大拉桿托輥裝置的磨損原因及改造

周輝

摘 要：對(duì)門座式起重機(jī)中的大拉桿托輥裝置的使用情況進(jìn)行分析，通過(guò)研究其磨損原因及磨損過(guò)程，對(duì)大拉桿托輥裝置從設(shè)計(jì)形式、安裝定位等多方面做出合理化改造，以提高其使用壽命，減少維修周期。

關(guān)鍵詞：大拉桿托輥；磨損；改造；維修

引言

大拉桿托輥的頻繁損壞一直是門座式起重機(jī)在生產(chǎn)、制造過(guò)程中亟待解決的問(wèn)題。托輥的磨損直接影響鋼絲繩的使用壽命，兩者的損耗增加了企業(yè)使用成本，降低了生產(chǎn)效率。因此，研究如何延長(zhǎng)大拉桿托輥的使用壽命，對(duì)提高作業(yè)效率和經(jīng)濟(jì)效益，具有重要意義。筆者結(jié)合設(shè)計(jì)和施工中經(jīng)驗(yàn)，對(duì)大拉桿托輥裝置進(jìn)行了改造，以有效提高其使用壽命，降低其對(duì)鋼絲繩的磨損。

1.大拉桿托輥的磨損原因

根據(jù)原有的大拉桿托輥裝置的結(jié)構(gòu)形式可知：該裝置中供鋼絲繩移動(dòng)的上下的空間有限，鋼絲繩在收放時(shí)，理論上認(rèn)為其在承載時(shí)處于拉直狀態(tài)。但在實(shí)際工作中，由于大拉桿兩側(cè)的鋼絲繩一般在20多米，其自重使其即使在受載過(guò)程中也會(huì)出現(xiàn)下兜情況，從而使得鋼絲繩與托輥之間易發(fā)生滾動(dòng)摩擦。

同時(shí)，門座式起重機(jī)為港口裝卸設(shè)備，鋼絲繩托輥裝置裸露在外部，工作環(huán)境比較差、容易進(jìn)水和細(xì)砂等雜物，因而易發(fā)生銹蝕和卡死現(xiàn)象，使托輥不能轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)致鋼絲繩與托輥形成滑動(dòng)摩擦，從而加速了鋼絲繩和托輥的磨損[1]。

此外，根據(jù)門座起重機(jī)的不同工況，在門機(jī)的作業(yè)過(guò)程中，托輥的磨損程度也不相同。目前，在港口使用過(guò)程中，門座起重機(jī)的作業(yè)工況主要以抓斗居多，在這種情況下，托輥的磨損情況相對(duì)與吊鉤工況較為嚴(yán)重，且主要出現(xiàn)在開(kāi)閉鋼絲繩運(yùn)動(dòng)路徑下的托輥。這種情況的出現(xiàn)，主要是由于抓斗在開(kāi)閉斗的瞬間，鋼絲繩的受力變化比較大，導(dǎo)致鋼絲繩出現(xiàn)瞬時(shí)的張緊和松弛，此時(shí)若托輥的定位高度過(guò)高或轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活，都會(huì)對(duì)托輥裝置產(chǎn)生一定量的磨損。隨著頻繁的持續(xù)作業(yè)，該磨損將越來(lái)越嚴(yán)重，最終導(dǎo)致托輥裝置的局部損傷。

2.大拉桿托輥的磨損過(guò)程

在鋼絲繩與托輥的摩擦條件下，托輥的磨損要經(jīng)過(guò)磨合、穩(wěn)定磨損和劇烈磨損三個(gè)階段。處于磨合過(guò)程的大拉桿托輥，繩輥間的磨損率最小。穩(wěn)定磨損階段，這時(shí)托輥上呈現(xiàn)出最佳磨損狀態(tài)的繩紋狀U形槽。如果不能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定磨損的條件，鋼絲繩托輥將直接進(jìn)人劇烈磨損階段，托輥將迅速磨損損壞，使用壽命縮短。圖二是鋼絲繩托輥的不同磨損形式。圖中a是磨合階段沒(méi)有結(jié)束便進(jìn)人劇烈磨壞的鋼絲繩托輥，b是進(jìn)人穩(wěn)定磨損階段后磨壞的鋼絲繩托輥。從圖中可以看出，a呈半圓柱面磨損，鋼絲繩托輥一旦發(fā)生平衡中心偏移，便很難運(yùn)轉(zhuǎn)，這時(shí)托輥不但對(duì)鋼絲繩不起保護(hù)作用反而還起磨損破壞作用。b呈周圈磨損，這種磨損托輥對(duì)鋼絲繩的有一定保護(hù)性[2]。但持續(xù)磨損下去，就會(huì)進(jìn)入劇烈磨損階段，直至大拉桿托輥完全不能使用。

3.大拉桿托輥裝置的改良途徑

由于門座式起重機(jī)的工作環(huán)境比較復(fù)雜，鋼絲繩托輥長(zhǎng)期在室外，容易發(fā)生銹蝕和卡死現(xiàn)象，使托輥不能轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)致鋼絲繩與托輥形成滑動(dòng)摩擦，從而加速了鋼絲繩和托輥的磨損，同時(shí)托輥裝置的形式及定位尺寸設(shè)計(jì)不合理也會(huì)對(duì)鋼絲繩產(chǎn)生磨損。因此在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)從以下幾點(diǎn)著手：

（1）合理選用托輥形式；

（2）設(shè)計(jì)合適的托輥支架；

（3）制定適合的定位尺寸。

為了有效地降低鋼絲繩托輥對(duì)鋼絲繩的磨損，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，托輥裝置進(jìn)行了多次改造，最終將托輥裝置改型設(shè)計(jì)為單個(gè)鋼絲繩對(duì)單個(gè)托輥裝置的形式。同時(shí)，將同側(cè)鋼絲繩托輥前后分置，并且在單個(gè)托輥裝置上分別設(shè)置三節(jié)聚四氟乙烯托輥，方便用戶有針對(duì)性的更換磨損的托輥。

大拉桿在門機(jī)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中一直保持水平向上的夾角，且距離物重的距離遠(yuǎn)，因此在作業(yè)過(guò)程中，大拉桿工作段的鋼絲繩下兜相對(duì)嚴(yán)重，在定位托輥裝置的安裝支座時(shí)，要最大限度地降低托輥定位中心高度和托架高度，以保證鋼絲繩在受力過(guò)程中脫離托輥，減少鋼絲繩與托輥之間不必要的磨損。為了最大程度的防止下兜的鋼絲繩與托輥之間發(fā)生磨損性接觸，在確定大拉桿托輥裝置的安裝托架的高度時(shí)，可以結(jié)合鋼絲繩下兜量h（以水平方向?yàn)閰⒖加?jì)算）。

介于鋼絲繩在受載中存在下兜情況以及瞬時(shí)受載時(shí)的上彈情況，設(shè)計(jì)托輥支架時(shí)，在其上部設(shè)置擋繩裝置，但在擋繩裝置與托輥之間需留有足夠的空間，以防止受載時(shí)鋼絲繩與擋繩裝置之間產(chǎn)生不必要的摩擦。為防止鋼絲繩在受載過(guò)程中左右晃動(dòng)而與托輥支架內(nèi)側(cè)面發(fā)生摩擦，在支架內(nèi)側(cè)面安裝可拆卸的耐磨板，以增強(qiáng)支架的耐磨度。另外焊接定位鋼絲繩托輥裝置時(shí)，要嚴(yán)格校核其空間位置，確保鋼絲繩在受力作業(yè)時(shí)處于脫空狀態(tài)，不與裝置組成部分發(fā)生摩擦。

改良后的鋼絲繩托輥裝置，在使用過(guò)程中的使用壽命得到了明顯提高，托輥裝置與鋼絲繩之間的局部有害磨損也有了改善，大幅度的降低了其維修頻率，在港口門座式起重機(jī)中得到了推廣性的使用。

4.結(jié)束語(yǔ)

一般門座式起重機(jī)單根鋼絲繩的長(zhǎng)度約百米，而鋼絲繩托輥裝置安裝在大拉桿上，因此更換鋼絲繩和大拉桿托輥裝置的工作量比較大，經(jīng)常更換不僅增加了企業(yè)成本，同時(shí)降低了企業(yè)的生產(chǎn)效率。改良后的托輥裝置，有效避免了鋼絲繩與大拉桿托輥裝置在門機(jī)作業(yè)過(guò)程中的磨損，改善了鋼絲繩的使用狀況，方便了托輥的更換，為港口維修提供了便捷。

參考文獻(xiàn)：

[1]邵惠平，高東明. MC尼龍材料在鋼絲繩托輥中的應(yīng)用 .工場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)

[2]張德軍，梁延海.鋼絲繩托輥的損壞及改進(jìn)途徑[J].煤礦機(jī)電，1995