新型鋼絲繩收放裝置的設計應用

單有臣

（煙臺港集團蓬萊港有限公司，山東 煙臺 265609）

1 現狀調查

我港現有MQ10-25、 MQ10-30 、MQ10-33、 MQ16-30、MQ16-33、 MQ25-35等6個型號門機20余臺，其中門座式起重機鋼絲繩的更換是一項工作量大、有一定危險性的工作。以MQ16-30型門機為例,每根起升鋼絲繩長95m,要經過30多米高的象鼻梁及各種支承、導向滑輪。原來普遍采用的方法是預先用1根合成纖維繩與舊鋼絲繩連接,將舊鋼絲繩放出，但繩頭部系扣打結,存在截面積大、易脫落、易卡、危險性大等問題。為提高鋼絲繩的更換效率和可靠性，經多次改進，形成一種通過鋼絲繩與螺母焊接更換鋼絲繩的方法，該相對簡單可靠的更換工藝，效果較好。但仍存在鋼絲繩污染、磨損、勞動強度大等問題。對此,我們經過分析、試驗，對鋼絲繩傳統的更換方式進行了改進，并對新型鋼絲繩收放裝置進行了設計制作論證。

2 目標確定以及可行性分析

2．1 經過研究，確立了新型鋼絲繩收放裝置設計應用的預期目標

（1）鋼絲繩放繩裝置設計論證方案：設計底座、旋轉機構組成的底盤機構固定成卷鋼絲繩；離地一定間隙，保持運輸的便捷性；旋轉機構可以設計成制動與導向自由轉換的杠桿結構；設計成卷鋼絲繩固定放置機構，并在外力作用力下，實現放繩；設計由頂絲、固定連接器裝置組成的機械式楔塊與繩頭取出裝置，裝置的空間可以滿足不同連接器的需要等。

（2）鋼絲繩收繩裝置設計論證方案：設計舊繩回收機構，該機構可以限制舊繩的活動空間，并在重力作用下實現轉動盤結，可以實現門機雙機鋼絲繩的同時收繩，捆綁鋼絲繩后實現廢舊鋼絲繩的快速取出，運輸方便快捷等。

2．2 目標可行性分析

經過再三考察論證，設計方案確定收放器由放鋼絲繩旋轉器與收鋼絲繩旋轉籠2部分組成，具有以下技術要點。

（1）放鋼絲繩旋轉器由底盤、中心轉軸、轉盤、導繩裝置、繩頭取出裝置等組成，其通過新舊鋼絲繩的串接、拉繩轉動和滑輪自重制動相結合的方式，實現鋼絲繩按序放繩的功能。

（2）收鋼絲繩旋轉籠由底盤、中心轉軸、轉盤、旋轉籠等部分組成，通過鋼絲繩的自重及旋轉特性實現自動的盤結，可以同時實現兩根起升鋼絲繩的更換，并且旋轉籠和轉盤之間可以快速拆裝，以利于廢舊鋼絲繩的及時清理等。

3 新型鋼絲繩收放裝置的主要參數

3．1 放鋼絲繩旋轉器

（1）底盤。由δ10鐵板、支腿及附屬裝置組成。底盤與支腿、支腿與圓盤、底盤與絲杠以及各附屬物件固定連接。其中鐵板尺寸為：1500×1500，支腿采用[180制作而成；底盤四周設有高度為130mm的Φ15絲杠等。該設計結構大大提高了底盤的穩定性，防止了因鋼絲繩滾筒旋轉過快而帶來的底盤運動；進一步保護轉盤，為轉盤提供強有力的支撐；支腿底盤防止了整體結構在松軟地面的下沉。

（2）轉盤。轉盤由圓盤、中心轉軸、軸承、軸承座、加強筋、上板、下板等裝置組成。軸承座的底端與底盤固定連接，并通過底板將軸承座固定在底座上，定位套裝在軸承座內，轉軸通過軸承座上下設置的軸承支撐在軸承座上，頂板固定在轉盤的上端，定位壓蓋通過螺釘固定在轉軸的下端。該軸承具有結構緊湊、重量輕、結構剛性好、運轉平穩、精度高、安全可靠等特點，可以同時承受軸向力、徑向力、傾覆力矩，是承受重負荷、低轉速的理想部件。

（3）導向制動裝置。由Φ380、Φ210 2個導向滑輪、滑輪支架組成，下端設計推力軸承作為其萬向轉向裝置，滑輪與銷軸之間可以實現自由運動，亦可通過鎖扣把滑輪固定在固定位置，實現鋼絲繩的各種導向運轉；導向位置下端用長度為600mm的[80、豎軸、支架、銷軸、橡膠固定盤、橡膠塊等部件連接制作而成。該結構可以在鋼絲繩拉伸力、成卷鋼絲繩重力以及導向制動裝置的共同作用下實現放繩。

（4）繩頭取出裝置。采用長度為350mm的Φ30絲杠、Φ16圓鋼旋轉頭、方鐵支架、Φ50銷軸等裝置設計而成。當連接器與鋼絲繩連接部位切割后，把連接器用銷軸端固定，另一端通過絲杠擠壓楔塊的方式，把楔塊、舊鋼絲繩繩頭頂出，該裝置設計合理，操作簡便，省時省力，避免了錘砸、人摔所帶來的安全隱患。

3．2 收鋼絲繩旋轉籠

（1）底盤由橫向長度為2200mm的[140與豎向寬度為1900mm的[180按照如圖的結構設計而成；橫向槽鋼的下端焊接中間間距為1000的2塊[180，作為叉車叉刀的運輸穩定裝置；四周設有離地200mm的由槽鋼、圓盤結構制作的支腿；中間槽鋼加固部位設有加強筋板做支撐等。該設計方案大大增加了底盤的穩定性，加厚槽鋼的設計為旋轉底盤轉動提供了強有力的保障，叉刀固定的設置保證了其運輸的安全穩定性。

（2）旋轉底盤：整體采用對稱的2個大小相同的旋轉底盤組成，底盤采用[60圈制而成，其直徑為1850mm，中間設有6道方管橫梁；中間轉軸部位設在豎向槽鋼的中間部位，采用軸承、軸承支架、銷軸、連接盤等裝置組成，離地高度280mm;方管橫梁外側部位設有倒角旋轉籠防移位裝置。該底盤采用槽鋼熱拉彎工藝，從而實現外形和協調準確度要求，厚度變薄及厚度均勻性的嚴格要求，以及零部件參與應力低，材料微觀組織穩定的要求，避免了因局部過度變薄、不均衡而產生的旋轉阻力，保證了整體結構旋轉的流暢性。

（3）旋轉籠：整體由Φ24的圓鋼設計制作而成，其整體結構如圖1所示，下端直徑D=1750，中間孔直徑D=600，上端開口直徑D=900，整體高度H=2300mm；四周均布12根圓鋼作為有效支撐。旋轉籠亦采用Φ24的圓鋼熱拉彎而成，保證了整體結構的均衡性；上開口大，中間開口小，為鋼絲繩入籠提供了便捷性，入籠后的鋼絲繩在重力的作用下實現旋轉籠的自行轉動；多根豎向圓鋼的設計，進一步提高了旋轉籠的穩定性，防止了鋼絲繩的出滑，并為其轉動提供動力。

圖1 收鋼絲繩旋轉籠

4 使用效果

以現有20臺門機計算，每年每臺門機平均更換起升鋼絲繩3次，年節約資金60萬余元。

（1）克服了現有更換起升鋼絲繩需要多人及輔助設備完成、工作量大、耗用時間長、工作強度高、占用的資源多等缺點，不需要人力拉繩，不需要其它輔助設備，降低了勞動強度，節約了時間，使用上述裝置可提高工效2～3倍。

（2）新型鋼絲繩收放裝置的投入使用，使換2根起升鋼絲繩停機時間由原來的1天縮短到2～3h，更換人員由原來的7～8個人（門機調整鋼絲繩滾筒的高度，叉車拖拽，2人配合門機放鋼絲繩，1人測量長度，1人收繩，2人在門機機房配合，需8個人完成操作，操作十分繁瑣，工作效率低，耗用大量的人力物力）減少到3～4個人，不僅大大縮短了更換停機的時間，節省了人力、物力，減少了維修費用，而且保證了更換過程的可靠安全，節省了成本。圖2為放鋼絲繩裝置圖。

圖2 放鋼絲繩裝置

（3）本使用新型大大提高了連接器繩頭的取出效率，糾正了鋼絲繩的尺寸誤差，避免了鋼絲繩測量不準造成的鋼絲繩浪費現象，裝卸簡易，靈活方便；避免鋼絲繩拖拽過快引起的打結、污染、損壞問題，增加了鋼絲繩的使用壽命，防止了長期使用粘有污物的鋼絲繩與滑輪、卷筒相對運動，而帶來的附屬裝置磨損，節省了人力，降低物力消耗，操作簡單。

（4）盤結整齊的廢舊鋼絲繩，大小趨于一致，碼垛整齊美觀，裝卸方便，大大節省碼放空間。

5 制定鞏固措施

根據新型鋼絲繩收放裝置的使用特點，結合門機更換起升鋼絲繩的整個過程中所需要注意的事項及操作使用指南，經過仔細調研，制定了鋼絲繩收放裝置使用操作指南，確保作業安全、規范。

6 結語

新型鋼絲繩收放裝置的設計應用是實施港口節能降耗管理的基礎環節，也是實施綠色港口的前提條件。我港獨特的生產情況和得天獨厚的資源，為新型鋼絲繩的投入使用提供了有力的保證，也是其未來的發展趨勢，是集約化生產工藝提高的目標，是適應新型港口發展的需要，有利于更好地進行工藝的規范化管理。綜合一段時間的應用情況來看，我們認為本項研究獲得的各項研究成果科學合理、先進，在實際應用中是可行的，效果明顯，應用前景廣闊。