岸邊起重機拉桿軸更換工藝優化

褚寅斌，王小樂

（上海振華重工（集團）股份有限公司，上海 200125）

岸邊橋式起重機是港口的專用設備。在使用過程中，隨著起重機的起升、小車運行過程中的制動，以及運動件之間的裝配間隙、在長期的工作和外部環境的因素下導致前拉桿金屬機構的損壞，前大梁拉桿軸孔普遍會出現磨損現象。

1 一般工藝修復更換方案

圖1

為了起重機能夠長期穩定使用，磨損的拉桿軸，通常的更換工藝與新機器的安裝拉桿工藝類似。我們選取常規機型的岸邊起重機，如上圖1。常規的工序，放平大梁，找正底座圓心和拉桿圓心位置，重新鏜孔4#，8#拉桿孔，中撐架劃線時，根據拉桿特點，一般設計配套的鏜孔工裝，拉桿兩端固定胎架，確保二孔的平行要求。保證左右兩片中撐架上下耳板孔等高。中撐架兩端耳板用工藝支撐固定好，整體鏜孔；更換新的軸、新的銅套、新的拉桿端蓋等等；大梁仰起80°，拆除中間連接桿2#，6#，繼續先鏜孔梯形架上的1#，5#孔，其他工序同4#，8#孔一樣；完成2#，6#孔的鏜孔換新；最后完成連接板3#，7#的更換和連接。以下簡單的對拉桿軸改造的工藝過程展開討論。

2 問題的提出

（1）從軸磨損區域分析：首先前大梁拉桿根據圖紙安裝正確，且得到有效的潤滑保養的先決條件下，拉桿在力矢主要方向上磨損較嚴重，其他區域磨損較小。我們可以判定磨損是經年累月受力產生的，顯然我們無法避免這個磨損問題。這也說明材質較好的軸孔，一定能有更長的使用周期。

（2）同時從不同的拉桿軸孔對比磨損區域發現，有些磨損范圍相對更大一些，個別孔有很深的磨痕，造成拉桿孔已經磨損成了一個“凸圓”、“橢圓”。因此不得不采用進一步的措施來改造拉桿，通過拉桿孔母材堆焊，甚至更換拉桿。

（3）拉桿屬于重要受力構件，拉桿鏜孔固定方式會影響拉桿鏜孔精度。將拉桿頂至水平、自由狀態，使拉桿僅承自重。經過對多個磨損拉桿的拆裝觀察，多數的磨損發生在外側的兩個叉板，而中間的孔眼板磨損較少。

為此我們在不同港口，對數十臺起重機的大梁測量得到了一些數據，發現使用10年以上的集裝箱起重機設備直線度、高低差、大梁對中等都存在了很大的偏差。使用多年的起重機，不斷的起停制動，以及在氣候環境因素的影響下，大梁產生不同程度的高低差、旁彎。相比原始出廠的數據只能作為參考，不能作為改造的基準。多年使用的設備，大梁都會產生不同的高低差、旁彎直線度偏差。要了解如何才能算放平大梁，找正位置，來改造拉桿軸，如何才能滿足改造的先決條件，我們在不水平的大梁上就鏜孔換新，使上下軸孔在非直線受力情況下強行糾正，并裝配，是否遺留了隱患。

起重機大梁的直線度、高低差誤差無法避免，每臺機也不一樣，應盡可能的減少拉桿內部的受力，使拉桿受力盡可能在一條直線下，檢查拉桿整體扭曲度，再重新劃鏜孔線。原先的拉桿改造方案需要優化。

3 方案優化

在拉桿軸更換之前，對于使用將近10年的橋吊。各個剛構件的變化很難主觀判斷。我們只有通過測量確定橋吊的實際狀態。我們認為需要測量的數據有以下幾個。

（1）橋吊的門框垂直度：確定橋吊結構整體處于垂直狀態，避免大車軌道的誤差，通常偏差小于L/1000，L為立柱高度。

（2）橋吊的大梁、門框對中：確認前后大梁中心直線度與門框中心的偏差值，通常偏差小于50mm。

（3）橋吊大梁的直線度和高低差：確認大梁左右旁彎，上下高低差，通常不超過10mm以內。

以上的幾個測量點，都對拉桿的狀態和日常使用產生很大的影響，在上述的測量數據沒有超過允許偏差情況下，我們可以認定橋吊處于正常狀態，并且以橋吊目前的位置，忽略較小的誤差，門框的主結構為基準，進一步進行拉桿的改造。

圖2

據圖1，只有使一整根拉桿軸孔1,2,3,4或軸孔5,6,7,8受力在一條直線下才是最優的解決方案。我們發現首先處理軸孔4#、8#，精準的放平大梁，消除大梁的旁彎和高低差產生的偏差，需要同時分配測量人員，操作困難。其次未拆除之前，內部受損情況也不是很清楚，產生的額外時間和成本很難估算。

因此我們選擇大梁搬起至80°，斷開連接板2#、6#孔，如圖2首先處理梯形架上的1#，5#孔，使1-2桿和5-6桿處于自由垂直狀態，以此可以保證拉桿是在垂直狀態下，拉桿僅承自重。通過測量，已經認定橋吊各結構的變形在允許范圍內。我們以上部梯形架的板眼為基準，完成1#，5#孔的定位，同時拉重錘線至底部。由于拉桿的10米多長度，通過自由重錘我們可以消除拉桿的扭曲程度，同時利用工裝、千斤頂、手拉葫蘆等矯正扭曲的拉桿，同時使下部連桿處于中垂狀態。在此狀態下，對1#、5#孔進行重新鏜孔和軸的換新工作。在更換過程中，需要注意，移植1#，5#孔的原始中心線位置，以免在安裝拉桿端蓋的時候，產生過大的安裝間隙。

由于2#，6#孔也已經固定住，利用激光水平儀等尋找拉桿另外一端的中心線。引到2#、6#孔，3#、7#孔。利用千斤頂、工裝、手拉葫蘆等等器具等對拉桿定位并鏜孔，以此保證其受力均是在一條直線上。3#、7#孔完成鏜孔，先不安裝軸，等4#、8#孔完成更換后，最后安裝。

最后剩余的4#，8#孔，首先我們拆除了3#，7#孔，把3-4，7-8拉桿平放固定于大梁上。在大梁搬起狀態下，由先前確認位置的3個孔的同軸度。調整3-4，7-8桿的固定拉板、卡鉗等。調整好固定拉板和卡鉗后，放平大梁，利用激光水平儀和重錘線，把上部拉桿的中心線引到大梁上的拉桿上，及大梁最遠處，依照中心線固定4#，8#孔。拆除磨損的4#，8#孔。由于3-4，7-8桿已經處于調整狀態，4#，8#舊軸不易拔出，但長拉桿的彈性較好。我們使用手拉葫蘆給銷軸部分卸力，調整到合適位置后，然后利用拉馬裝置，或利用端部螺栓等將銷軸旋轉，邊旋轉邊將舊軸頂出。隨后鏜孔完成4#、8#孔軸的換新工作。最后搬起大梁，卸除3-4，7-8桿固定板，完成剩余的3#，7#軸的安裝。

以此優化方案，可以保證大梁拉桿的4個軸孔在一條直線上受力，盡可能的消除了舊設備固有的大梁直線度、高低差的偏差，使得拉桿的受力保持直線，且自然重力方向受力。此外在拉桿鏜孔時，用專用夾具固定拉桿兩端重磅板，調整拉桿中部托輥，劃線好后用專用鏜孔工裝進行鏜孔、刮平面，確保兩孔平行度公差不大于0.2mm，兩端孔距公差負1mm。應注意拉桿兩端重磅板不能焊接固定。拉桿鏜孔只能兩端固定加中間輔助托輥，三點固定方式鏜孔。盡可能的延長設備的使用壽命。

通過優化拉桿的改造工藝，我們發現使用多年舊設備存在很多新設備未知的問題。拉桿修復過程中，還應注意氣候影響，由于起重機已經投入運行，現場作業區在50米高空，設備隨風晃動，必然引起重新鏜孔的偏差。需嚴格遵守相應的操作規程、避免在大風下作業。此外舊孔磨損需堆焊的，要達到機加工后的精度，因此需要高精度尺寸的工裝及合理的焊接方法來控制，以減小構件的焊接變形，滿足構件的精度要求。同時需要有精確的測量儀器，測量報告需準確無誤，測量儀器滿足作業精度要求，焊縫探傷人員必須具備操作資質。

工裝設計時必須考慮安全風險，工藝方案中對工裝使用、拆裝說明安全注意事項。對舊設備的改造，更需要注重細節，并善于發現實際的問題的根源，因地制宜，不能為處理一個問題而連帶遺留隱患。更不能盲目遵從標準工藝，無視實際問題根源，蠻干施工。作為設備的使用維護方，應注重設備的工作原理，長時間的老舊機器存在損傷，使設備的精準度不斷下降。加強技術員的培訓，令其加強對設備的維護保養意識。

參考文獻：

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