趙玉東,路春光,張富明,張建寶,周翠玉（1.曹妃甸實(shí)業(yè)港務(wù)有限公司,河北　唐山　06300;　.華北理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院,河北　唐山　063009）

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MQ4037門座式起重機(jī)安全負(fù)荷取力裝置的分析與改進(jìn)

趙玉東1,2,路春光2,張富明2,張建寶2,周翠玉2
（1.曹妃甸實(shí)業(yè)港務(wù)有限公司,河北唐山063200;2.華北理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院,河北唐山063009）

摘 要：MQ4037門座式起重機(jī)上岸卸船后，一直出現(xiàn)吊鉤工況稱重計(jì)量不準(zhǔn)確，抓斗工況計(jì)量誤差大；鋼絲繩損耗快；滑輪軸承易損壞的問題。本文對(duì)原有裝置進(jìn)行改造，有效的延長了鋼絲繩的使用壽命，限制了抓斗工況的超載問題，保證了設(shè)備的安全性。

關(guān)鍵詞：起重機(jī)；計(jì)量誤差；滑輪軸承；使用壽命

0　引言

MQ4037門座式起重機(jī)是港口碼頭裝卸貨物的常見大型設(shè)備，門座起重機(jī)是隨著港口事業(yè)的發(fā)展而發(fā)展起來的，門機(jī)大多沿碼頭面上的軌道行走，進(jìn)行件雜貨裝卸船作業(yè)[1-2]。該設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的好壞直接影響裝卸船的效率和起重安全性，甚至直接影響港口的經(jīng)濟(jì)效益。

然而MQ4037門座式起重機(jī)在開始使用初期，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些問題，如：不能對(duì)吊鉤工況進(jìn)行準(zhǔn)確稱重，以及起重機(jī)在抓斗時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)大幅度的計(jì)量誤差；在工作過程中鋼絲繩以及軸承的磨損加劇，導(dǎo)致使用壽命大幅度下降。本文通過對(duì)原負(fù)荷取力裝置的問題分析發(fā)現(xiàn)問題的所在之處，然后對(duì)復(fù)合取力裝置潤滑油路改造，并提出合理的改造方案，最后達(dá)到理想的預(yù)期效果[3]。

1　原門機(jī)超載取力裝置分析（圖1）

同一臺(tái)門機(jī)的支持繩作業(yè)量比開閉繩的作業(yè)量少了二分之一；門機(jī)在使用吊鉤吊裝件貨時(shí)，重量顯示器顯示準(zhǔn)確，但在使用抓斗抓取散貨礦石和煤炭時(shí)，重量傳感器的顯示值卻與實(shí)際相差甚遠(yuǎn)[4]。經(jīng)過對(duì)報(bào)廢后更換的鋼絲繩進(jìn)行檢查，以及對(duì)負(fù)荷取力滑輪組鋼絲繩折角進(jìn)行測量，發(fā)現(xiàn)了導(dǎo)致該問題的原因。

原負(fù)荷取力滑輪組采用左側(cè)一根軸，上面分別安裝左側(cè)的支持鋼絲繩和開閉鋼絲繩，右側(cè)一根軸，上面分別安裝左側(cè)的支持鋼絲繩和開閉鋼絲繩，分別通過兩個(gè)傳感器進(jìn)行測量的[5]。門機(jī)機(jī)器房內(nèi)支持鋼絲繩卷筒的安裝位置比開閉鋼絲繩卷筒的安裝位置原靠后，致使支持鋼絲繩的折角遠(yuǎn)大于開閉鋼絲繩的折角。

鋼絲繩的反復(fù)的S折彎是造成鋼絲繩磨損過快的主要因素，在設(shè)備的設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量避免或減小這種S彎，以延長鋼絲繩單繩作業(yè)量。

由圖3，圖4兩測算圖可見，支持鋼絲繩折角為23°，開閉繩折角為14°，支持繩折角比開閉繩折角大9°。這個(gè)9°的角度差，造成了支持鋼絲繩作業(yè)量比開閉繩作業(yè)量少了近一半。

起重量傳感器的計(jì)算起重總量的公式如下：

其中K由傳感器滑輪軸力臂決定。

（1）當(dāng)使用吊鉤吊運(yùn)卷鋼等件雜貨時(shí)：吊鉤的平衡結(jié)構(gòu)，四根鋼絲繩的受力均相同， F支持左=F開閉左=F開閉右=F支持右。稱重傳感器顯示的總受力F為F支持或開閉×（Sin23°+ Sin14°）K，而（Sin23°+ Sin14°）K為固定的數(shù)值，所以，在吊鉤使用時(shí)，稱重傳感器的顯示值與貨物的實(shí)際重量成線性比例關(guān)系。

（2）當(dāng)使用抓斗進(jìn)行散貨抓取時(shí)，F(xiàn)支持左=F支持右≠F開閉左=F開閉右，左側(cè)傳感器受壓力為（F支持左×Sin23°+F開閉右×Sin14°）K，由以上公式不難開出，存在兩個(gè)變量決定稱重傳感器所受壓力，故，稱重傳感器的測量顯示值不與貨物的實(shí)際重量成比例關(guān)系。這個(gè)非線性關(guān)系，造成了稱重傳感器測量卷鋼等件雜貨的顯示值準(zhǔn)確，而煤炭、礦石等散貨起重量誤差很大的奇怪現(xiàn)象。

2　稱重傳感器滑輪軸軸承損壞的分析

原稱重傳感器滑輪使用時(shí)，支持滑輪軸承室與開閉滑輪軸承室通過一個(gè)主油路以三通的類似形式分配到處[6]。受流體阻力的影響，潤滑脂只流向容易流動(dòng)的某一滑輪軸承室，另一軸承室一直處于少潤滑狀態(tài)，造成這個(gè)滑輪軸承的提前損壞。

3　對(duì)原負(fù)荷取力裝置改造方案

針對(duì)以上問題，制定以下改造方案[7]：

（1）將支持繩與開閉繩不同軸，減小支持繩的折角，以延長支持鋼絲繩的使用壽命。

（2）稱重顯示值由兩套電路對(duì)4個(gè)單獨(dú)的傳感器分別計(jì)算求和。假設(shè)，改造后支持鋼絲繩與垂直方向的夾角為A，開閉鋼絲繩與垂直方向的夾角為B，那么，稱重傳感器顯示值

通過補(bǔ)償電路的調(diào)整，使K支持×SinA= K開閉×SinB，不難看出，每個(gè)傳感器所受壓力分別與相對(duì)應(yīng)的每根鋼絲繩所受壓力值成同一比例關(guān)系，因此，使得無論是支持繩，或開閉繩，任何一根鋼絲繩受力改變，鋼絲繩的總受力和均比例改變。

（3）潤滑終端采用不同每個(gè)終端分別供油的方式潤滑，需要增加雙線分配器2個(gè)，能避免某兩個(gè)軸承室無潤滑脂的問題[8-9]。

改造后效果（圖7）：

（1）最終將支持鋼絲繩與垂線的夾角減小到16.25°，開閉鋼絲與垂線的夾角減少到12.84°。支持鋼絲繩作業(yè)量翻了一翻，鋼絲繩使用成本得到了很大的降低；

（2）煤炭、礦石等散貨抓取時(shí)的力矩限制值可靠準(zhǔn)確，保證了設(shè)備的安全，去除了散貨抓取超載無法計(jì)量造成的安全隱患。

（3）潤滑點(diǎn)增加了一對(duì)2路分配器，原來四個(gè)滑輪，只有兩個(gè)滑輪潤滑好，兩個(gè)滑輪軸承因潤滑不足損壞的問題得到解決（圖8）。

4　結(jié)論

通過門座式起重機(jī)在曹妃甸港口的實(shí)際應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)了該設(shè)備存在吊鉤工況稱重計(jì)量不準(zhǔn)，抓斗工況計(jì)量誤差大；鋼絲繩損耗快；滑輪軸承易損壞的問題。本文通過對(duì)原負(fù)荷取力裝置的問題分析，然后對(duì)復(fù)合取力裝置潤滑油路改造，并提出合理的改造方案，從而有效的解決了上述問題，提高了設(shè)備的使用壽命、作業(yè)精度和安全性，保證了港口設(shè)備的工作效率。

參考文獻(xiàn)：

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項(xiàng)目：唐山市科技計(jì)劃，唐山市電動(dòng)汽車重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)（12130201A-2）

作者簡介：趙玉東（1981-）,男，河北唐山人,碩士，工程師,研究方向：機(jī)電一體化技術(shù)。

DOI :10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.01.257