楊程杰 李小陽(yáng)
【摘要】門(mén)座式起重機(jī)小拉桿與平衡粱間鉸點(diǎn)軸承維修新方案,以神華黃驊港務(wù)有限責(zé)任公司MQ2533門(mén)機(jī)為例介紹小拉桿與平衡粱間鉸點(diǎn)軸承維修新方案。
【關(guān)鍵詞】門(mén)座式起重機(jī);小拉桿與平衡粱鉸點(diǎn);方案
神華黃驊港務(wù)有限責(zé)任公司門(mén)座式起重機(jī)小拉桿與臂架的鉸點(diǎn)軸承損壞,需要更換。
門(mén)座起重機(jī)部分參數(shù)如下:平衡架7.6噸,平衡架內(nèi)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(yè)面高度28米。
對(duì)40噸門(mén)座式起重機(jī)更換鉸點(diǎn)沒(méi)有先例,一般是參照16噸門(mén)座式起重機(jī)的施工方案,先將臂架用鋼絲繩與上轉(zhuǎn)柱連接,稱(chēng)掛大臂繩,再采用大噸位起重機(jī)吊住活配重,用另一臺(tái)吊車(chē)吊小拉桿,更換鉸點(diǎn)。實(shí)際情況是港區(qū)最大噸位的汽車(chē)起重機(jī)為70噸,碼頭為棧橋式碼頭更是無(wú)法承載大噸位汽車(chē)起重機(jī),兩者都無(wú)法滿足吊配重更換鉸點(diǎn)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(tái),更換鉸點(diǎn)的辦法。
最終確定改制配重?fù)螚U,簡(jiǎn)化臂架固定方法,用大噸位手拉葫蘆拉力配合變幅機(jī)構(gòu)固定臂架的方法。相比構(gòu)件重量增加和作業(yè)高度增加20米的情況下,機(jī)械和人工成本卻大幅減少,為港口裝卸機(jī)械大型化設(shè)備維修提供了新的成功的嘗試案例。
1、技術(shù)方案
1.1 準(zhǔn)備
1.1.1 備件:制作鉸點(diǎn)銷(xiāo)軸兩根備用圖號(hào):MQ2533HH-06-18,套筒4個(gè)圖號(hào)MQ2533HH-06-17.氈圈4個(gè)圖號(hào)MQ2533HH-06-15.透蓋4個(gè)圖號(hào):MQ2533HH-06-15.軸承2盤(pán),型號(hào):調(diào)心液子軸承22230(150*270*73)。油封:-12xΦ236/Φ262,羊毛氈;配重?fù)螚U兩根(見(jiàn)制作圖)
1.1.2 起重設(shè)備:50噸汽車(chē)起重機(jī);手拉葫蘆10噸2掛,25T卸扣4個(gè),2噸手拉葫蘆2個(gè)。
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(tái)兩個(gè),100T液壓油稿1個(gè),油稿門(mén)架兩個(gè)。
1.1.5 焊接設(shè)備:確保門(mén)機(jī)機(jī)房?jī)?nèi)的焊接設(shè)備良好,手把線、地線長(zhǎng)度20米以上;氧氣乙炔切割設(shè)備一套,線長(zhǎng):50米。
1.1.6 施工人員:共10人,有經(jīng)驗(yàn)的起重工1人,施工前1.5天通知施工方做好施工準(zhǔn)備。港方門(mén)機(jī)司機(jī)配合1人。
1.2 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性計(jì)算。更換小拉桿鉸點(diǎn)即是將門(mén)座起重機(jī)的平衡系統(tǒng)與臂架系統(tǒng)斷開(kāi)連接,整機(jī)的重心位置沒(méi)有變化,但平衡系統(tǒng)與臂架系統(tǒng)的平衡需要找到各自的平衡方法。為計(jì)算拆除小拉桿后臂架的平衡條件,特對(duì)臂架、象鼻梁、大拉桿和齒條作為整體進(jìn)行受力分析。如圖1所示:
A:臂架下鉸點(diǎn)
F大:大拉桿受力
S大:A點(diǎn)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(diǎn)與G合作用線垂直距離
F齒:變幅齒條拉力
S齒:A點(diǎn)與F齒作用線垂直距離
F導(dǎo):手拉葫蘆需要提供的拉力
S導(dǎo):A點(diǎn)與F導(dǎo)作用線的垂直距離
上述力對(duì)A點(diǎn)求力矩,根據(jù)力矩平衡得出如下公式:
F大×S大+F導(dǎo)×S導(dǎo)+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(dǎo)致的不平衡力,因此此次維修活動(dòng)按照1.5倍的安全系數(shù)選取2個(gè)10噸手拉葫蘆。
配重在此次維修過(guò)程中不作為主要受力點(diǎn),只需采用足夠強(qiáng)度的支撐,如圖所示把配重固定在適當(dāng)位置即可。
1.3 詳細(xì)施工方案
1.3.1 搭平臺(tái)
將門(mén)機(jī)變幅機(jī)構(gòu)收至最小幅度,臂架朝向陸側(cè),將在平衡架兩個(gè)側(cè)梁內(nèi)側(cè)鉸點(diǎn)的下方分別搭設(shè)一個(gè)1000mm×600mm的工作平臺(tái),并加裝護(hù)欄,護(hù)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(hù)措施。
1.3.2 架設(shè)配重?fù)螚U。檢查平衡架兩側(cè)梁下方與上轉(zhuǎn)柱立柱兩側(cè)對(duì)應(yīng)位置支座狀態(tài)無(wú)變形,焊縫無(wú)裂紋損傷;配重架上適當(dāng)位置掛2噸手拉葫蘆,配合50噸吊車(chē)吊撐桿安裝到配重和上轉(zhuǎn)柱鉸點(diǎn)孔內(nèi),穿銷(xiāo)軸固定,鉸點(diǎn)孔對(duì)正需門(mén)機(jī)變幅動(dòng)作調(diào)整。
1.3.3 臂架固定。臂架鉸點(diǎn)與人字架鉸點(diǎn)共計(jì)4個(gè)鉸點(diǎn),分別固定上25T卸扣,并用兩個(gè)10T手拉葫蘆分別固定在臂架鉸點(diǎn)與人字架鉸點(diǎn)。
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(cè)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(cè)焊接擋板與齒條上壓輪的距離預(yù)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(diǎn)軸。
1.3.5 拆除小拉桿上部鉸點(diǎn)銷(xiāo)軸。拆除鉸點(diǎn)處潤(rùn)滑油管、卡軸板螺栓和卡軸板,小拉桿上部?jī)摄q點(diǎn)處焊接100噸門(mén)型鎬座,放置100噸液壓千斤頂,適當(dāng)、交替調(diào)整門(mén)機(jī)變幅位置和起升卷?yè)P(yáng)負(fù)荷,頂銷(xiāo)軸松動(dòng)后,變幅制動(dòng)器手動(dòng)抱死,齒條架上焊接的止擋塞好墊板固定,卡在搖擺架兩側(cè),防止變幅制動(dòng)失效發(fā)生危險(xiǎn)。
注:因小拉桿因質(zhì)量較輕,角度位置調(diào)整比較容易,但拆卸時(shí)也容易造成鋼結(jié)構(gòu)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(wèn)拉住,以便調(diào)整拉桿與平衡粱軸線間的同心度,又可保證拆卸時(shí)小拉桿鋼結(jié)構(gòu)不變形。
繼續(xù)頂出銷(xiāo)軸,用卡軸板將銷(xiāo)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(diǎn)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(rùn)滑脂,安裝軸套、定位套、壓蓋。
1.3.7 安裝小拉桿上部鉸點(diǎn)銷(xiāo)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(diào)整位置,安裝小拉桿上鉸點(diǎn)銷(xiāo)軸、下部鉸點(diǎn)銷(xiāo)軸;安裝潤(rùn)滑油管。拆除工裝、涂裝、試車(chē)
拆除變幅齒條架上止擋,調(diào)整變幅拆除配重?fù)螚U,拆除千斤頂鎬座;拆除配重平衡梁內(nèi)側(cè)平臺(tái)。焊接部位打磨平順,涂裝油漆,環(huán)氧富鋅底漆和聚氨酯面漆各2遍。
試車(chē),各鉸點(diǎn)處運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)無(wú)異響和異常振動(dòng)。
2、應(yīng)用情況
2015年神華黃驊港務(wù)有限責(zé)任公司制造一部攜帶改制的撐桿和其他各種工裝器具,嚴(yán)格按施工方案,準(zhǔn)備各種配件、操作工屬具和機(jī)械設(shè)備,制定詳細(xì)施工程序和安全技術(shù)措施,施工中平臺(tái)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(xiàn)?,F(xiàn)場(chǎng)施工中門(mén)座起重機(jī)吊鉤吊掛轉(zhuǎn)盤(pán)吊耳,起升吊鉤吊至計(jì)算給出的17噸負(fù)荷后,手動(dòng)緊固制動(dòng)器,變幅齒條伸縮調(diào)整小拉桿受力很容易實(shí)現(xiàn),經(jīng)過(guò)手動(dòng)盤(pán)變幅制動(dòng)輪即可實(shí)現(xiàn)。施工方案給施工帶來(lái)極大方便,施工難度和安全性有較大提高。經(jīng)過(guò)3天緊張施工,順利完成小拉桿鉸點(diǎn)的更換任務(wù)。
3、實(shí)施效果
采取改制配重?fù)螚U支撐配重,搭建操作平臺(tái),更換鉸點(diǎn)的辦法。簡(jiǎn)化了臂架固定方法,比采用起重機(jī)持續(xù)吊住平衡配種的方法節(jié)省了吊車(chē)使用費(fèi)。用起升卷?yè)P(yáng)鋼絲繩拉力配合變幅機(jī)構(gòu)固定臂架的方法。臂架系統(tǒng)解除了平衡系統(tǒng)的連接,增加了起升鋼絲繩的束縛,使臂架系統(tǒng)在維修作業(yè)中更加穩(wěn)定安全,而且施工方法巧妙地利用了設(shè)備自有起升機(jī)構(gòu),為港口裝卸機(jī)械大型化設(shè)備維修提供了新的成功的嘗試案例。
改進(jìn)設(shè)計(jì)后不用吊車(chē)持續(xù)吊裝,且撐桿以后也可持續(xù)利用,施工安全方便,節(jié)約成本,為港口裝卸節(jié)省時(shí)間;撐桿穩(wěn)定安全性遠(yuǎn)比吊車(chē)高出很多,用撐桿搭設(shè)平臺(tái)作業(yè)方便。用吊車(chē)吊裝,對(duì)天氣等客觀因素要求很高,在吊車(chē)吊裝時(shí)需計(jì)算吊車(chē)吊裝位置,吊裝時(shí)如作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)有強(qiáng)風(fēng)吊裝重心點(diǎn)發(fā)生偏移,易導(dǎo)致平衡梁、小拉桿及臂架發(fā)生傾斜導(dǎo)致構(gòu)件應(yīng)力變形,易出現(xiàn)較大事故。而用配重?fù)螚U搭設(shè)平臺(tái)將鉸座焊接牢固之后則不會(huì)出現(xiàn)以上狀況,而且對(duì)強(qiáng)風(fēng)等天氣客觀因素要求降低;施工方法巧妙地利用了設(shè)備自有起升機(jī)構(gòu),用起升卷?yè)P(yáng)鋼絲繩拉力配合變幅機(jī)構(gòu)固定臂架的方法。臂架系統(tǒng)解除了平衡系統(tǒng)的連接,增加了起升鋼絲繩的束縛,即簡(jiǎn)化了臂架固定方法,又使臂架系統(tǒng)在維修作業(yè)中更加穩(wěn)定安全,為港口裝卸機(jī)械大型化設(shè)備維修提供了新的成功的嘗試案例。
施工方案對(duì)維修過(guò)程進(jìn)行了優(yōu)化,場(chǎng)內(nèi)制作和現(xiàn)場(chǎng)安裝搭接合理,減少了現(xiàn)場(chǎng)安裝工作量,從而壓縮了工期,減少了設(shè)備停機(jī)時(shí)間2天,具體效益分析如下:
產(chǎn)品制造成本:0.2萬(wàn)元
現(xiàn)場(chǎng)維修人工成本:10人*10小時(shí)/天*3天*20元/人*小時(shí)=6000合0.6萬(wàn)元
機(jī)械成本:0.4萬(wàn)元/臺(tái)班×3臺(tái)班=1.2萬(wàn)元
直接經(jīng)濟(jì)效益:正常維修費(fèi)約12萬(wàn)元12-0.2-0.6-1.2=10(萬(wàn)元)
節(jié)約人工費(fèi):10人*10小時(shí)/天*2天*20元/人*小時(shí)=4000合0.4萬(wàn)元
節(jié)約機(jī)械費(fèi):2臺(tái)班×0.4萬(wàn)元/臺(tái)班=0.8萬(wàn)元
工期效益:總效益90000000÷365天÷6臺(tái)門(mén)機(jī)=4.1萬(wàn)*2天=8.2萬(wàn)元
效益總計(jì):10+0.4+0.8+8.2=19.4萬(wàn)元。