羅世兵 宋 典

上海振華重工(集團(tuán))股份有限公司

1 引言

門(mén)座起重機(jī)(以下簡(jiǎn)稱門(mén)機(jī))是一種傳統(tǒng)型起重機(jī)械，以其低成本、高效率、機(jī)動(dòng)靈活、通用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)在各個(gè)港口船廠及碼頭得到廣泛的應(yīng)用。門(mén)機(jī)在實(shí)際使用中，由于轉(zhuǎn)運(yùn)或轉(zhuǎn)場(chǎng)作業(yè)要求，經(jīng)常需要大車(chē)行走機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)90°后繼續(xù)行走和作業(yè)。

大車(chē)行走機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)操作，傳統(tǒng)的方法是在大車(chē)行走機(jī)構(gòu)與起重機(jī)門(mén)腿連接法蘭處布置1個(gè)旋轉(zhuǎn)鉸軸，大車(chē)大平衡鉸點(diǎn)兩側(cè)各布置1個(gè)頂升點(diǎn)，通過(guò)2個(gè)千斤頂將整機(jī)的其中1個(gè)支腿頂升起來(lái)，使大車(chē)行走機(jī)構(gòu)車(chē)輪離開(kāi)軌道面一定距離后，手動(dòng)旋轉(zhuǎn)大車(chē)行走機(jī)構(gòu)90°，落軌后再連接大車(chē)行走機(jī)構(gòu)與門(mén)腿之間的法蘭連接螺栓[1]。這種操作存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)和隱患，會(huì)耗費(fèi)大量的時(shí)間和人力。

在大型船廠布置有十字交叉形網(wǎng)格狀軌道的作業(yè)場(chǎng)所，需要經(jīng)常性地進(jìn)行換向操作，為了提高勞動(dòng)效率、降低人工勞動(dòng)強(qiáng)度，開(kāi)發(fā)出了一種新型電動(dòng)旋轉(zhuǎn)的大車(chē)行走機(jī)構(gòu)。

2 新型電動(dòng)旋轉(zhuǎn)行走機(jī)構(gòu)的組成

新型電動(dòng)旋轉(zhuǎn)行走機(jī)構(gòu)由驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、鏈條、關(guān)節(jié)軸承、從動(dòng)鏈輪、頂升軸、頂升油缸、頂升底座、滑塊連接板、頂升推力軸承、上滑塊、下滑塊等部件組成(見(jiàn)圖1)。

1.驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 2.鏈條 3.關(guān)節(jié)軸承 4.從動(dòng)鏈輪 5.頂升軸 6.頂升油缸 7.頂升底座 8.滑塊連接板 9.頂升推力軸承 10.上滑塊 11.下滑塊圖1 電動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)組成

新型電動(dòng)旋轉(zhuǎn)行走機(jī)構(gòu)采用豎向頂升軸通過(guò)關(guān)節(jié)軸承與門(mén)架支腿連接，可以有效避免由于軌道不平產(chǎn)生的大平衡梁轉(zhuǎn)動(dòng)，并可傳遞水平方向的大車(chē)驅(qū)動(dòng)力。頂升軸下部連接頂升油缸，用于提起或降下頂升底座。頂升軸上下部位與行走機(jī)構(gòu)、大平衡梁之間采用銅套隔開(kāi)，保證頂升軸與行走機(jī)構(gòu)、大平衡梁之間不會(huì)產(chǎn)生水平方向的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。

行走機(jī)構(gòu)大平衡梁上布置有一套驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，它由減速電機(jī)和驅(qū)動(dòng)鏈輪組成，可通過(guò)鏈條驅(qū)動(dòng)頂升軸上的從動(dòng)鏈輪，從而使平衡梁與頂升軸之間產(chǎn)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。頂升時(shí)可通過(guò)頂升底座支撐于軌道上，頂升軸與大平衡梁之間相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，保證大車(chē)轉(zhuǎn)向時(shí)平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)。

在門(mén)架支腿底板下方布置有滑塊連接板，它與頂升軸之間可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。在滑塊連接板與大平衡梁之間布置了上滑塊和下滑塊，其中上滑塊固定于滑塊連接板上，下滑塊固定于大平衡梁上。上、下滑塊之間為球面接觸，可相對(duì)滑移，在消除由于軌道不平整引起的大車(chē)行走機(jī)構(gòu)微小轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，還可防止大車(chē)朝垂直軌道方向的傾覆。門(mén)架支腿底板上均布有4塊頂升板，保證大車(chē)旋轉(zhuǎn)90°后仍然可與滑塊連接板接觸。

3 新型電動(dòng)旋轉(zhuǎn)行走機(jī)構(gòu)的工作原理

當(dāng)門(mén)機(jī)正常行走時(shí)(見(jiàn)圖1)，頂升油缸收至最短，提起頂升底座使其離開(kāi)軌道80 mm，門(mén)架支腿底板與滑塊連接板貼合(見(jiàn)Ⅲ部放大圖)，支腿力通過(guò)上滑塊、下滑塊、大平衡梁及大車(chē)車(chē)輪等傳遞至軌道上。大車(chē)前進(jìn)方向的水平力由關(guān)節(jié)軸承承受，軌道不平整所引起的大平衡梁轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)上滑塊和下滑塊之間的滑移及關(guān)節(jié)軸承的轉(zhuǎn)動(dòng)消除，從而保證大車(chē)行走時(shí)既可承受門(mén)架支腿壓力，也可抵消大車(chē)行走時(shí)由于軌道不平而使平衡梁轉(zhuǎn)動(dòng)的影響。

此時(shí)頂升油缸在重力作用下下落，使頂升軸上部與門(mén)架支腿之間分離間隙為5 mm(見(jiàn)I部放大圖)，頂升軸下部的頂升推力軸承與大平衡梁分離間隙為15 mm(見(jiàn)Ⅱ部放大圖)。

當(dāng)門(mén)機(jī)需要頂升轉(zhuǎn)向時(shí)(見(jiàn)圖2)，行走至十字交叉軌道位置，通過(guò)大車(chē)穩(wěn)定裝置將各級(jí)平衡梁及臺(tái)車(chē)之間連接起來(lái)，使整個(gè)大車(chē)行走機(jī)構(gòu)各鉸點(diǎn)處無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)。開(kāi)啟液壓系統(tǒng)，伸長(zhǎng)頂升油缸(行程200 mm)，使頂升底座下落80 mm支撐于軌道上。繼續(xù)伸長(zhǎng)頂升油缸，使大車(chē)車(chē)輪脫離軌道，大平衡梁在自重作用下下落，與頂升推力軸承貼合(見(jiàn)Ⅱ部放大圖)，頂升軸上部與門(mén)架支腿底板貼合(見(jiàn)I部放大圖)。此時(shí)頂升軸承受整個(gè)門(mén)架支腿壓力，大車(chē)自重由頂升推力軸承承受，滑塊連接板脫離門(mén)架支腿底板10 mm(見(jiàn)Ⅲ部放大圖)。

1.驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 2.鏈條 3.關(guān)節(jié)軸承 4.從動(dòng)鏈輪 5.頂升軸 6.頂升油缸 7.頂升底座 8.滑塊連接板 9.頂升推力軸承 10.上滑塊 11.下滑塊圖2 頂升狀態(tài)圖

啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，通過(guò)由減速電機(jī)帶動(dòng)鏈條驅(qū)動(dòng)頂升軸，使頂升軸與大車(chē)平衡梁之間產(chǎn)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使大平衡梁旋轉(zhuǎn)90°。操作液壓系統(tǒng)收縮頂升油缸，使大車(chē)車(chē)輪落在90°方向上的軌道上，并提起頂升底座。至此完成大車(chē)行走機(jī)構(gòu)的整個(gè)旋轉(zhuǎn)動(dòng)作，可以繼續(xù)行走和作業(yè)。

4 新型電動(dòng)旋轉(zhuǎn)行走機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及優(yōu)勢(shì)

新型電動(dòng)旋轉(zhuǎn)行走機(jī)構(gòu)在公司新生產(chǎn)的300 t單臂架門(mén)座起重機(jī)上進(jìn)行了首次應(yīng)用。通過(guò)實(shí)際運(yùn)行，電動(dòng)旋轉(zhuǎn)行走機(jī)構(gòu)運(yùn)行平穩(wěn)，動(dòng)作精準(zhǔn)到位，各項(xiàng)性能指標(biāo)符合設(shè)計(jì)要求，達(dá)到了預(yù)期效果，驗(yàn)證了此技術(shù)的可行性及其技術(shù)的進(jìn)步性。與傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向方式相比，新型電動(dòng)旋轉(zhuǎn)行走機(jī)構(gòu)具有以下優(yōu)勢(shì)：

(1)新型電動(dòng)旋轉(zhuǎn)行走機(jī)構(gòu)采用減速電機(jī)驅(qū)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)其旋轉(zhuǎn)，采用行走機(jī)自帶的油缸來(lái)實(shí)現(xiàn)其頂升，無(wú)需額外增加其他的設(shè)施和裝備，可以快速、準(zhǔn)確地進(jìn)行定位和操作。

(2)新型電動(dòng)旋轉(zhuǎn)行走機(jī)構(gòu)不用人力驅(qū)動(dòng)，操作過(guò)程中不用拆裝螺栓，一人即可完成整個(gè)大車(chē)行走機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)向工作，不但提高了工作效率，而且降低了人工勞動(dòng)強(qiáng)度和安全風(fēng)險(xiǎn)。

(3)傳統(tǒng)行走機(jī)構(gòu)頂升只能單支腿逐個(gè)操作，新型電動(dòng)旋轉(zhuǎn)行走機(jī)構(gòu)可以將臂架旋轉(zhuǎn)到最有利位置后，同側(cè)兩支腿同時(shí)操作，大大減少行走換向的操作時(shí)間。

5 結(jié)語(yǔ)

新型電動(dòng)旋轉(zhuǎn)行走機(jī)構(gòu)與傳統(tǒng)的手動(dòng)旋轉(zhuǎn)操作相比，具有快速、安全、高效等優(yōu)勢(shì)。經(jīng)過(guò)用戶的實(shí)際應(yīng)用，取得了良好效果，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益，在起重機(jī)行業(yè)中具有一定的推廣意義，對(duì)后期的起重機(jī)設(shè)計(jì)有積極的參考價(jià)值。