本標準參照采用國際標準ISO 4310—1981《起重機試驗規范和程序》。
1 主題內容與適用范圍
本標準規定了岸邊集裝箱起重機(以下簡稱起重機)的試驗方法。
本標準適用于港口集裝箱裝卸作業的岸邊集裝箱起重機。
2 引用標準
GB 3811 起重機設計規范
GB 6067 起重機械安全規程
GB/T 15361 岸邊集裝箱起重機技術條件
JT 5020 港口裝卸機械司機室
3 方法原理概要
3.1 以檢測起重機在試驗載荷下的工作性能、幾何參數,各機構強度,結構強度與剛度,電氣設備及布線的正確性、工作可靠性、安全性,液壓元件及系統的工作可靠性,整機可靠性及使用安全性為基礎進行試驗。
3.2 通過載荷試驗測定起重機的主要技術性能參數,包括:工作速度,作業范圍,幾何尺寸,結構強度與剛度,電氣元件絕緣性、耐壓性及電機電流值,液壓件的泄漏及壓力值,司機室噪聲、照明及司機座席處的振動等。
4 試驗儀器設備
4.1 測試用儀器設備和工具必須經法定計量部門計量檢定,處于有效期內,精度應滿足測試要求。
4.2 試驗儀器設備和工具可參照附錄A(參考件)。
5 試驗條件
5.1 起重機應達到正常工作狀態。
5.2 選擇無雨、無雪天氣進行試驗。
5.3 試驗時風速應不大于13.80m/s,結構應力測試時風速應不大于8.3m/s。
5.4 試驗時環境溫度應在-20~45℃之間,結構試驗時應在0~40℃之間。
5.5 最大相對濕度應不大于95%,可有凝露、鹽霧。
5.6 起重機軌道公差應符合GB/T 15361的規定。
5.7 試驗載荷應標定準確,其允許偏差為±1%。
5.8 有特殊要求的起重機,按用戶合同要求的條件進行試驗。
6 試驗程序
6.1 試驗準備
6.1.1 試驗前目檢樣機外觀,樣機的全部工作裝置應滿足生產需要與設計要求,各傳動機構,電氣系統調試完畢后均能正常動作,整機無異常現象。
6.1.2 所有金屬結構連接應牢固,主要焊縫應符合GB/T 15361的規定。
6.1.3 鋼絲繩的纏繞應符合設計及工作要求,鋼絲繩不得與其它構件相碰擦,鋼絲繩端部的緊固應安全、可靠。
6.1.4 檢查各傳動件、緊固件的安裝情況,連接部位應牢固,潤滑和密封性應良好,潤滑點及潤滑通道、潤滑油品質應符合設計規定的要求。
6.1.5 檢查各液壓元件的耐壓性,元件、管路的連接及清潔狀況應符合設計的規定。
6.1.6 檢測電纜、電機、各電氣元件、變壓器的絕緣電阻值,絕緣電阻值必須符合GB/T 15361的要求。測量整機接地電阻,接地電阻值必須符合GB/T 15361的規定。
6.1.7 檢查電氣線路是否符合設計及工作要求,各電氣元件的接頭是否牢固、安全,室外的接線箱、分線盒、電氣元件是否符合GB/T 15361的規定。
6.1.8 檢查變壓器供電系統的可靠性及其變壓數值,照明電源與動力電源是否分開設置。
6.1.9 檢查所有安全裝置、限位裝置是否符合GB 6067的規定。
6.1.10 檢查機電電話系統、無線電對講機及有線擴音廣播的有效性與傳播范圍。
6.1.11 整機的避雷裝置與航空警戒燈應完善,風速報警器應有效。
6.1.12 梯子、平臺、欄 桿應符合GB 6067的規定。
6.1.13 小車軌道鋪設應符合GB/T 15361的規定,小車軌道在前臂梁與主梁鉸接點處的安裝應滿足設計要求。
6.1.14 電氣設備室與司機室的空調器應有效,機器房的通風狀況應良好。檢查司機室、電氣設備室、機械房、走道扶梯和吊具的照明情況,照度應符合GB/T 15361的規定。
6.1.15 PLC系統的故障指示性能、PC裝置的工作性能應符合設計要求。
6.1.16 檢查防風、錨定裝置的鎖定銷、錨定地坑、錨鏈及夾軌器的工作安全性與可靠性。
6.2 空載試驗
6.2.1 空載試驗指起重機在空載情況下能否正常動作。各機構、電氣控制系統及吊具應在規定的工作范圍內正常動作,各限位器及安全裝置執行動作應靈敏、可靠、準確,司機室操作手柄、操作按鈕與各機構動作應一致。
6.2.2 將吊具從碼頭平面處上升至終點和極限位置,檢查減速開關上終點與極限開關動作的準確性和可靠性。
6.2.3 將前臂梁俯仰至最高位置再下降至水平狀態,上、下終點報警和限位應準確,其間終點前減速保護、超速保護及斷電保護應有效。俯仰安全鉤裝置的動作與作用應安全,可靠。
6.2.4 將小車運行至最大前伸距極限位置,反向運行至最大后伸距極限位置,前、后伸距終點低速保護及極限后報警和限位應準確。
6.2.5 將大車運行至碼頭端部極限位置,端部報警和限位應準確。大車移動時應有報警聲。兩臺起重機之間防撞限位裝置應有效。
6.2.6 移動整機,檢查起重機供電電纜卷筒的電纜纏繞長度,電纜在纏繞過程中不得有電纜松馳現象,檢查電纜卷筒終點開關的準確性和可靠性。
6.2.7 吊具的伸縮、導板動作、平面回轉、傾斜及轉鎖動作應滿足設計要求,指示燈顯示、限位、聯鎖應可靠。
6.2.8 吊具減搖裝置應滿足設計要求。
6.2.9 檢查小車在前臂梁、主梁軌道上全過程運行時,小車輪與軌道的接觸情況。
6.2.10 起升機構升、降與吊具聯鎖系統動作應符合設計要求。
6.2.11 小車運行與前臂梁聯鎖系統動作應符合設計要求。
6.2.12 大車運行與夾軌器,錨定裝置聯鎖系統動作應符合設計要求。
6.2.13 空載試驗應在工作范圍內以最低工作速度和空載額定速度分別進行起升、小車運行、大車運行、前臂梁俯仰、吊具動作試驗,次數不少于三次,測量電機最大電流值、穩態電流值、勵磁電流值、電壓值。
6.2.14 觀察司機視野,司機室應符合JT 5020的規定。
6.2.15 各機構工作未見異常,制動可靠、各限位、安全、指示裝置符合GB 6067的規定,則認為此項試驗結果良好。
6.3 質量、幾何參數的測定
6.3.1 測量運行小車處于海側軌道與陸側軌道中間位置,吊具懸空時起重機的總質量、大車輪壓值,以三次測量的算術平均值作為測定數據。
6.3.2 幾何參數測定
測量起重機有關尺寸是否符合設計要求。
a. 整機全長、全寬、全高(工作時與非工作時);
b. 跨距(大車運行軌距)、基距;
c. 前伸距、后伸距;
d. 主梁下凈空高度;
e. 小車軌距、小車輪距。
6.4 技術性能參數測定
6.4.1 起升速度
分別測取空載與額定載荷下起重機以最高速度起升(下降),吊具穩定運行通過10m行程所需的時間,以三次測量的算術平均值作為起升(下降)速度,誤差應符合GB/T 15361的規定。
6.4.2 小車運行速度
分別測取空載與額定載荷下小車以最高穩定速度運行通過10m行程所需的時間,以三次測量的算術平均值作為小車運行速度,誤差應符合GB/T 15361的規定。
6.4.3 吊具回轉角度、傾轉角度與速度
吊具空載與額定載荷下以最高回轉速度回轉、傾轉,測量回轉角度、傾轉角度及相應的回轉時間、傾轉時間,以三次測量的算術平均值作為吊具回轉角度、傾轉角度與速度,誤差應符合設計要求。
6.4.4 前臂梁俯仰速度與角度
前臂梁以最高速度從水平狀態俯仰至上升極限位置并掛鉤,再脫鉤下降至水平狀態,分別測量前臂梁全程上升、下降所用時間及前臂梁與水平面的夾角,以三次測量的算術平均值作為前臂梁俯仰速度與角度,誤差應符合GB/T 15361的規定及設計要求。
6.4.5 大車運行速度
起重機沿軌道以最高速度運行,測量吊具空載下整機穩定運行通過10m行程所需的時間,以三次測量的算術平均值作為大車運行速度,誤差應符合GB/T 15361的規定。
6.4.6 起升范圍
測取吊具從最高位置降至大車軌道面的垂直距離,并計算起升卷筒上剩余工作圈數換算成下降的長度。測量數據與計算長度之和為起重機起升范圍,測量值應符合設計要求。起升卷筒上鋼絲繩的安全圈數應符合GB 6067的規定與設計要求。
6.4.7 伸距
測量最大工作前伸距、最大工作后伸距,測量值應符合設計要求。
6.4.8 額定生產率
測定起重機1h內裝卸集裝箱船的箱數,測定值應不小于設計規定的額定生產率。
6.5 靜載試驗
6.5.1 靜載試驗是驗證起重機承受1.25倍額定載荷時各零部件和結構件的承載能力。由于執行不同的技術標準和訂貨合同,最大試驗載荷可增至1.4倍額定載荷。
6.5.2 靜載試驗中各機構與結構未產生裂紋、永久變形、油漆打皺,起重機的性能與安全未出現異常,連接處無松動,則認為這項試驗良好。
6.5.3 試驗時,吊具與試驗載荷分別位于最大工作前伸距、最大工作后伸距、海側與陸側軌道中間位置。
6.5.4 試驗時允許調整起重量限制器及液壓系統安全溢流閥壓力,但試驗后必須調回到規定的數值。
6.5.5 靜載試驗時,試驗載荷懸空離地面100~200mm,并停留10min。
6.5.6 作靜載試驗時,試驗載荷應盡量避免出現載荷沖擊現象。
6.6 額定載荷試驗
6.6.1 額定載荷試驗是檢驗起重機各工作機構及主要結構件在額定載荷下的工作性能及承載能力。
試驗中,各機械工作正常,各部件完好無損,連接處未松動,結構未產生裂紋、永久變形、表面油漆打皺,則認為這項試驗良好。
6.6.2 額定載荷試驗的工況見表1。
表1

6.6.3 額定載荷試驗時,必須檢查吊具傾轉及減搖系統的性能是否滿足設計要求。
6.6.4 測取電機工作時最大電流、穩態電流、勵磁電流、電樞電壓值。各機構起、制動時間測量值應符合設計要求。
6.6.5 在完成表1規定的試驗后,應進行額定載荷下起升、小車運行同時聯合動作試驗三次,試驗過程中,起升、小車制動各進行三次。此外按表1序號1規定的循環內容進行二次偏心載荷試驗,偏心距為箱體長、寬的10%(或按訂貨合同規定),試驗中各機構應工作正常、無異常響聲,結構件應完好無損。
6.6.6 測量司機室座席處在起升、小車運行同時聯合動作時的垂直方向和水平方向的加速度,測量值應不大于0.2g。
6.6.7 檢查小車運行至前臂梁與主梁鉸點附近時,前臂梁小車軌道與主梁小車軌道交岔處的下沉情況。
6.7 動載試驗
6.7.1 動載試驗是驗證起重機的機構、結構和制動器在1.1倍額定載荷作用下的工作性能及承載能力。由于執行不同的技術標準和訂貨合同,最大試驗載荷可增至1.2倍額定載荷。
6.7.2 試驗中各機構工作正常,各機構、結構強度滿足要求,無殘余變形和損壞現象,連接處未松動,無異常響聲,固定結合而不滲油,運動結合面無異常滲油和滴油現象,則認為這項試驗良好。
6.7.3 試驗時,起重機應按操作規程進行控制,各機構均為中檔速度運轉或2/3高速運轉。
6.7.4 試驗中應包括懸掛著的載荷作空中起升運動,試驗載荷在空中起動時均不得出現反向動作和瞬時下滑現象。
6.7.5 動載試驗的工況見表2
表2

6.7.6 在完成表2規定的循環內容后,應進行1.1倍額定載荷下起升、小車運行同時聯合動作試驗一次,試驗過程中,起升、小車制動各進行二次;各機構應工作正常、無異常響聲、結構件完好無損。
6.8 結構強度、剛度試驗
6.8.1 結構試驗是驗證起重機結構件在額定載荷、靜態試驗載荷和動態試驗載荷作用下的承載能力。
6.8.2 試驗中結構強度、剛度應滿足設計要求,無殘余變形和損壞現象,焊縫無裂紋,表面油漆不打皺。
6.8.3 測點選擇
應力及變位測試點應根據起重機結構受力分析,合理選定在危險應力區。即:
a. 均勻高應力區;
b. 應力集中區;
c. 壓桿的彈性屈曲區。
6.8.4 應變片的粘貼
在應力集中區,應變片應盡可能貼在高應力點。對承受大彎矩同時又承受集中載荷的斷面,應考慮在兩個位置貼片。即:
a. 應變片貼在集中載荷作用處或近旁;
b. 應變片貼在集中載荷作用處外,承受彎矩值大,且局部擠壓應力影響較小處。
6.8.5 粘貼應變片時應避開結構節點處,距離視節點處的加強筋板尺寸大小而定。特殊情況下可在加強筋板上粘貼應變片。
6.8.6 應力及變位測點布置,應記錄于附錄B(參考件)表中(按表B1、表B2的格式)。
6.8.7 試驗前應接好應變檢測系統,校準應變片、檢測儀器及測量用導線的電阻值,消除任何不正常現象。
6.8.8 結構靜載試驗工況見表3。
表3

6.8.9 表3第一序號試驗次數應不少于三次。
6.8.10 每次試驗卸載后,測試儀器系統應處于空載狀況下讀數,檢查各測點應變片回零情況,如果應變片回零值偏差超過±0.03σm/E時,則認為該測點測試無效,查明原因后重新試驗。
6.8.11 每次試驗測試的應力數據及計算的應力數據均應記入附錄B表中(按表B3、表B4的格式)。
6.8.12 在完成表3全部序號試驗后,還應進行偏心載荷靜載試驗,試驗按表3序號1的要求進行。
6.8.13 測試完后將最終結果記入附錄B表中(按表B5的格式)。
6.8.14 試驗過程中,如發現油漆起皺、焊縫開裂、屈曲、殘余變形等異常現象,應中止試驗并查明原因。
6.8.15 在結構靜載試驗中,應測量前臂梁、主梁、前門形框、后門形框的撓度、變位,將所測量數據填入附錄B表中(按表B8格式)。測量構件及位置為:
a. 表3序號1工況,測量前臂梁最大工作前伸距位置的下撓度,監測前門形框與主梁連接處、后門形框與主梁連接處的變位量。
b. 表3序號5工況,測量主梁海側軌道與陸側軌道中間位置的下撓度,監測前門形框與主梁連接處、后門形框與主梁連接處的變位量。
c. 表3序號7工況,測量主梁最大工作后伸距位置的下撓度,監測前門形框與主梁連接處、后門形框與主梁連接處的變位量。
6.8.16 所測結構件撓度及變位應在彈性變形范圍內,載荷卸除后被測結構件均應恢復至原位。序號1、5、7工況的測量次數應不少于三次,取三次測量的算術平均值作為測量的撓度及變位量。測量的撓度應符合設計要求。
6.8.17 結構動載試驗在完成表3全部序號的試驗后進行。
動載試驗的測點由靜載試驗中所測應變值較大點作為選擇點,一般選擇前臂梁、主梁、前拉桿、前門形框、后門形框上各一點作為測點。
6.8.18 結構的動載試驗工況按6.6.5條執行,并將測量的最大動應力、最大靜應力、振動頻率、衰減時間等數據填入附錄B表中(按表B6、表B7格式),試驗應不少于三次。
6.8.19 結構的動載試驗工況按6.7.6條執行,試驗以中檔速度進行,次數應不少于二次。試驗完畢后,檢查各結構件及焊縫是否變形、開裂。
6.9 可靠性試驗
6.9.1 試驗要求
試驗期間不允許帶故障作業,起重機作業時不允許進行保養工作。按日(班)分類統計各項試驗。
6.9.2 進行可靠性試驗的作業班制應采取每日兩個工作班以上的連續試驗方式,正常情況下,平均日作業時間應不少于14h。
6.9.3 可靠性試驗的作業循環情況和試驗數據應準確地填入附錄C(參考件)表內。
6.9.4 作業可靠性試驗的循環次數和基本工況見表4和表5。
表4

表5

注:表中序號2吊具回轉機構只進行200次基本工況循環次數試驗。
6.9.5 微動下降作業在表5中序號2的下降行程中進行,微動下降行程為1~1.5m然后制動。
6.9.6 作業可靠試驗總作業時間的計算
以額定速度完成表5規定的各種工況,每種工況的一次循環時間測量5次,取其算術平均值和為該工況完成一次循環的時間,用公式(1)計算各工況完成規定循環次數所需要的作業時間。
T
i=t
in
i ……………………………………(1)
式中:T
i——某一工況所需的作業時間,h;
t
i——某一工況一次循環的時間,h;
n
i——某一工況的循環次數。
完成作業可靠性試驗所需的總作業時間為:

式中:T——可靠性試驗總作業時間,h;
n——基本工況數。
6.9.7 拆檢
可靠性試驗后,應對整機的有關部位進行拆檢,詳細記錄拆檢的情況,必要的零件要拍照。對液壓系統應測定液壓油污染情況。
拆檢項目及內容見表6。
表6

6.9.8 可靠性試驗結論
6.9.8.1 作業率按公式(3)計算:
A=[T
0/(T
0+T
1)]×100%≥[A] ……………………(3)
式中:A——作業率;
T
0——總作業時間,h;
T
1——維修時間,h;
[A]=91%。
6.9.8.2 試驗的平均無故障工作時間按公式(4)計算:
T
2=T
0/(n+1) …………………………(4)
式中:T
2——平均無故障工作時間,h;
n——總故障次數。
試驗平均無故障工作時間應不小于200h(故障是指在規定的作業時間內,出現危及人身安全或對產品基本功能有影響的零部件的重大損壞而使被檢測樣機發生停機的故障)。或按訂貨合同規定。
6.9.9 其他要求
6.9.9.1 起重機必須在規定的試驗時間內完成表4規定的循環次數,規定的試驗時間(包括作業時間和維修時間)按公式(5)計算:
T
n=T/[A] ………………………………(5)
式中:T
n——規定的試驗時間,h;
T——按公式(2)確定的數值;
[A]=91%。
6.9.9.2 試驗期間,固定結合而不允許滲油,有相對運動部位不允許有異常滲油和滴油現象。
6.9.9.3 新產品的可靠性試驗,允許更換零件,按其損壞的性質決定是否重新進行與該部位有關的可靠性試驗。
6.9.9.4 新產品的可靠性試驗,其維修時間,只記故障排除時間。
6.10 工業性試驗
起重機必須完成不少于25000自然箱的起重作業工業性試驗。工業性試驗作業時間內包括可靠性試驗作業次數。
工業性試驗應由制造廠和用戶(典型用戶)共同負責并詳細記錄作業條件、試驗工況、每次起吊的載荷、總作業時間。試驗中起重機不得發生重大損壞或性能異常現象。對試驗期間起重機出現的任何不正常現象或事故應詳細記錄并提出分析和處理意見。
6.11 液壓設備
6.11.1 起重機液壓系統中的主要液壓元件,應具有制造廠的合格證或試驗報告。
6.11.2 試驗時液壓油應按供方規定裝至工作液面,油的品質應符合設計規定的要求。
6.11.3 試驗前應檢查液壓缸的軟管連接是否松馳,各部閥的出入口是否裝反,法蘭螺栓是否按規定扭力擰緊,液壓缸密封圈松緊是否適度。
6.11.4 油泵起動時,安全溢流閥應卸載。安全溢流閥的調整壓力不得超過液壓系統的最高容許壓力。
6.11.5 試驗后檢查液壓缸、活塞桿表面是否光潔、無損傷。防塵圈及防塵套是否密封良好,無破損。液壓系統各連接處有無松動。
6.12 電氣設備
6.12.1 試驗前應檢查電氣設備的額定工作電壓是否與電源電壓等級相符。
6.12.2 試驗前應檢查電氣系統配電裝置。即:
a. 電源引線敷設應按電壓等級排列整齊、無擠壓、磨碰之處;
b. 配電柜、屏、箱、盤、板應堅固完整,漆飾均勻,標志編號應清楚,母線相序色標(綠、黃、紅)應明確,零線為黑色,所有接頭連接應緊固,線端應有標號,內部元件應齊整無損、容量規格應符合設計要求。露天的配電柜、屏、箱、盤、板應水密良好;
c. 控制器件、保護器件等所有各種機件應完整可靠、無油污、塵土及燒蝕痕跡;
d. 控制器零位保護應符合設計要求。
6.12.3 測量電氣系統線路、電器絕緣電阻時,必須切斷電源及有關與零線連接之處。
6.12.4 驅動器、中間繼電器、接觸器、保護繼電器、勵磁線圈等在85%~110%額定電壓范圍內,應正常工作。
6.12.5 電氣部分的密封性能應保證電氣外罩絕緣性良好,對人體無傷害。
6.13 噪聲測定
6.13.1 起重機作業時,密封的司機室內噪聲應符合JT5020的規定。
6.14 安全保護裝置
起重機的安全保護裝置必須符合GB 6067的規定,整機的安全保護裝置應滿足設計要求。
6.14.1 當起吊試驗載荷達到110%額定載荷時,超負荷保護裝置應有效,報警、起升機構斷電應靈敏可靠。
6.14.2 司機室內動力電源緊停開關應有效、可靠。
6.14.3 設于海、陸側及機器房內動力電源緊停開關應有效、可靠。
6.15 焊接檢查
起重機在試驗前應對結構件焊縫外觀進行檢查,焊縫的外觀、高度及質量應符合GB/T 15361的規定及設計要求;重要結構件的焊縫,制造廠應出具超聲波探傷(UT)或射線探傷(RT)檢查結果報告;對結構焊接材料應核實是否符合設計要求。試驗后如發現有異常焊縫,應詳細記錄其所處部位及整機的實際狀態,必要時可對異常焊縫處進行超聲波探傷。
6.16 吊具
a. 吊具的傾斜角度應符合設計要求,吊具的傾斜應靈活自如;
b. 測量吊具伸縮的往返行程動作時間;
c. 吊具的轉銷與頂銷的動作及聯鎖應滿足工作需要;
d. 吊具導板動作的工作狀況應有效、可靠;
e. 檢查吊具上所有限位裝置的有效性、可靠性;
f. 吊具轉銷箱上的導輪應轉動靈活。
6.17 其他
6.17.1 涂裝檢查
整機油漆應符合GB/T 15361的規定與設計要求,檢查油漆是否有涂斑、漏漆和剝落現象。
整機的標牌,性能表牌應按設計要求安裝齊全,表示應清楚。
6.17.2 溫升測量
起重機的起升、小車運行機構連續運轉8h后,電機、軸承、減速器潤滑油的溫升應符合GB/T 15361的規定與設計要求。
6.17.3 電梯
起重機電梯檢測應由用戶所在地勞動安全部門負責進行。
7 試驗結果的計算和評定
在完成本標準第6章規定的試驗后,應對檢測數據進行整理與計算,定出試驗評定報告。
試驗報告要標明所試驗樣機的編號、型號、規格及執行的產品標準代號,記下試驗日期、地點及檢測人員的姓名,詳細記錄每種試驗工況下的載荷、位置、狀態、程序和結論,并將試驗結論和檢測結果列成表格注明。
附錄A
試驗儀器和工具
(參考件)

附錄B
結構測點布置圖及讀數記錄和測試結果表
(參考件)
表B1 應力測點布置圖

表B2 變位測點布置圖

表B3 靜應變測試讀數記錄表

表B4 靜應力計算記錄表

表B5 靜應力測試結果表

表B6 動應力測試記錄及結果表

表B7 振動頻率衰減時間測試記錄及結果表

表B8 靜變位測試讀數記錄及結果表

附錄C
可靠性試驗記錄表
(參考件)
附加說明:
本標準由中華人民共和國交通部提出。
本標準由交通部水運科學研究所歸口。
本標準由交通部標準計量研究所、武漢交通科技大學、上海海運學院、交通部上海港口機械制造廠負責起草。
本標準主要起草人鈔偉、桂壽平、錢仲庸、陳紫云。