天津碼頭取料機俯仰油缸更換工藝

張海洋

中交一航局安裝工程有限公司 天津 300457

1 工程概述

天津碼頭取料機俯仰液壓缸出現不同程度外泄，并且在作業中也出現了自落現象，俯仰液壓缸已無法正常使用，存在較大安全隱患以及環境污染，需對此取料機俯仰液壓缸進行升級改造并更換，主要包括對取料機俯仰液壓缸的舊液壓缸拆卸、倒運、新液壓缸的安裝、調試、試運行。

2 工程特點

本項目的施工區域與生產區域重疊，施工進度受生產計劃的制約。我方在進行施工時，提前進行停機申請，在對應皮帶機停止作業后進行施工，我方將合理安排施工順序，統籌安排，按時完成此項目。同時將根據實際情況合理安排人員施工，做好連續施工準備，縮短停機時間，有效節約業主生產停機時間。

本項目涉及高空作業、動火作業等特種作業，施工現場安全風險管控尤為重要。我方在改造過程中將嚴格按照天津碼頭同場作業相關管理規定執行，以保障現場人員、機械、設備安全。

設備的因素有：產品的工作效率、使用壽命和便于維護等方面。結合現場的特點，對設備選型時，綜合考慮產品質量的可靠性、穩定性和適應性，選用國內外知名品牌的優質產品，確保所有設備的技術性能均符合技術要求，所選用的設備具有良好的兼容性、通用性和一致性，能與原系統很好的融合。

3 施工方案

3.1 施工順序

施工前準備，搭建作業平臺和工裝焊接→拆除、安裝左側俯仰油缸→拆除、安裝右側俯仰油缸→安裝配重下護罩與配重塊→設備調試、清理現場。

3.2 工具配備

300t千斤頂1臺；500t千斤頂1臺；二保焊1臺；氣割1套；電焊機1臺；撞錘1套；力矩扳手1把；活動扳手2把；呆扳手、梅花扳手各2把；手錘2把；大錘2把；直磨機1臺；鉸刀1把；游標卡尺1把；腳手架若干；腳手板若干；撬棍2把；φ28*8鋼絲繩4根；5噸吊帶2根；卡環、φ18鋼絲繩若干；自制工裝2套（用于拆卸俯仰油缸銷）。

3.3 車輛安排

200t吊車；80噸吊車；50噸吊車；25噸吊車；16t叉車；板車；雙排車。

3.4 物料配備

螺栓松動劑若干；砂紙若干；擦機布若干；潤滑脂若干；防塵布若干。

3.5 人員安排

人員配置：包括技術員1名；安全員1名；起重工；電焊工；鉗工；油漆工；普工；電工。

4 施工工藝

4.1 施工現場準備

（1）進行施工人員三級安全教育，召開項目交底會及安全告知活前會，辦理吊裝許可證、動火許可證等。

（2）劃定施工區域，清理周圍場地，布置工具、工裝、輔材、安全防護材料存放區域，并設置隔離帶和懸掛警示標志。

（3）將取料機停放到指定位置，旋轉至滿足施工的角度，使臂架與皮帶線成90°夾角水平放置，確定懸臂支架安裝位置及高度，錨定堆料機回轉，焊接回轉止檔，錨定堆料機行走臺車，增加鐵鞋固定。

4.2 支撐懸臂、加固懸臂撐桿。

（1）在預定地面支撐懸臂支架的位置，鋪設鋼板，提供有力支撐，保持水平角度，防止地面受力導致臂架下沉。懸臂支架示意圖見下圖：

（2）懸臂頭部拉鎖下方與中部拉鎖下方分別架設懸臂支架，支臂架由50噸吊車配合在臂架下方指定位置立起支架。使支架中支于懸臂兩側型鋼的立筋上，并用道木找平。用鋼絲繩將支撐架與懸臂進行固定，用倒鏈將固定鋼絲繩與懸臂鎖死，防止溜滑、晃動。支架支撐點見下圖：

（3）拆除配重

①選用50噸吊車，采用吊籠載人方式拆除連接螺栓，先拆除配重防護罩連接螺栓，在將配重防護罩吊裝至指定地點。

②將吊索具連接至配重塊上，選用260噸吊車將取料機配重塊全部拆除。

③拆除配重過程中，應仔細觀察臂架彎曲及拉鎖鋼絲繩受力情況，如果彎曲不明顯且臂架結構異響嚴重，應立即停止，防止臂架變形。

（4）穩定機身。首先進行取料機錨固，將回轉機構進行鎖死。為防止在拆除斗輪平臺及懸臂前段時發生后仰傾覆，在中部俯仰拉繩位置增加配重。選用4組俯仰后配重塊（80噸的配重）作為地面固定端，配重放置在中部俯仰拉繩的正下方。經過計算，選用4個10噸倒鏈及4根Ф36鋼絲繩連接懸臂中部拉繩的吊點與地面配重塊，對懸臂后端進行封閉。為防止鋼絲繩對懸臂結構造成損傷，同時增加受力荷載面積，懸臂的吊點增加包角。

4.3 俯仰液壓缸更換

（1）接到施工通知后，將備品配件和所需工機具運到施工現場。

（2）通知操作司機將取料機行走至施工指定位置，將懸臂找準維修架位置，并將俯仰打到零位。

（3）檢測俯仰油缸壓力。

（4）利用公式算出需拆除配重的重量。

①計算公式為：△mg（L3+L4）=F油缸cosθL3

②計算公式為：F油缸=2（P無桿S有桿-P有桿S有桿）

公式解析為：L3為油缸支點到三腳架的距離，L4為油缸支點到配重中心的距離，H為絞點到俯仰平臺的距離，g取9.81N/Kg,θ為油缸與支架的夾角，由L3和H的數值經三角運算得出數值，如圖1所示：

圖1

（5）拆卸配重。

①利用吊車拆卸配重塊。

②拆卸過程中實時監控俯仰油缸壓力。

（6）聯系操作司機將懸臂落至維修架上，并固定。

（7）檢查整機狀況，是否有松動開焊情況，確保人員、設備安全。

（8）搭建作業平臺和工裝焊接，如圖2、3、4所示：

圖2

圖3

（9）拆除、安裝左側俯仰油缸。

①關閉油缸上四個截止閥，并對左側油缸泄壓。

②冷卻觀察，測量右側油缸壓力。

③固定油缸，如圖5所示：

④拆除上部銷軸，如圖6所示，對軸銷進行割除處理。

⑤打開左側油缸閥塊截止閥兩個，在液壓站操作將該側油缸縮至底部。

圖4

圖5

圖6

⑥將該側油缸系統泄壓，拆除該側油缸管路，并做防塵處理。

⑦拆除油缸底部銷軸，將舊油缸平穩放置地面，并做隔離防護。

⑧利用砂紙打磨清理上下軸套內部，并用游標卡尺測量軸套和軸銷直徑，確認是否符合裝配標準。

⑨新油缸吊裝就位，安裝下部銷軸（使用撞錘和銅棒）。

⑩管路安裝，利用液壓系統將油缸調至合適長度。安裝上部銷軸（使用撞錘和銅棒）。將新油缸進行排氣處理，確定液壓站油位是否正常，并將壓力調至預定壓力。

（10）右側俯仰油缸的更換工藝與左側相同，需要注意的是：①做好左右油缸油壓的區分，防止造成泄壓錯誤。②實時密切關注左側新油缸的工作壓力。

（11）將兩側油缸壓力調至預定的工作壓力。

（12）拆除工裝和臨時搭建的工作平臺，檢查有無影響大機動作的障礙物，并解除懸臂固定在維修架上的固定繩索。

（13）通知操作司機把懸皮抬至零位。

（14）安裝恢復配重，如圖7所示：

（15）拆除取料機上本次施工過程中的所有輔助設備，清理現場。

（16）調試和驗收，如圖8所示：

4.4 驗收調試

圖7

圖8

（1）表面驗收：檢查油缸表面是否有明顯裂痕和碰撞痕跡，各有口是否有防護密封板，有口絲牙是否有損壞，對緊固螺栓進行二次緊固。

（2）調試試運轉：被試液壓油缸在負荷工況下全程往復動作5次以上，檢查活塞動作是否平穩，活塞桿是否有劃痕和拉傷，可見密封是否有破損。

（3）耐壓試驗：在空負荷工況下，啟動增壓器，持續觀察油缸是否符合設計壓力和試驗壓力。

（4）泄漏試驗

①外泄露：在進行調試試運轉和耐壓試驗過程中，檢查活塞桿與導向套，導向套、缸底與法蘭等密封處是否存在泄露。

②內泄漏：與耐壓試驗結合進行，即在系統泄壓和保壓的情況下，查看單位時間內的壓力反饋，

（5）緩沖試驗：使油缸行至兩端位，往復多次，觀察緩沖效果。

4.5 驗收調試標準

（1）臂架在俯仰動作時應保持平穩，無異常沖擊、漏油和抖動現象，可以滿足輕微貨料的沖擊。

（2）在安裝過程中考充分慮熱脹冷縮的原理。

（3）檢查確定油缸內有無雜質。

（4）保障俯仰液壓油缸的平行度、垂直度和同心度的安裝要求。

5 結語

根據施工工藝，現場順利的進行了俯仰液壓油缸的更換工作，經過2個月的試運行，沒有出現滲油、泄露、異響等異常情況。