門座式起重機(jī)小拉桿與平衡粱間鉸點(diǎn)軸承維修

楊程杰 李小陽

【摘要】門座式起重機(jī)小拉桿與平衡粱間鉸點(diǎn)軸承維修新方案，以神華黃驊港務(wù)有限責(zé)任公司MQ2533門機(jī)為例介紹小拉桿與平衡粱間鉸點(diǎn)軸承維修新方案。

【關(guān)鍵詞】門座式起重機(jī)；小拉桿與平衡粱鉸點(diǎn)；方案

神華黃驊港務(wù)有限責(zé)任公司門座式起重機(jī)小拉桿與臂架的鉸點(diǎn)軸承損壞，需要更換。

門座起重機(jī)部分參數(shù)如下：平衡架7.6噸，平衡架內(nèi)水泥約40噸，臂架50噸，象鼻架28噸，小拉桿1.4噸，大拉桿4.2噸。作業(yè)面高度28米。

對(duì)40噸門座式起重機(jī)更換鉸點(diǎn)沒有先例，一般是參照16噸門座式起重機(jī)的施工方案，先將臂架用鋼絲繩與上轉(zhuǎn)柱連接，稱掛大臂繩，再采用大噸位起重機(jī)吊住活配重，用另一臺(tái)吊車吊小拉桿，更換鉸點(diǎn)。實(shí)際情況是港區(qū)最大噸位的汽車起重機(jī)為70噸，碼頭為棧橋式碼頭更是無法承載大噸位汽車起重機(jī)，兩者都無法滿足吊配重更換鉸點(diǎn)的能力要求。只能另辟蹊徑。采取制作工裝支撐配重，搭建操作平臺(tái)，更換鉸點(diǎn)的辦法。

最終確定改制配重?fù)螚U，簡化臂架固定方法，用大噸位手拉葫蘆拉力配合變幅機(jī)構(gòu)固定臂架的方法。相比構(gòu)件重量增加和作業(yè)高度增加20米的情況下，機(jī)械和人工成本卻大幅減少，為港口裝卸機(jī)械大型化設(shè)備維修提供了新的成功的嘗試案例。

1、技術(shù)方案

1.1 準(zhǔn)備

1.1.1 備件：制作鉸點(diǎn)銷軸兩根備用圖號(hào)：MQ2533HH-06-18，套筒4個(gè)圖號(hào)MQ2533HH-06-17.氈圈4個(gè)圖號(hào)MQ2533HH-06-15.透蓋4個(gè)圖號(hào)：MQ2533HH-06-15.軸承2盤，型號(hào)：調(diào)心液子軸承22230（150*270*73）。油封：-12xΦ236/Φ262，羊毛氈；配重?fù)螚U兩根（見制作圖）

1.1.2 起重設(shè)備：50噸汽車起重機(jī)；手拉葫蘆10噸2掛，25T卸扣4個(gè)，2噸手拉葫蘆2個(gè)。

1.1.3 250mm×150mm、厚30mm的直角三角板擋板兩塊，200mm×120mm、厚3Omm的墊板6塊，200mm×120mm、厚2Omm的墊板2塊

1.1.4 1000mm×600mm的工作平臺(tái)兩個(gè)，100T液壓油稿1個(gè)，油稿門架兩個(gè)。

1.1.5 焊接設(shè)備：確保門機(jī)機(jī)房內(nèi)的焊接設(shè)備良好，手把線、地線長度20米以上；氧氣乙炔切割設(shè)備一套，線長：50米。

1.1.6 施工人員：共10人，有經(jīng)驗(yàn)的起重工1人，施工前1.5天通知施工方做好施工準(zhǔn)備。港方門機(jī)司機(jī)配合1人。

1.2 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性計(jì)算。更換小拉桿鉸點(diǎn)即是將門座起重機(jī)的平衡系統(tǒng)與臂架系統(tǒng)斷開連接，整機(jī)的重心位置沒有變化，但平衡系統(tǒng)與臂架系統(tǒng)的平衡需要找到各自的平衡方法。為計(jì)算拆除小拉桿后臂架的平衡條件，特對(duì)臂架、象鼻梁、大拉桿和齒條作為整體進(jìn)行受力分析。如圖1所示：

A：臂架下鉸點(diǎn)

F大：大拉桿受力

S大：A點(diǎn)與F大作用線的垂直距離

G合：圖示部分的合成重力

S合：A點(diǎn)與G合作用線垂直距離

F齒：變幅齒條拉力

S齒：A點(diǎn)與F齒作用線垂直距離

F導(dǎo)：手拉葫蘆需要提供的拉力

S導(dǎo)：A點(diǎn)與F導(dǎo)作用線的垂直距離

上述力對(duì)A點(diǎn)求力矩，根據(jù)力矩平衡得出如下公式：

F大×S大+F導(dǎo)×S導(dǎo)+F齒成S齒=G合×S合

由上式可求得，手拉葫蘆需要13噸拉力即可平衡拆除小拉桿所導(dǎo)致的不平衡力，因此此次維修活動(dòng)按照1.5倍的安全系數(shù)選取2個(gè)10噸手拉葫蘆。

配重在此次維修過程中不作為主要受力點(diǎn)，只需采用足夠強(qiáng)度的支撐，如圖所示把配重固定在適當(dāng)位置即可。

1.3 詳細(xì)施工方案

1.3.1 搭平臺(tái)

將門機(jī)變幅機(jī)構(gòu)收至最小幅度，臂架朝向陸側(cè)，將在平衡架兩個(gè)側(cè)梁內(nèi)側(cè)鉸點(diǎn)的下方分別搭設(shè)一個(gè)1000mm×600mm的工作平臺(tái)，并加裝護(hù)欄，護(hù)欄高度不低于1100。為修理人員提供安全的維修位置，并做好安全防護(hù)措施。

1.3.2 架設(shè)配重?fù)螚U。檢查平衡架兩側(cè)梁下方與上轉(zhuǎn)柱立柱兩側(cè)對(duì)應(yīng)位置支座狀態(tài)無變形，焊縫無裂紋損傷；配重架上適當(dāng)位置掛2噸手拉葫蘆，配合50噸吊車吊撐桿安裝到配重和上轉(zhuǎn)柱鉸點(diǎn)孔內(nèi)，穿銷軸固定，鉸點(diǎn)孔對(duì)正需門機(jī)變幅動(dòng)作調(diào)整。

1.3.3 臂架固定。臂架鉸點(diǎn)與人字架鉸點(diǎn)共計(jì)4個(gè)鉸點(diǎn)，分別固定上25T卸扣，并用兩個(gè)10T手拉葫蘆分別固定在臂架鉸點(diǎn)與人字架鉸點(diǎn)。

1.3.4 齒條固定。首先清理齒條上的油污，然后在齒條上壓輪兩側(cè)用兩塊250mm×150mm、厚30mm的直角三角板做成擋板，兩擋板前再各用1塊200mm×120mm、厚3Omm的墊板與擋板焊接，并焊接在齒條上面。（注：兩側(cè)焊接擋板與齒條上壓輪的距離預(yù)留80MM）制作4塊200mm×120mm、厚3Omm的墊板與2塊200mm×120mm、厚2Omm的墊板用于填充焊接擋板與上壓輪之間的間隙，方便拆除及安裝鉸點(diǎn)軸。

1.3.5 拆除小拉桿上部鉸點(diǎn)銷軸。拆除鉸點(diǎn)處潤滑油管、卡軸板螺栓和卡軸板，小拉桿上部兩鉸點(diǎn)處焊接100噸門型鎬座，放置100噸液壓千斤頂，適當(dāng)、交替調(diào)整門機(jī)變幅位置和起升卷揚(yáng)負(fù)荷，頂銷軸松動(dòng)后，變幅制動(dòng)器手動(dòng)抱死，齒條架上焊接的止擋塞好墊板固定，卡在搖擺架兩側(cè)，防止變幅制動(dòng)失效發(fā)生危險(xiǎn)。

注：因小拉桿因質(zhì)量較輕，角度位置調(diào)整比較容易，但拆卸時(shí)也容易造成鋼結(jié)構(gòu)的塑性變形，因此用兩只2t的葫蘆和鋼絲繩在小拉桿和吊臂梁之問拉住，以便調(diào)整拉桿與平衡粱軸線間的同心度，又可保證拆卸時(shí)小拉桿鋼結(jié)構(gòu)不變形。

繼續(xù)頂出銷軸，用卡軸板將銷軸固定在另一端。檢查配合面尺寸、公差確定是否更換。

1.3.6 更換小拉桿上部鉸點(diǎn)軸承。拆除軸承壓蓋、定位套、軸套、油封、軸承，清洗清除各零部件，檢查各部件磨損情況確定是否更換，更換軸承，添加鋰基潤滑脂，安裝軸套、定位套、壓蓋。

1.3.7 安裝小拉桿上部鉸點(diǎn)銷軸、軸承壓蓋、定位套、軸套、油封、軸承

1.3.8 按拆卸的反向步驟，調(diào)整位置，安裝小拉桿上鉸點(diǎn)銷軸、下部鉸點(diǎn)銷軸；安裝潤滑油管。拆除工裝、涂裝、試車

拆除變幅齒條架上止擋，調(diào)整變幅拆除配重?fù)螚U，拆除千斤頂鎬座；拆除配重平衡梁內(nèi)側(cè)平臺(tái)。焊接部位打磨平順，涂裝油漆，環(huán)氧富鋅底漆和聚氨酯面漆各2遍。

試車，各鉸點(diǎn)處運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)無異響和異常振動(dòng)。

2、應(yīng)用情況

2015年神華黃驊港務(wù)有限責(zé)任公司制造一部攜帶改制的撐桿和其他各種工裝器具，嚴(yán)格按施工方案，準(zhǔn)備各種配件、操作工屬具和機(jī)械設(shè)備，制定詳細(xì)施工程序和安全技術(shù)措施，施工中平臺(tái)搭建位置合理，操作空間安全性提高，防止了意外和各種事故隱患的出現(xiàn)。現(xiàn)場施工中門座起重機(jī)吊鉤吊掛轉(zhuǎn)盤吊耳，起升吊鉤吊至計(jì)算給出的17噸負(fù)荷后，手動(dòng)緊固制動(dòng)器，變幅齒條伸縮調(diào)整小拉桿受力很容易實(shí)現(xiàn)，經(jīng)過手動(dòng)盤變幅制動(dòng)輪即可實(shí)現(xiàn)。施工方案給施工帶來極大方便，施工難度和安全性有較大提高。經(jīng)過3天緊張施工，順利完成小拉桿鉸點(diǎn)的更換任務(wù)。

3、實(shí)施效果

采取改制配重?fù)螚U支撐配重，搭建操作平臺(tái)，更換鉸點(diǎn)的辦法。簡化了臂架固定方法，比采用起重機(jī)持續(xù)吊住平衡配種的方法節(jié)省了吊車使用費(fèi)。用起升卷揚(yáng)鋼絲繩拉力配合變幅機(jī)構(gòu)固定臂架的方法。臂架系統(tǒng)解除了平衡系統(tǒng)的連接，增加了起升鋼絲繩的束縛，使臂架系統(tǒng)在維修作業(yè)中更加穩(wěn)定安全，而且施工方法巧妙地利用了設(shè)備自有起升機(jī)構(gòu)，為港口裝卸機(jī)械大型化設(shè)備維修提供了新的成功的嘗試案例。

改進(jìn)設(shè)計(jì)后不用吊車持續(xù)吊裝，且撐桿以后也可持續(xù)利用，施工安全方便，節(jié)約成本，為港口裝卸節(jié)省時(shí)間；撐桿穩(wěn)定安全性遠(yuǎn)比吊車高出很多，用撐桿搭設(shè)平臺(tái)作業(yè)方便。用吊車吊裝，對(duì)天氣等客觀因素要求很高，在吊車吊裝時(shí)需計(jì)算吊車吊裝位置，吊裝時(shí)如作業(yè)現(xiàn)場有強(qiáng)風(fēng)吊裝重心點(diǎn)發(fā)生偏移，易導(dǎo)致平衡梁、小拉桿及臂架發(fā)生傾斜導(dǎo)致構(gòu)件應(yīng)力變形，易出現(xiàn)較大事故。而用配重?fù)螚U搭設(shè)平臺(tái)將鉸座焊接牢固之后則不會(huì)出現(xiàn)以上狀況，而且對(duì)強(qiáng)風(fēng)等天氣客觀因素要求降低；施工方法巧妙地利用了設(shè)備自有起升機(jī)構(gòu)，用起升卷揚(yáng)鋼絲繩拉力配合變幅機(jī)構(gòu)固定臂架的方法。臂架系統(tǒng)解除了平衡系統(tǒng)的連接，增加了起升鋼絲繩的束縛，即簡化了臂架固定方法，又使臂架系統(tǒng)在維修作業(yè)中更加穩(wěn)定安全，為港口裝卸機(jī)械大型化設(shè)備維修提供了新的成功的嘗試案例。

施工方案對(duì)維修過程進(jìn)行了優(yōu)化，場內(nèi)制作和現(xiàn)場安裝搭接合理，減少了現(xiàn)場安裝工作量，從而壓縮了工期，減少了設(shè)備停機(jī)時(shí)間2天，具體效益分析如下：

產(chǎn)品制造成本：0.2萬元

現(xiàn)場維修人工成本：10人*10小時(shí)/天*3天*20元/人*小時(shí)=6000合0.6萬元

機(jī)械成本：0.4萬元/臺(tái)班×3臺(tái)班=1.2萬元

直接經(jīng)濟(jì)效益：正常維修費(fèi)約12萬元12-0.2-0.6-1.2=10（萬元）

節(jié)約人工費(fèi)：10人*10小時(shí)/天*2天*20元/人*小時(shí)=4000合0.4萬元

節(jié)約機(jī)械費(fèi)：2臺(tái)班×0.4萬元/臺(tái)班=0.8萬元

工期效益：總效益90000000÷365天÷6臺(tái)門機(jī)=4.1萬*2天=8.2萬元

效益總計(jì)：10+0.4+0.8+8.2=19.4萬元。