黃驊港擴容完善工程6000 t/h斗輪懸臂取料機安裝調(diào)試技術(shù)

張德全

（中交第一航務(wù)工程局有限公司，天津 300461）

1 工程概況

隨著我國專用煤碼頭的發(fā)展，斗輪懸臂取料機已經(jīng)被普遍采用，其各種性能也在不斷提高。黃驊港擴容完善工程選用的斗輪懸臂取料機額定取料能力為6000 t/h，是目前國內(nèi)港口設(shè)備中額定取料能力最大的斗輪懸臂取料機。

1.1 主要機構(gòu)

設(shè)備中的機構(gòu)分為：走行機構(gòu)、旋轉(zhuǎn)機構(gòu)、臂架俯仰機構(gòu)、斗輪機構(gòu)、臂架皮帶機構(gòu)、電纜卷取機構(gòu)、輔助機構(gòu)。機上配備有先進的電氣控制系統(tǒng)，既能進行手動取料操作，也可進行機側(cè)操作和半自動操作，每一機構(gòu)配備有必要的安全檢測裝置和過載保護裝置，生產(chǎn)效率高。設(shè)有1個電氣室和1個司機室，全部操作和儀表顯示都設(shè)在司機室內(nèi)，本機同時配備噴水沖洗設(shè)備，每個轉(zhuǎn)送點也配備有噴水裝置，減少粉塵對環(huán)境的污染。

1.2 主要技術(shù)性能

最大取料能力：6700 t/h；額定取料能力：6000 t/h；平均取料能力：4320 t/h；走行速度：7～30m/min；基距：13m；軌距：10m；走行裝置總輪數(shù)：48輪，其中主動輪24個；最大允許輪壓：工作時250 kN/輪；回轉(zhuǎn)半徑：50m；回轉(zhuǎn)角度：±170°；回轉(zhuǎn)速度：0.04～0.12 r/min；臂架俯仰速度：5m/min；臂架俯仰角度：-9.2°～+15.5°；臂架皮帶寬度：2000mm；臂架皮帶速度：5.2m/s；斗輪直徑：9.4 m；斗輪旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速：6 r/min；總裝機容量：約1100 kW；設(shè)備總重量：約1000 t。

2 工藝流程和施工準(zhǔn)備

2.1 工藝流程

斗輪取料機安裝工藝流程如圖1。

圖1 斗輪取料機安裝工藝流程圖

2.2 施工準(zhǔn)備

1）工程開工前，編制詳細(xì)的施工組織設(shè)計方案，并經(jīng)審核通過后向施工班組進行安裝方案交底和安全技術(shù)交底。安裝選用的起重機和吊裝用具經(jīng)維護保養(yǎng)后進入現(xiàn)場。

2）施工道路暢通，臨時用電和水源接入安裝現(xiàn)場，組裝用鋼支墩加工完成運至現(xiàn)場。施工場地應(yīng)平整寬闊，保證汽車運輸和起重機吊裝作業(yè)要求，施工場地承受壓力應(yīng)滿足下列要求：

起重機正常作業(yè)場地承載壓力≥0.8（W1+W2）/S，t/m2。式中：W1為起重機自重，t；W2為起重物重量，t；S為起重機承載面積，m2。

地面組裝時支撐用鋼支墩承載的壓力≥W3/（X·S），t/m2。式中：W3為組裝件重量；X為鋼支墩數(shù)量；S為每個鋼支墩承載面積。

3）開箱檢查和保管。設(shè)備運至現(xiàn)場后安裝工程師應(yīng)及時向有關(guān)部門申報，在業(yè)主、監(jiān)理、制造廠等部門人員的見證下進行開箱檢查，并做記錄。主要檢查內(nèi)容如下：

①箱號、箱數(shù)及包裝情況；

②設(shè)備的名稱、型號和規(guī)格；

③裝箱清單、設(shè)備技術(shù)文件、資料及專用工具；

④設(shè)備有無缺件，表面有無損壞和銹蝕等。

設(shè)備開箱檢查結(jié)束后，應(yīng)妥善保管，不得使其變形、損壞、銹蝕、錯亂或丟失。電氣設(shè)備、連接件和易損件應(yīng)進入倉庫保管，在安裝過程中按照圖紙登記發(fā)放。

3 主體安裝

3.1 基礎(chǔ)復(fù)核放線

斗輪機軌道梁土建工程完成后進行驗收，根據(jù)施工組織設(shè)計在軌道梁上選擇80～100m作為安裝段。首先進行放線，標(biāo)出設(shè)備安裝的中心線、基距和軌距在軌道上的4個基準(zhǔn)點，復(fù)核測量這4點的標(biāo)高、基距、軌距及對角線，進行精確調(diào)整，精度誤差應(yīng)滿足規(guī)范的要求。

3.2 走行機構(gòu)安裝

3.2.1 走行裝置安裝

走行機構(gòu)共計6組裝置，每組裝置8輪架，如圖2所示。其中1、2、3、4裝置單重為11.90 t，5、6裝置單重為14.33 t。

圖2 走行機構(gòu)布置圖

吊裝起重機選用QUY35 t履帶起重機，工作半徑5m，臂長10m，額定起重載荷為20.75 t，安全系數(shù)為20.75/14.33=1.45。

根據(jù)計算選用4根D28mm×L5m的6×37+1鋼絲繩，破斷拉力為363 kN，鋼絲繩與走行裝置夾角β=65°，吊裝時單根鋼絲繩需承擔(dān)的拉力F＝G/4sinβ＝39.53 kN，安全系數(shù)為363/39.53=9.18。

走行裝置吊裝就位后用型鋼支架對其加固定位，以防止傾倒。復(fù)核測量安裝幾何尺寸、車輪的垂直度，確認(rèn)符合安裝技術(shù)文件要求后在每組裝置兩端車輪與軌道之間墊上軌道鐵靴，確保準(zhǔn)確無誤后吊裝平衡梁。

3.2.2 平衡梁安裝

連接走行裝置是2組平衡架和1組平衡梁，平衡架每組重量12.60 t，分別連接1、3和2、4走行裝置。吊裝起重機和鋼絲繩的選用與走行裝置相同。如圖3。

圖3 平衡架吊裝圖

平衡梁連接5、6走行裝置，平衡梁主體與支座共重16.10 t。吊裝起重機選用100 t全液壓汽車式起重機，工作半徑12m，臂長18m，額定起重載荷為29.80 t，安全系數(shù)為29.80/16.10=1.85。選用2根D44mm×L20m的6×37+1鋼絲繩，安全系數(shù)為8.77。

3.3 門座架安裝

門座架重量為80.31 t，傳動大齒圈和軸承重量為14.84 t，在工廠制造組裝成整體運至現(xiàn)場，總重量為95.15 t。為減少設(shè)備在現(xiàn)場的二次倒運，設(shè)備卸車時直接存放在起吊位置，如圖4。

圖4 門座架平面位置圖

吊裝起重機選用250 t履帶式起重機，工作半徑12m，臂長18m，額定起重載荷為166.67 t，安全系數(shù)為166.67/95.15=1.75。如圖5。

圖5 門座架吊裝圖

根據(jù)計算選用4根D72mm×L10m的6×61+1鋼絲繩，破斷拉力為2640 kN，鋼絲繩與門座架平面夾角β=55°，吊裝時單根鋼絲繩需承擔(dān)的拉力F＝G/4 sinβ＝290.39 kN，安全系數(shù)為2641/290.39=9.09。

吊裝門座架就位后，支腿分別與平衡架和平衡梁連接，測量門座架上面的平面度，調(diào)整達到規(guī)范要求后緊固銷軸固定擋板。

3.4 回轉(zhuǎn)平臺安裝

回轉(zhuǎn)平臺鋼結(jié)構(gòu)焊接成整件，重量為79.33 t，兩套回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置設(shè)計為臺車式，由電動機、減速機、制動器、傳動軸和小齒輪組成。

1）回轉(zhuǎn)平臺鋼結(jié)構(gòu)整體吊裝方法和吊裝門座架方法相同，為減少設(shè)備的進出場費用，同一臺起重機可以連續(xù)作業(yè)。經(jīng)計算起重機安全系數(shù)為2.10，鋼絲繩安全系數(shù)為8.80。

2）將回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置安裝在回轉(zhuǎn)平臺的回轉(zhuǎn)減速器位置上，并初調(diào)小齒輪與轉(zhuǎn)盤軸承外齒輪嚙合間隙及嚙合重合度，將法蘭與回轉(zhuǎn)平臺焊牢，再次精調(diào)，當(dāng)嚙合間隙為6．25mm，嚙合重合度≥90%后固定所有連接部位。

3.5 塔架安裝

塔架分別由底梁、立梁和斜梁組成，根據(jù)到貨分塊的狀態(tài)以及安裝起重機實際配備情況選擇組裝吊裝或分件吊裝，在本工程中采用分件吊裝方案，連接后高強螺栓進行初擰，然后調(diào)整塔架中心線和垂直度，達到規(guī)范要求后再進行高強螺栓終擰。塔架安裝完成后，吊裝電氣室至塔架后部平臺上并固定。

3.6 懸臂梁安裝

1）懸臂梁分3段運到現(xiàn)場，安裝方案為地面組裝整體吊裝。每段懸臂梁兩端用鋼支墩支撐，懸臂梁和鋼支墩中間設(shè)置木板和液壓千斤頂以便于調(diào)整，組裝成整體后測量縱向中心線直線度、橫向水平度，用千斤頂進行微調(diào)，偏差達到≤5mm后緊固全部連接高強螺栓。如圖6。

圖6 懸臂梁地面組裝圖

2）懸臂梁組裝完成后，總長為51m，總重為69.35 t。為保證在吊裝過程中懸臂梁不變形，采用雙機抬吊方案。選用2臺200 t汽車起重機，工作半徑12m，起重機臂長22.7m，額定起重載荷56.9 t，安全系數(shù)為6.9×0.7/69.35×0.5=1.15。每臺起重機選用4根D44mm×L20m，6×37+1鋼絲繩，安全系數(shù)為9.37。如圖7。

圖7 懸臂梁雙機抬吊位置圖

2臺汽車起重機抬吊過程中要保證同步起升，達到安裝高度后停止起升，緩慢旋轉(zhuǎn)起重機，懸臂梁后部連接銷孔對正，穿入銷軸。首先卸載后部一臺起重機，松鉤后退出，然后前端部起重機緩慢松鉤，將懸臂梁前端落在臨時支撐柱上。

3.7 斗輪機構(gòu)安裝

斗輪軸與斗輪體連接均采用脹套連接，在安裝時一定要確保接觸面的徹底清潔，不得涂潤滑脂，要求每個螺栓的擰緊力矩達到設(shè)計要求，保證斗輪軸在垂直面內(nèi)傾角10°。

斗輪機構(gòu)采用液壓馬達驅(qū)動，先將馬達和泵站安裝好，然后開始布置液壓管路，將液壓管路經(jīng)過徹底清潔達標(biāo)后，方可調(diào)試液壓系統(tǒng)。

3.8 配重平衡系統(tǒng)安裝

配重平衡系統(tǒng)包括配重平衡架、液壓缸、配重箱和連接拉桿。首先吊裝平衡架，銷孔與塔架銷孔對正后穿入銷軸，然后安裝液壓缸；用兩臺起重機在懸臂梁兩側(cè)分別安裝連接拉桿，待全部銷軸傳入后固定所有銷軸擋板，此時配重平衡架與懸臂梁已完成連接。最后吊裝配重箱，按設(shè)計要求安裝配重塊。

3.9 懸臂皮帶機安裝

首先安裝懸臂皮帶機頭尾部驅(qū)動滾筒和改向滾筒，然后安裝皮帶機機架和托輥，調(diào)整達到規(guī)范要求，驅(qū)動滾筒和改向滾筒水平度為1/1000，與膠帶機中心的垂直度為1.5/1000，所有托輥組中心線應(yīng)與皮帶機中心線重合，且直線度為2mm。用卷揚機牽引膠帶完成布帶，在懸臂上部中間位置用木板搭設(shè)平臺進行膠帶硫化。

3.10 輔助系統(tǒng)安裝

輔助系統(tǒng)包括供電系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、灑水系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)等，待上部分主體安裝完成后分系統(tǒng)安裝。

4 調(diào)試

4.1 調(diào)試前檢查

1）首先進行安裝確認(rèn)，根據(jù)設(shè)備安裝圖紙再次確認(rèn)設(shè)備安裝的正確性，重點檢查：驅(qū)動裝置和安全裝置的位置、方向；安全保護裝置的可靠性；夾軌器、防撞裝置、制動器等的安裝是否正確；保護裝置、限位開關(guān)、急停開關(guān)、報警裝置安裝是否正確。

2）檢查所用的高壓電源、低壓電源、水源是否安全可靠，減速箱油、液壓油、潤滑系統(tǒng)的油均已注入，皮帶機膠帶上不容許有任何物質(zhì)，避免膠帶運行中發(fā)生意外事故，設(shè)備走行區(qū)域和旋轉(zhuǎn)區(qū)域內(nèi)不容許有任何物體。

4.2 模擬調(diào)試

進行模擬調(diào)試必須將動力電源切斷，保證機構(gòu)不運轉(zhuǎn)。用手搬動各限位開關(guān)、控制開關(guān)，然后判定控制元件是否動作，執(zhí)行操作是否正常。在模擬調(diào)試過程中，確定各限位開關(guān)及控制開關(guān)的接觸時間、動作的距離、角度等是否滿足設(shè)備技術(shù)規(guī)格書的要求，對差距較大的部件進行調(diào)整，接近設(shè)計要求，最后在機構(gòu)試運轉(zhuǎn)中再進行微調(diào)確定。

4.3 斗輪接地力調(diào)試

斗輪接地力是在空載時懸臂梁處于水平位置斗輪中心處的垂直載荷，用增減配重箱里的配重塊來進行調(diào)整。在完成安裝確認(rèn)和安全檢查后，啟動懸臂俯仰驅(qū)動的液壓系統(tǒng)，緩慢起升懸臂使其底梁離開臨時支墩后停止，觀察幾分鐘，如整個懸臂俯仰系統(tǒng)無異常后繼續(xù)起升，待懸臂主梁處于水平狀態(tài)時停止，檢測液壓系統(tǒng)的兩個液壓缸的壓力值。如液壓缸的壓力值大于設(shè)計值表示配重量不足，增加配重鋼板，反之則減少配重鋼板，液壓缸壓力和設(shè)計壓力值誤差≤±5%為合格。在調(diào)整配重過程中，注意兩個液壓缸壓力的平衡。

完成調(diào)試工作后，去掉全部臨時支墩和所有加固支撐，接通正式電源，進入設(shè)備運轉(zhuǎn)階段。

5 結(jié)語

6000 t/h斗輪懸臂取料機的安裝與調(diào)試技術(shù)在黃驊港擴容完善工程中得到很好的應(yīng)用。在施工前對施工圖紙和現(xiàn)場實際情況等條件充分了解研究后，確定先進的安裝工藝流程，計算吊裝性能參數(shù)，合理選擇吊裝起重機和索具，制定合理有效的質(zhì)量控制措施，確保了各系統(tǒng)設(shè)備的安裝質(zhì)量符合國家規(guī)范，性能參數(shù)滿足技術(shù)規(guī)格書要求，提高了施工效率，達到了預(yù)期的施工效果。

參考文件：

[1] 交通部第一航務(wù)工程局.港口工程施工手冊[M].北京：人民交通出版社，1994.

[2] JTS257—2008，水運工程質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)[S].

[3] JTS201—2011，水運工程施工通則[S].

[4] JTJ280—2002，港口設(shè)備安裝工程施工技術(shù)規(guī)范[S].