蘇東芳 侯杰

摘要：門式起重機(jī)載荷試驗(yàn)是起重機(jī)械安裝監(jiān)檢中極為重要的一環(huán)，是對(duì)起重機(jī)械各項(xiàng)性能的綜合檢驗(yàn)，傳統(tǒng)的門機(jī)載荷試驗(yàn)多采用鋼筋或混凝土試塊，運(yùn)輸難度大，成本較高。相較于使用傳統(tǒng)試塊進(jìn)行載荷試驗(yàn)，水袋注水法既經(jīng)濟(jì)又安全、環(huán)保。本文重點(diǎn)闡述了利用水袋注水法進(jìn)行門機(jī)載荷試驗(yàn)的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)及試驗(yàn)方法，為以后類似起重設(shè)備載荷試驗(yàn)提供參考。

Abstract： The gantry crane load test is an extremely important part of the hoisting machinery installation supervision. It is a comprehensive test of the performance of the hoisting machinery. The traditional gantry crane load test mostly uses steel or concrete test blocks， which is difficult to transport and high in cost. Compared with the traditional test block for load test， the water bag filling method is economical， safe and environmentally friendly. This paper focuses on the technical， economic evaluation and test methods of the gantry crane load test using the water bag filling method， which provides a reference for similar lifting equipment load test in the future.

關(guān)鍵詞：2×630kN門機(jī);水袋注水法;載荷試驗(yàn);應(yīng)用研究

Key words： 2×630kN gantry crane;water bag filling method;load test;application research

中圖分類號(hào)：U653.921? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-4311（2019）34-0113-02

1? 概述

察爾森水庫(kù)位于嫩江支流洮兒河中游、內(nèi)蒙古自治區(qū)科右前旗境內(nèi)，是一座以防洪、灌溉為主，結(jié)合發(fā)電、養(yǎng)殖等綜合利用的大Ⅰ型水庫(kù)，也是洮兒河干流上唯一一座控制性骨干工程。察爾森水庫(kù)溢洪道布置1臺(tái)2×630kN單向門機(jī)，軌上揚(yáng)程12m，總揚(yáng)程17m，軌距5m，主要負(fù)責(zé)3孔1扇12m×13m-12.45m溢洪道檢修閘門的啟閉。門機(jī)載荷試驗(yàn)是檢驗(yàn)起重機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量及安全性能綜合性的重要指標(biāo)，通過(guò)載荷試驗(yàn)可以檢測(cè)出門機(jī)的金屬結(jié)構(gòu)變形情況，以及門機(jī)各部位的焊接、裂紋、連接的損壞情況，門機(jī)在正式使用前必須要進(jìn)行載荷試驗(yàn)，載荷試驗(yàn)合格后，門機(jī)方可投入使用。察爾森水庫(kù)2×630kN門機(jī)由起升機(jī)構(gòu)、門架、大車行走機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)吊、液壓夾軌器、風(fēng)速儀、避雷裝置、司機(jī)室、供電裝置、門機(jī)軌道、電氣控制系統(tǒng)與附屬設(shè)備等組成。起升機(jī)構(gòu)額定起升容量為2×630kN，起升機(jī)構(gòu)雙吊點(diǎn)對(duì)稱布置，采用雙聯(lián)卷筒全封閉式傳動(dòng)。察爾森2×630kN單向門機(jī)載荷試驗(yàn)經(jīng)過(guò)方案比較、經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)、門機(jī)技術(shù)參數(shù)和水袋技術(shù)參數(shù)的計(jì)算和校核，最終采用了水袋注水法載荷試驗(yàn)的方法，并取得了成功。水袋注水法在電站軌距較大的橋式起重機(jī)載荷試驗(yàn)中有很好的應(yīng)用，但門機(jī)的軌距較小，水袋尺寸較大，目前還沒(méi)有得到廣泛的應(yīng)用。察爾森門機(jī)采用水袋作為承載裝置進(jìn)行試驗(yàn)，也是一個(gè)大膽的嘗試。下面將對(duì)察爾森2×630kN單向門機(jī)水袋注水法載荷試驗(yàn)的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)進(jìn)行評(píng)價(jià)，并對(duì)試驗(yàn)方法進(jìn)行詳細(xì)的敘述。

2? 傳統(tǒng)試塊法與水袋注水法方案比較及評(píng)價(jià)

2.1 傳統(tǒng)試塊法與水袋注水法技術(shù)比較與評(píng)價(jià)

根據(jù)GB/T5905-2011《起重機(jī)試驗(yàn)規(guī)范和程序》等國(guó)家相關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，在制造、改造和起重機(jī)的承載結(jié)構(gòu)或部件經(jīng)過(guò)修理后，首次投入使用的起重機(jī)，應(yīng)該驗(yàn)證起重機(jī)的性能。如果沒(méi)有特別要求，一般起重機(jī)靜載試驗(yàn)的試驗(yàn)載荷為1.25P，動(dòng)載試驗(yàn)的試驗(yàn)載荷為1.1P，特種設(shè)備安全技術(shù)規(guī)范還規(guī)定試驗(yàn)載荷的質(zhì)量誤差為±1%。這就給起重機(jī)的試驗(yàn)配重提出了較高要求。對(duì)一般小型起重機(jī)而言，配重不難解決，但對(duì)一些大型起重機(jī)，特別是偏遠(yuǎn)地區(qū)使用的大型起重機(jī)，如水電站用起重機(jī)，解決配重塊是一個(gè)較大的難題。

傳統(tǒng)的起重機(jī)試驗(yàn)配重多采用鋼筋或鋼板，現(xiàn)場(chǎng)滿足條件的也可以采用混凝土試塊。鋼筋或鋼板配重因現(xiàn)場(chǎng)的鋼筋直徑并不統(tǒng)一，即使同一尺寸，實(shí)際也會(huì)和標(biāo)稱值有出入，因此準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)成捆鋼筋重量比較困難;混凝土配重塊的密度、體積精度也難以達(dá)到±1%的要求。由于起重機(jī)的載荷限制器需要利用配重作調(diào)試，如果配重的重量不準(zhǔn)確，則載荷限制器調(diào)試的結(jié)果也不會(huì)準(zhǔn)確。

水袋注水法，是利用水袋作為承載裝置進(jìn)行載荷試驗(yàn)，水袋所用材料安全、無(wú)毒、環(huán)保，具有耐低溫、一定程度上耐腐蝕（海水）、耐油等特點(diǎn)。利用水袋進(jìn)行試驗(yàn)可以就地取水，使用后的水可以排放到業(yè)主指定的區(qū)域，也可以直接排放至河流中，不會(huì)造成水源的浪費(fèi)和污染，具有很高的環(huán)保性。如發(fā)生與其他方案相似的滑落及掉落事故，導(dǎo)致的最嚴(yán)重結(jié)果可能是水袋本體破裂，水從水袋中慢慢流出，可以給操作人員足夠的觀察反應(yīng)時(shí)間，不會(huì)造成人員傷亡及損壞現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的情況，具有更高的安全性。

2.2 傳統(tǒng)試塊法與水袋注水法經(jīng)濟(jì)比較與評(píng)價(jià)

起重機(jī)試驗(yàn)配重采取租賃成捆鋼筋或鋼板的，因工地現(xiàn)場(chǎng)無(wú)大量型號(hào)規(guī)格一致的材料，需要去市場(chǎng)上進(jìn)行租賃。對(duì)比較偏遠(yuǎn)的施工現(xiàn)場(chǎng)，除了高昂的租賃費(fèi)，大噸位的配重運(yùn)輸成本也是非?？捎^的。另外因起重量較大，鋼筋捆數(shù)較多，無(wú)法直接起吊，必須另設(shè)計(jì)一套吊具，用以擺放成捆鋼筋。而載荷試驗(yàn)是一次性的，故吊具也是一次性的，不能重復(fù)利用，造成浪費(fèi)。采取預(yù)制混凝土塊作為配重使用，雖然運(yùn)輸成本低，但試驗(yàn)后這些混凝土塊就失去了價(jià)值，變成了廢棄物，既浪費(fèi)又不環(huán)保。傳統(tǒng)試塊運(yùn)輸、裝卸、擺放，試驗(yàn)過(guò)程的調(diào)整等均需要大量的人員配合，一次試驗(yàn)投入成本較高，安全隱患也較多。

水袋注水法，水袋最大容量70t水，但空水袋自重只有600kg，且可折疊，同常規(guī)配重相比，運(yùn)輸成本大大降低，同時(shí)可就地取水和排水，又方便又經(jīng)濟(jì)實(shí)用。同時(shí)利用水袋進(jìn)行載荷試驗(yàn)，操作比較簡(jiǎn)便，使用少數(shù)人力即可完成試驗(yàn)。

3? 察爾森溢洪道門機(jī)水袋注水法載荷試驗(yàn)方案

3.1 溢洪道2×630kN單向門機(jī)水袋布置方案

根據(jù)溢洪道2×630kN單向門機(jī)的技術(shù)參數(shù)，試驗(yàn)前經(jīng)過(guò)對(duì)抓梁最大承重力的計(jì)算，利用抓梁起吊水袋可以完成本次載荷試驗(yàn)，2×630kN單向門機(jī)軌距跨距為5m，水袋最大直徑為4.9m，為了保證載荷試驗(yàn)時(shí)抓梁的平衡，選用4個(gè)容量為70t水袋成“一”字型懸掛于抓梁下方，4個(gè)70t水袋最大重量滿足額定載荷試驗(yàn)、靜載試驗(yàn)、動(dòng)載試驗(yàn)的載荷要求，最大重量的載荷試驗(yàn)為靜載試驗(yàn)，即額定起重量的1.25倍，為2×63t×1.25=157.5t。綜合考慮2×630kN單向門機(jī)的軌距、單個(gè)水袋最大直徑等技術(shù)參數(shù)，最終選取4個(gè)70t試重水袋來(lái)完成本次載荷試驗(yàn)。布置方案詳見圖1。

3.2 門機(jī)載荷試驗(yàn)前對(duì)門機(jī)各項(xiàng)機(jī)構(gòu)指標(biāo)檢查

①檢查門機(jī)裝配是否符合設(shè)計(jì)圖紙要求。

②檢查金屬結(jié)構(gòu)有無(wú)變形其聯(lián)接處是否松動(dòng)，鋼絲繩的纏繞是否正確及壓板緊固情況。

③檢查機(jī)械部分的安裝質(zhì)量。

1）起升機(jī)構(gòu)部分，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙對(duì)電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)器、減速器、高度限位器、荷載限制器等進(jìn)行檢查，其安裝應(yīng)正確。2）行走機(jī)構(gòu)部分，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙對(duì)電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)器、減速器、行程開關(guān)和緩沖器等進(jìn)行檢查，其安裝應(yīng)正確。3）門架部分，應(yīng)檢查其安裝質(zhì)量是否符合設(shè)計(jì)要求，各聯(lián)接處的螺栓應(yīng)按規(guī)定擰緊。4）限位裝置部分，應(yīng)按設(shè)計(jì)圖紙檢查，其安裝應(yīng)正確。5）門機(jī)電纜卷筒裝置，應(yīng)按設(shè)計(jì)圖紙檢查，其安裝方向應(yīng)正確。6）傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)是否靈活、固定連接是否可靠。7）制動(dòng)輪的裝配質(zhì)量應(yīng)符合要求。8）檢查車輪對(duì)軌道的間隙應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。

④檢查電氣部分的安裝質(zhì)量。

1）用兆歐表檢查電路系統(tǒng)和所有電氣設(shè)備的絕緣電阻。

2）對(duì)所有電機(jī)、電控設(shè)備及電氣零星件等作直觀檢查，各電路對(duì)地絕緣電阻應(yīng)大于0.5MΩ。

3.3 主要試驗(yàn)方法

載荷試驗(yàn)應(yīng)按空載試驗(yàn)、額載試驗(yàn)、靜載試驗(yàn)、動(dòng)載試驗(yàn)的順序進(jìn)行。

①空載試驗(yàn)：要求主動(dòng)輪應(yīng)在軌道全長(zhǎng)上接觸，起升機(jī)構(gòu)按總揚(yáng)程起降三次，每次間隔30分鐘，行走機(jī)構(gòu)沿軌道全長(zhǎng)往返三次，且無(wú)啃軌現(xiàn)象。空載試驗(yàn)是檢查各機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)情況，檢查各機(jī)構(gòu)工作時(shí)的準(zhǔn)確性和平穩(wěn)性?？蛰d試驗(yàn)合格后，進(jìn)行額載試驗(yàn)。

②額載試驗(yàn)：在指定的位置進(jìn)行，利用2×630kN門機(jī)抓梁成“一”字吊起4個(gè)70t試重水袋，為了保持抓梁的平衡，利用水泵先將水庫(kù)中的水同時(shí)注入中間2個(gè)水袋至31.5t，然后再同時(shí)注入兩側(cè)水袋至額定載荷，即：2×63t=126t，檢查主梁的跨中下?lián)隙?，額定載荷試驗(yàn)后門機(jī)不應(yīng)有裂紋、聯(lián)接松動(dòng)、構(gòu)件損壞等缺陷。各機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)正常，無(wú)啃軌和三條腿現(xiàn)象。額載試驗(yàn)合格后進(jìn)行靜載試驗(yàn)。

③靜載試驗(yàn)：靜載試驗(yàn)的目的是檢驗(yàn)門機(jī)各部件和金屬結(jié)構(gòu)的承載能力，靜載試驗(yàn)的注水順序同額定載荷試驗(yàn)的注水順序一樣，先往中間兩個(gè)70t試重水袋同時(shí)注入39.375t水，然后再同時(shí)注入兩側(cè)水袋至額定載荷的1.25倍，即：2×63t×1.25=157.5t，離開地面150mm，停懸不少于10分鐘，然后將水袋中的水放回庫(kù)區(qū)，檢查門架有無(wú)永久變形，如此重復(fù)最多三次門架不應(yīng)產(chǎn)生永久性變形，電氣裝置無(wú)異?，F(xiàn)象。門機(jī)無(wú)裂紋、聯(lián)接松動(dòng)、構(gòu)件損壞等影響起重機(jī)性能。靜載試驗(yàn)合格后進(jìn)行動(dòng)載試驗(yàn)。

④動(dòng)載試驗(yàn)：動(dòng)載試驗(yàn)的目的主要是檢查門機(jī)各機(jī)構(gòu)及其制動(dòng)器的工作性能，動(dòng)載試驗(yàn)的注水順序同額定載荷試驗(yàn)的注水順序一樣，先往中間兩個(gè)70t試重水袋同時(shí)注入34.65t水，然后再同時(shí)注入兩側(cè)水袋至額定載荷的1.1倍時(shí)，即：2×63t×1.1=138.6t，門機(jī)進(jìn)行起升、制動(dòng)、大車運(yùn)行的試驗(yàn)，試驗(yàn)時(shí)間不少于一小時(shí)。動(dòng)載試驗(yàn)過(guò)程中門機(jī)各機(jī)構(gòu)應(yīng)動(dòng)作靈敏，工作平穩(wěn)可靠，各限位開關(guān)，安全裝置應(yīng)動(dòng)作準(zhǔn)確可靠，動(dòng)載試驗(yàn)結(jié)束后各零部件無(wú)裂紋等損壞現(xiàn)象，各聯(lián)接處無(wú)松動(dòng)。

⑤按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求，做好每一步驟試驗(yàn)結(jié)果的詳細(xì)記錄。

4? 小結(jié)

對(duì)于起重機(jī)采用何種載荷試驗(yàn)方法，應(yīng)根據(jù)工程位置、周邊環(huán)境、設(shè)備性能參數(shù)，經(jīng)技術(shù)評(píng)價(jià)和經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)后，選取性價(jià)比較高的試驗(yàn)方式。察爾森溢洪道門式起重機(jī)利用水袋作為承載裝置不僅達(dá)到了試驗(yàn)?zāi)康?，還有效解決了傳統(tǒng)載重負(fù)荷的弊端，拓寬了門式起重機(jī)載荷試驗(yàn)負(fù)荷選擇的范圍，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了良好的經(jīng)濟(jì)效益，符合新時(shí)代安全、環(huán)保的科技創(chuàng)新理念，為今后同類型的門式啟閉機(jī)載荷試驗(yàn)提供了參考。

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