陳遠(yuǎn)剛,黃向榮
(招商局重工(深圳)有限公司,深圳 518054)
工程船拋錨、收錨工作頻繁,并且在使用過(guò)程當(dāng)中會(huì)有瞬間猛烈沖擊,使鋼絲繩與導(dǎo)纜器搖臂前端的固定圓鋼產(chǎn)生硬摩擦,造成鋼絲繩損壞或磨損,甚至在錨地系泊防臺(tái)時(shí)出現(xiàn)危險(xiǎn),因此要經(jīng)常維修保養(yǎng)和更換鋼絲繩。
本文通過(guò)對(duì)工作錨搖臂滑輪導(dǎo)纜器進(jìn)行優(yōu)化改造,把導(dǎo)纜器導(dǎo)出鋼絲繩的前端固定圓鋼改為滾動(dòng)套筒,并增加油嘴注油潤(rùn)滑,起到潤(rùn)滑保護(hù)鋼絲繩作用,延長(zhǎng)鋼絲繩的使用壽命,節(jié)省成本。
本文簡(jiǎn)述工作錨搖臂滑輪導(dǎo)纜器的優(yōu)化改造過(guò)程,分析設(shè)計(jì)、調(diào)試和實(shí)際使用過(guò)程中存在的主要問(wèn)題,并提出具有針對(duì)性的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案,以改善整個(gè)導(dǎo)纜器的使用性能,減少鋼絲繩的磨損。
某起重船共有8個(gè)工作錨,分別布置于首部左舷(2個(gè)),尾部左舷(2個(gè))、首部右舷(2個(gè)),尾部右舷(2個(gè)),某起重船工作錨導(dǎo)纜器布置見(jiàn)圖1。每個(gè)錨配有一個(gè)導(dǎo)纜器,錨頭連接鋼絲繩,鋼絲繩經(jīng)過(guò)導(dǎo)纜器再到絞車艙里的導(dǎo)纜滾輪,鋼絲繩的末端跟絞車滾筒連接。當(dāng)收錨時(shí),絞車滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)鋼絲繩回收,鋼絲繩前端經(jīng)過(guò)導(dǎo)纜器引導(dǎo)回收;當(dāng)拋錨時(shí),錨靠自身重量瞬間拉動(dòng)與其連接的鋼絲繩,鋼絲繩沿著導(dǎo)纜器出繩。不論是收錨還是拋錨,鋼絲繩都跟導(dǎo)纜器有充分的接觸,從而會(huì)產(chǎn)生摩擦。
優(yōu)化前,每個(gè)工作錨搖臂滑輪導(dǎo)纜器只有上下兩個(gè)滑輪,其前端是實(shí)心固定圓鋼,當(dāng)錨拉動(dòng)鋼絲繩運(yùn)動(dòng)時(shí),除了鋼絲繩正常上下擺動(dòng)與導(dǎo)纜器上下滑輪滾動(dòng)摩擦外,同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生很大的側(cè)向力,導(dǎo)致鋼絲繩與導(dǎo)纜器搖臂前端的圓鋼產(chǎn)生劇烈摩擦,需要調(diào)整船的位置才能正常拉動(dòng),不僅會(huì)導(dǎo)致圓鋼磨損及變形,甚至?xí)斐蓴嗔选?/p>
每組鋼絲繩的長(zhǎng)度達(dá)1 500 m以上,鋼絲繩的任何一處破損都會(huì)終結(jié)鋼絲繩的使用,需要全部換新,耗費(fèi)大量的人力、物力,因此需要對(duì)搖臂滑輪導(dǎo)纜器前端進(jìn)行優(yōu)化改造,延長(zhǎng)鋼絲繩的使用壽命。
優(yōu)化后,是在導(dǎo)纜器的前端增加兩側(cè)豎向的可轉(zhuǎn)動(dòng)的套筒及其連接支架、潤(rùn)滑結(jié)構(gòu),搖臂也重新設(shè)計(jì)。除了原來(lái)的上下兩個(gè)滑輪,在前端左右方向各增加有一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)滾柱,因此鋼絲繩不論是來(lái)自上下擺動(dòng)還是側(cè)向擠壓時(shí),都能夠保證鋼絲繩表面接觸點(diǎn)與其連接的機(jī)構(gòu)都產(chǎn)生滾動(dòng)摩擦,減少套筒與鋼絲繩的硬摩擦,起到保護(hù)鋼絲繩的作用。
導(dǎo)纜器搖臂除了本體以外,主要由4部分組成:
(1)前端防磨部分:防磨圓鋼及其連接板左右各一個(gè),優(yōu)化后防磨圓鋼改為防磨滾筒、上下連接板及支架、潤(rùn)滑油嘴;
(2)中端滑輪組部分:包括上下兩個(gè)滑輪及輪軸組成的滑輪組、上下蓋支架(由高強(qiáng)螺栓連接)、中間支架(與搖臂結(jié)構(gòu)連接)、及附屬連接高強(qiáng)螺栓組;
(3)搖臂:包括搖臂結(jié)構(gòu)及其連接螺栓等。搖臂前端與滑輪組支架焊接連接,保證強(qiáng)度;搖臂后端機(jī)加工軸孔,內(nèi)置賽龍布司,除了耐磨還能保證整個(gè)搖臂結(jié)構(gòu)與導(dǎo)纜器主導(dǎo)向輪軸精密配合連接,確保能跟隨導(dǎo)纜器轉(zhuǎn)動(dòng);
(4)沖洗裝置:包括不銹鋼沖洗管等附件,保證每次進(jìn)行拉錨過(guò)程當(dāng)中對(duì)鋼絲繩淤泥進(jìn)行及時(shí)清理,起到保護(hù)鋼絲繩作用。
導(dǎo)纜器優(yōu)化前結(jié)構(gòu)圖,如圖1所示。
圖1 工作錨搖臂滑輪導(dǎo)纜器優(yōu)化前結(jié)構(gòu)圖
(1)首先把影響施工的零部件清除,比如移除原來(lái)的沖洗管、注油管、磨損鋼絲繩的圓鋼及其部分連接板等;
(2)沖洗管、潤(rùn)滑油脂注入管,以及相應(yīng)的旋入螺紋接頭參照原樣換新;
(3)因?yàn)閾u臂滑輪組原有大部分零部件需保留并回裝,故在拆卸原結(jié)構(gòu)時(shí)須做好編號(hào)標(biāo)記,并對(duì)其進(jìn)行妥善保管;
(4)原搖臂滑輪組零部件拆解后,須作除銹、涂漆、加注油脂等保養(yǎng)工作,部分零件要求做修復(fù);
(5)滑輪堆焊彌補(bǔ)磨損的部分,堆焊完成進(jìn)行光車修復(fù);更換銅布司,按加工圖紙加工并更換滑輪軸;
(6)清潔保留的零部件,加工完成換新零部件,購(gòu)買(mǎi)高強(qiáng)緊固件。完成后開(kāi)始組裝,先用高強(qiáng)螺栓將原有滑輪支架組裝完畢,然后將豎向套筒支撐架按圖安裝在原有滑輪支架上,并做適當(dāng)加強(qiáng)再焊接,最后整體上車床光車軸孔,軸孔加工精度滿足套筒配合尺寸;工作完成后,組裝滑輪組以及新增的豎向套筒;
(7)現(xiàn)場(chǎng)安裝滑輪組與搖臂,兩側(cè)搖臂之間的距離要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況確定,并根據(jù)該尺寸切割搖臂與滑輪組支架連接的槽口;搖臂與滑輪組安裝就位后,作適當(dāng)加強(qiáng)再焊接;
(8)安裝導(dǎo)纜器軸端限位板及其連接螺栓;
(9)做好涂裝工作;安裝沖洗管、潤(rùn)滑油脂注入管及旋入螺紋接頭等,并加注潤(rùn)滑油脂,保證套筒及搖臂能夠靈活轉(zhuǎn)動(dòng);
(10)進(jìn)行拉錨及收錨試驗(yàn)。在拉、收錨試驗(yàn)過(guò)程當(dāng)中,除了驗(yàn)證搖臂的強(qiáng)度外,根據(jù)不同工況記錄鋼絲繩與套筒之間的摩擦及觀察鋼絲繩表面效果。
優(yōu)化后布置及結(jié)構(gòu)圖,詳見(jiàn)圖2、圖3、圖4。
從圖2可知鋼絲繩的走向,搖臂滑輪組在鋼絲繩出繩前端,也就是錨鏈短節(jié)與鋼絲繩琵琶頭連接處附近,在10 t錨的重量下對(duì)鋼絲繩的拉力很大,會(huì)使鋼絲繩與套筒摩擦。由于套筒是可以滾動(dòng)的,再加上潤(rùn)滑系統(tǒng),這在很大程度上減少了摩損。
圖2 搖臂滑輪導(dǎo)纜器布置圖(側(cè)視圖)
從圖3及圖4可知,搖臂滑輪導(dǎo)纜器增加了豎向套筒及其支架固定,支架由高強(qiáng)不銹鋼螺栓連接,保證連接可靠的同時(shí)也能夠?yàn)楹罄m(xù)拆卸保養(yǎng)、維修帶來(lái)便利;豎向套筒固定支架(上端)和豎向套筒固定支架(下端),帶有旋入式螺紋接頭注油口給豎向套筒潤(rùn)滑,使其更加轉(zhuǎn)動(dòng)靈活,保證強(qiáng)度及使用。
圖3 搖臂滑輪導(dǎo)纜器結(jié)構(gòu)側(cè)視圖
圖4 搖臂滑輪導(dǎo)纜器結(jié)構(gòu)俯視圖
搖臂滑輪導(dǎo)纜器優(yōu)化改造完成后,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的作業(yè),在使用過(guò)程中鋼絲繩沒(méi)有出現(xiàn)磨損狀況,船東反饋此次改造應(yīng)用良好,值得推廣。具體好處體現(xiàn)在:
(1)套管與鋼絲繩摩擦改為滾動(dòng)摩擦,比起圓鋼硬摩擦起到保護(hù)鋼絲繩作用,能夠很大程度上延長(zhǎng)鋼絲繩使用壽命,節(jié)約成本;
(2)搖臂前端固定圓鋼優(yōu)化為可轉(zhuǎn)動(dòng)的高強(qiáng)套筒,結(jié)構(gòu)合理,方便拆卸更換;
(3)套管有油嘴注油,轉(zhuǎn)動(dòng)靈活,減少摩擦;
(4)套筒加工簡(jiǎn)單,更換方便,經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。