过评估起重机设备各个部件运行风险，快速识别可能发生的高风险故障，通过维护策略、维修措施等工作，保证起重机设备拥有稳定运行状态，有效控制重大经济损失，科学提升船舶制造经济效益。

2 大型造船门式起重机常见故障分析

2.1 金属结构损伤

大型造船门式起重机在长期重载吊运作业中，金属结构会持续保持复杂应力状态，在疲劳载荷不断累积影响下，会发生主梁下挠、门腿沉降等金属结构损伤，导致船舶制造安全性受到影响，降低设备装配精度。

2.2 电气控制系统失效

电气控制系统作为大型造船门式起重机运行体系重要组成部分，会对起重机设备使用质量产生直接影响。船舶制造环境较为湿热，容易出现变频器过载等故障，导致电气控制系统失效，进而引发大型造船门式起重机误动作，甚至是保护误触发问题[2]。

2.3 关键机械机构磨损

因为大型造船门式起重机的起升、大车等机构的机械部件保持高负荷运转状态，所以会频繁出现磨损情况，极容易发生减速箱点蚀断齿、卷筒绳槽磨损等情况，缩短机械部件使用寿命，增加大型造船门式起重机使用安全风险发生概率。

3 大型造船门式起重机常见故障排除策略

3.1 建立大型造船门式起重机智能安全保障平

大型门式起重机智能安全保障平台主要由门架监测系统、主梁应变监测系统、小车振动监测系统组成。该系统在起重设备端上安装振动传感 传感器 应变计等各种采集模块，通过无线路由器将采集模块收集的数据传输至5G 基站，然后 监测门架的姿态变化数据、监测门架主梁应力变化数据、监测小车不 据数据建立大数据模型，使用时频分析的基础工具，对设备关键部位进行振动分析，并生成设备 健康分析报告。通过分析报告，可以精确判断门式起重机的结构故障。

3.2 精准测量强化修复

针对大型造船门式起重机的结构损伤故障，需要通过精准测量强化修复进行排除，使大型造船门式起重机恢复结构几何精度，保持良好的承载能力。第一，激光跟踪精密测绘。技术人员可以使用激光跟踪仪，针对大型造船门式起重机的主梁拱度、门腿垂直度、轨道标高等进行三维测绘处理，以1 个/5m 的间隔设置测量点，构建有关大型造船门式起重机金属结构变形数据库。可以参考《起重机设计规范》（GB/T 3811-2008）标准，要求主梁拱度偏差≤主梁跨度的0.9/1000～1.4/1000，门腿垂直度误差≤门腿高度/2000。第二，结构强化与应力消减。对于因金属结构损伤引起的结构开裂位置，技术人员可以使用低氢型焊条，通过开坡口焊接技术进行修复。针对主梁下挠问题，技术人员可以使用预应力张拉技术，通过钢绞线对主梁下翼缘施加预拉力，使主梁拱度恢复预设标准，结合振动时效技术合理消除残余应力[3]。

3.2 智能诊断系统防护

对于大型造船门式起重机的电气失效故障，可以利用智能诊断系统防护有效排除，科学增加电气控制系统无故障运行时间，杜绝因电气失效引发的非计划性停机。第一，多层级智能诊断。技术人员可以通过 PLC（Programmable Logic Controller，可编程序控制器）的在线诊断功能，对电气控制系统的输入输出模块工作状态进行实时监测，结合热像仪，确认电气柜的触点温度是否处于安全范围内。在触点温度超过环境温度40℃时，将会自动触发警报，以便及时降温散热。第二，冗余防护与状态预测。针对安全制动器控制回路等关键控制回路，设计人员可以使用双通道硬件冗余设计，在一个安全制动器发生故障时，仍有冗余安全制动器可以对电气控制系统进行有效制动。技术人员可以使用电机电流频谱分析技术，采集电气控制系统的电机三相电流信号，科学预测轴承故障、绝缘劣化等问题，通过预测性维护及时更换轴承。

3.3 预紧调整精度恢复

对于大型造船门式起重机的机构磨损故障，需要借助预紧调整精度恢复合理排除，有效降低机构磨损频率，延长机械部件使用寿命。第一，手册参数预紧校准。技术人员可以参考减速箱技术手册，通过扭矩倍增器，对高速轴轴承预紧力进行调节，保证预紧力矩误差≤±5%。使用激光设备对中仪做轴对中校准处理，使同轴度误差 ⩽0.05mm 。针对开式齿轮传动，可以使用塞尺+液压千斤顶，使侧隙保持在 0.25～0.35 模数之间，以此提高齿轮啮合精度。第二，磨损部件再制造。在处理卷筒绳槽磨损问题时，技术人员可以通过激光熔覆技术，在磨损位置熔覆NiCrBSi 合金，使合金层厚度保持在1.5～2mm，强化卷筒绳槽的耐磨性能。针对车轮踏面局部剥离现象，技术人员可以选择高分子复合材料，对剥离位置做修复处理，并使用测量仪检测修复成果，保证轮径公差恢复至±0.001 标称直径内，通过增加磨损部件使用寿命，保证大型造船门式起重机的使用安全性。

结语：为保障大型造船门式起重机的高效、可靠运行，需要通过系统性分析结构损伤、电气失效、机构磨损等常见故障，从精准测量强化修复、智能诊断系统防护、预紧调整精度恢复等角度，配合使用激光跟踪、状态预测、激光熔覆等技术，设计完善的故障排除策略体系，实现大型造船门式起重机全生命周期维护目标，保障船厂单位连续高效生产。

参考文献

[1]汪亚南.门式起重机常见故障及防范策略研究[J].科技创新与应用,2024,14(18):161-164.

[2]吴勇.门式起重机常见故障分析与维修保养技术研究[J].工程机械与维修,2024,(02):13-15.

[3]李焱,陈贺.门式起重机的常见故障及维修技术研究[J].设备管理与维修,2024,(03):83-85.