門座式起重機小拉桿與平衡粱間鉸點軸承維修

楊程杰 李小陽

【摘要】門座式起重機小拉桿與平衡粱間鉸點軸承維修新方案，以神華黃驊港務有限責任公司MQ2533門機為例介紹小拉桿與平衡粱間鉸點軸承維修新方案。

【關鍵詞】門座式起重機；小拉桿與平衡粱鉸點；方案

神華黃驊港務有限責任公司門座式起重機小拉桿與臂架的鉸點軸承損壞，需要更換。

門座起重機部分參數如下：平衡架7.6噸，平衡架內水泥約40噸，臂架50噸，象鼻架28噸，小拉桿1.4噸，大拉桿4.2噸。作業面高度28米。

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

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

1、技術方案

1.1 準備

1.1.1 備件：制作鉸點銷軸兩根備用圖號：MQ2533HH-06-18，套筒4個圖號MQ2533HH-06-17.氈圈4個圖號MQ2533HH-06-15.透蓋4個圖號：MQ2533HH-06-15.軸承2盤，型號：調心液子軸承22230（150*270*73）。油封：-12xΦ236/Φ262，羊毛氈；配重撐桿兩根（見制作圖）

1.1.2 起重設備：50噸汽車起重機；手拉葫蘆10噸2掛，25T卸扣4個，2噸手拉葫蘆2個。

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的工作平臺兩個，100T液壓油稿1個，油稿門架兩個。

1.1.5 焊接設備：確保門機機房內的焊接設備良好，手把線、地線長度20米以上；氧氣乙炔切割設備一套，線長：50米。

1.1.6 施工人員：共10人，有經驗的起重工1人，施工前1.5天通知施工方做好施工準備。港方門機司機配合1人。

1.2 結構穩定性計算。更換小拉桿鉸點即是將門座起重機的平衡系統與臂架系統斷開連接，整機的重心位置沒有變化，但平衡系統與臂架系統的平衡需要找到各自的平衡方法。為計算拆除小拉桿后臂架的平衡條件，特對臂架、象鼻梁、大拉桿和齒條作為整體進行受力分析。如圖1所示：

A：臂架下鉸點

F大：大拉桿受力

S大：A點與F大作用線的垂直距離

G合：圖示部分的合成重力

S合：A點與G合作用線垂直距離

F齒：變幅齒條拉力

S齒：A點與F齒作用線垂直距離

F導：手拉葫蘆需要提供的拉力

S導：A點與F導作用線的垂直距離

上述力對A點求力矩，根據力矩平衡得出如下公式：

F大×S大+F導×S導+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致的不平衡力，因此此次維修活動按照1.5倍的安全系數選取2個10噸手拉葫蘆。

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

1.3 詳細施工方案

1.3.1 搭平臺

將門機變幅機構收至最小幅度，臂架朝向陸側，將在平衡架兩個側梁內側鉸點的下方分別搭設一個1000mm×600mm的工作平臺，并加裝護欄，護欄高度不低于1100。為修理人員提供安全的維修位置，并做好安全防護措施。

1.3.2 架設配重撐桿。檢查平衡架兩側梁下方與上轉柱立柱兩側對應位置支座狀態無變形，焊縫無裂紋損傷；配重架上適當位置掛2噸手拉葫蘆，配合50噸吊車吊撐桿安裝到配重和上轉柱鉸點孔內，穿銷軸固定，鉸點孔對正需門機變幅動作調整。

1.3.3 臂架固定。臂架鉸點與人字架鉸點共計4個鉸點，分別固定上25T卸扣，并用兩個10T手拉葫蘆分別固定在臂架鉸點與人字架鉸點。

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：兩側焊接擋板與齒條上壓輪的距離預留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軸。

1.3.5 拆除小拉桿上部鉸點銷軸。拆除鉸點處潤滑油管、卡軸板螺栓和卡軸板，小拉桿上部兩鉸點處焊接100噸門型鎬座，放置100噸液壓千斤頂，適當、交替調整門機變幅位置和起升卷揚負荷，頂銷軸松動后，變幅制動器手動抱死，齒條架上焊接的止擋塞好墊板固定，卡在搖擺架兩側，防止變幅制動失效發生危險。

注：因小拉桿因質量較輕，角度位置調整比較容易，但拆卸時也容易造成鋼結構的塑性變形，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，以便調整拉桿與平衡粱軸線間的同心度，又可保證拆卸時小拉桿鋼結構不變形。

繼續頂出銷軸，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，調整位置，安裝小拉桿上鉸點銷軸、下部鉸點銷軸；安裝潤滑油管。拆除工裝、涂裝、試車

拆除變幅齒條架上止擋，調整變幅拆除配重撐桿，拆除千斤頂鎬座；拆除配重平衡梁內側平臺。焊接部位打磨平順，涂裝油漆，環氧富鋅底漆和聚氨酯面漆各2遍。

試車，各鉸點處運轉平穩無異響和異常振動。

2、應用情況

2015年神華黃驊港務有限責任公司制造一部攜帶改制的撐桿和其他各種工裝器具，嚴格按施工方案，準備各種配件、操作工屬具和機械設備，制定詳細施工程序和安全技術措施，施工中平臺搭建位置合理，操作空間安全性提高，防止了意外和各種事故隱患的出現?，F場施工中門座起重機吊鉤吊掛轉盤吊耳，起升吊鉤吊至計算給出的17噸負荷后，手動緊固制動器，變幅齒條伸縮調整小拉桿受力很容易實現，經過手動盤變幅制動輪即可實現。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。經過3天緊張施工，順利完成小拉桿鉸點的更換任務。

3、實施效果

采取改制配重撐桿支撐配重，搭建操作平臺，更換鉸點的辦法。簡化了臂架固定方法，比采用起重機持續吊住平衡配種的方法節省了吊車使用費。用起升卷揚鋼絲繩拉力配合變幅機構固定臂架的方法。臂架系統解除了平衡系統的連接，增加了起升鋼絲繩的束縛，使臂架系統在維修作業中更加穩定安全，而且施工方法巧妙地利用了設備自有起升機構，為港口裝卸機械大型化設備維修提供了新的成功的嘗試案例。

改進設計后不用吊車持續吊裝，且撐桿以后也可持續利用，施工安全方便，節約成本，為港口裝卸節省時間；撐桿穩定安全性遠比吊車高出很多，用撐桿搭設平臺作業方便。用吊車吊裝，對天氣等客觀因素要求很高，在吊車吊裝時需計算吊車吊裝位置，吊裝時如作業現場有強風吊裝重心點發生偏移，易導致平衡梁、小拉桿及臂架發生傾斜導致構件應力變形，易出現較大事故。而用配重撐桿搭設平臺將鉸座焊接牢固之后則不會出現以上狀況，而且對強風等天氣客觀因素要求降低；施工方法巧妙地利用了設備自有起升機構，用起升卷揚鋼絲繩拉力配合變幅機構固定臂架的方法。臂架系統解除了平衡系統的連接，增加了起升鋼絲繩的束縛，即簡化了臂架固定方法，又使臂架系統在維修作業中更加穩定安全，為港口裝卸機械大型化設備維修提供了新的成功的嘗試案例。

施工方案對維修過程進行了優化，場內制作和現場安裝搭接合理，減少了現場安裝工作量，從而壓縮了工期，減少了設備停機時間2天，具體效益分析如下：

產品制造成本：0.2萬元

現場維修人工成本：10人*10小時/天*3天*20元/人*小時=6000合0.6萬元

機械成本：0.4萬元/臺班×3臺班=1.2萬元

直接經濟效益：正常維修費約12萬元12-0.2-0.6-1.2=10（萬元）

節約人工費：10人*10小時/天*2天*20元/人*小時=4000合0.4萬元

節約機械費：2臺班×0.4萬元/臺班=0.8萬元

工期效益：總效益90000000÷365天÷6臺門機=4.1萬*2天=8.2萬元

效益總計：10+0.4+0.8+8.2=19.4萬元。