黃驊港擴(kuò)容完善工程6000 t/h斗輪懸臂取料機(jī)安裝調(diào)試技術(shù)

張德全

（中交第一航務(wù)工程局有限公司，天津 300461）

1 工程概況

隨著我國(guó)專(zhuān)用煤碼頭的發(fā)展，斗輪懸臂取料機(jī)已經(jīng)被普遍采用，其各種性能也在不斷提高。黃驊港擴(kuò)容完善工程選用的斗輪懸臂取料機(jī)額定取料能力為6000 t/h，是目前國(guó)內(nèi)港口設(shè)備中額定取料能力最大的斗輪懸臂取料機(jī)。

1.1 主要機(jī)構(gòu)

設(shè)備中的機(jī)構(gòu)分為：走行機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、臂架俯仰機(jī)構(gòu)、斗輪機(jī)構(gòu)、臂架皮帶機(jī)構(gòu)、電纜卷取機(jī)構(gòu)、輔助機(jī)構(gòu)。機(jī)上配備有先進(jìn)的電氣控制系統(tǒng)，既能進(jìn)行手動(dòng)取料操作，也可進(jìn)行機(jī)側(cè)操作和半自動(dòng)操作，每一機(jī)構(gòu)配備有必要的安全檢測(cè)裝置和過(guò)載保護(hù)裝置，生產(chǎn)效率高。設(shè)有1個(gè)電氣室和1個(gè)司機(jī)室，全部操作和儀表顯示都設(shè)在司機(jī)室內(nèi)，本機(jī)同時(shí)配備噴水沖洗設(shè)備，每個(gè)轉(zhuǎn)送點(diǎn)也配備有噴水裝置，減少粉塵對(duì)環(huán)境的污染。

1.2 主要技術(shù)性能

最大取料能力：6700 t/h；額定取料能力：6000 t/h；平均取料能力：4320 t/h；走行速度：7～30m/min；基距：13m；軌距：10m；走行裝置總輪數(shù)：48輪，其中主動(dòng)輪24個(gè)；最大允許輪壓：工作時(shí)250 kN/輪；回轉(zhuǎn)半徑：50m；回轉(zhuǎn)角度：±170°；回轉(zhuǎn)速度：0.04～0.12 r/min；臂架俯仰速度：5m/min；臂架俯仰角度：-9.2°～+15.5°；臂架皮帶寬度：2000mm；臂架皮帶速度：5.2m/s；斗輪直徑：9.4 m；斗輪旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速：6 r/min；總裝機(jī)容量：約1100 kW；設(shè)備總重量：約1000 t。

2 工藝流程和施工準(zhǔn)備

2.1 工藝流程

斗輪取料機(jī)安裝工藝流程如圖1。

圖1 斗輪取料機(jī)安裝工藝流程圖

2.2 施工準(zhǔn)備

1）工程開(kāi)工前，編制詳細(xì)的施工組織設(shè)計(jì)方案，并經(jīng)審核通過(guò)后向施工班組進(jìn)行安裝方案交底和安全技術(shù)交底。安裝選用的起重機(jī)和吊裝用具經(jīng)維護(hù)保養(yǎng)后進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)。

2）施工道路暢通，臨時(shí)用電和水源接入安裝現(xiàn)場(chǎng)，組裝用鋼支墩加工完成運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)。施工場(chǎng)地應(yīng)平整寬闊，保證汽車(chē)運(yùn)輸和起重機(jī)吊裝作業(yè)要求，施工場(chǎng)地承受壓力應(yīng)滿足下列要求：

起重機(jī)正常作業(yè)場(chǎng)地承載壓力≥0.8（W1+W2）/S，t/m2。式中：W1為起重機(jī)自重，t；W2為起重物重量，t；S為起重機(jī)承載面積，m2。

地面組裝時(shí)支撐用鋼支墩承載的壓力≥W3/（X·S），t/m2。式中：W3為組裝件重量；X為鋼支墩數(shù)量；S為每個(gè)鋼支墩承載面積。

3）開(kāi)箱檢查和保管。設(shè)備運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)后安裝工程師應(yīng)及時(shí)向有關(guān)部門(mén)申報(bào)，在業(yè)主、監(jiān)理、制造廠等部門(mén)人員的見(jiàn)證下進(jìn)行開(kāi)箱檢查，并做記錄。主要檢查內(nèi)容如下：

①箱號(hào)、箱數(shù)及包裝情況；

②設(shè)備的名稱(chēng)、型號(hào)和規(guī)格；

③裝箱清單、設(shè)備技術(shù)文件、資料及專(zhuān)用工具；

④設(shè)備有無(wú)缺件，表面有無(wú)損壞和銹蝕等。

設(shè)備開(kāi)箱檢查結(jié)束后，應(yīng)妥善保管，不得使其變形、損壞、銹蝕、錯(cuò)亂或丟失。電氣設(shè)備、連接件和易損件應(yīng)進(jìn)入倉(cāng)庫(kù)保管，在安裝過(guò)程中按照?qǐng)D紙登記發(fā)放。

3 主體安裝

3.1 基礎(chǔ)復(fù)核放線

斗輪機(jī)軌道梁土建工程完成后進(jìn)行驗(yàn)收，根據(jù)施工組織設(shè)計(jì)在軌道梁上選擇80～100m作為安裝段。首先進(jìn)行放線，標(biāo)出設(shè)備安裝的中心線、基距和軌距在軌道上的4個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，復(fù)核測(cè)量這4點(diǎn)的標(biāo)高、基距、軌距及對(duì)角線，進(jìn)行精確調(diào)整，精度誤差應(yīng)滿足規(guī)范的要求。

3.2 走行機(jī)構(gòu)安裝

3.2.1 走行裝置安裝

走行機(jī)構(gòu)共計(jì)6組裝置，每組裝置8輪架，如圖2所示。其中1、2、3、4裝置單重為11.90 t，5、6裝置單重為14.33 t。

圖2 走行機(jī)構(gòu)布置圖

吊裝起重機(jī)選用QUY35 t履帶起重機(jī)，工作半徑5m，臂長(zhǎng)10m，額定起重載荷為20.75 t，安全系數(shù)為20.75/14.33=1.45。

根據(jù)計(jì)算選用4根D28mm×L5m的6×37+1鋼絲繩，破斷拉力為363 kN，鋼絲繩與走行裝置夾角β=65°，吊裝時(shí)單根鋼絲繩需承擔(dān)的拉力F＝G/4sinβ＝39.53 kN，安全系數(shù)為363/39.53=9.18。

走行裝置吊裝就位后用型鋼支架對(duì)其加固定位，以防止傾倒。復(fù)核測(cè)量安裝幾何尺寸、車(chē)輪的垂直度，確認(rèn)符合安裝技術(shù)文件要求后在每組裝置兩端車(chē)輪與軌道之間墊上軌道鐵靴，確保準(zhǔn)確無(wú)誤后吊裝平衡梁。

3.2.2 平衡梁安裝

連接走行裝置是2組平衡架和1組平衡梁，平衡架每組重量12.60 t，分別連接1、3和2、4走行裝置。吊裝起重機(jī)和鋼絲繩的選用與走行裝置相同。如圖3。

圖3 平衡架吊裝圖

平衡梁連接5、6走行裝置，平衡梁主體與支座共重16.10 t。吊裝起重機(jī)選用100 t全液壓汽車(chē)式起重機(jī)，工作半徑12m，臂長(zhǎng)18m，額定起重載荷為29.80 t，安全系數(shù)為29.80/16.10=1.85。選用2根D44mm×L20m的6×37+1鋼絲繩，安全系數(shù)為8.77。

3.3 門(mén)座架安裝

門(mén)座架重量為80.31 t，傳動(dòng)大齒圈和軸承重量為14.84 t，在工廠制造組裝成整體運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)，總重量為95.15 t。為減少設(shè)備在現(xiàn)場(chǎng)的二次倒運(yùn)，設(shè)備卸車(chē)時(shí)直接存放在起吊位置，如圖4。

圖4 門(mén)座架平面位置圖

吊裝起重機(jī)選用250 t履帶式起重機(jī)，工作半徑12m，臂長(zhǎng)18m，額定起重載荷為166.67 t，安全系數(shù)為166.67/95.15=1.75。如圖5。

圖5 門(mén)座架吊裝圖

根據(jù)計(jì)算選用4根D72mm×L10m的6×61+1鋼絲繩，破斷拉力為2640 kN，鋼絲繩與門(mén)座架平面夾角β=55°，吊裝時(shí)單根鋼絲繩需承擔(dān)的拉力F＝G/4 sinβ＝290.39 kN，安全系數(shù)為2641/290.39=9.09。

吊裝門(mén)座架就位后，支腿分別與平衡架和平衡梁連接，測(cè)量門(mén)座架上面的平面度，調(diào)整達(dá)到規(guī)范要求后緊固銷(xiāo)軸固定擋板。

3.4 回轉(zhuǎn)平臺(tái)安裝

回轉(zhuǎn)平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)焊接成整件，重量為79.33 t，兩套回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)計(jì)為臺(tái)車(chē)式，由電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)、制動(dòng)器、傳動(dòng)軸和小齒輪組成。

1）回轉(zhuǎn)平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)整體吊裝方法和吊裝門(mén)座架方法相同，為減少設(shè)備的進(jìn)出場(chǎng)費(fèi)用，同一臺(tái)起重機(jī)可以連續(xù)作業(yè)。經(jīng)計(jì)算起重機(jī)安全系數(shù)為2.10，鋼絲繩安全系數(shù)為8.80。

2）將回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置安裝在回轉(zhuǎn)平臺(tái)的回轉(zhuǎn)減速器位置上，并初調(diào)小齒輪與轉(zhuǎn)盤(pán)軸承外齒輪嚙合間隙及嚙合重合度，將法蘭與回轉(zhuǎn)平臺(tái)焊牢，再次精調(diào)，當(dāng)嚙合間隙為6．25mm，嚙合重合度≥90%后固定所有連接部位。

3.5 塔架安裝

塔架分別由底梁、立梁和斜梁組成，根據(jù)到貨分塊的狀態(tài)以及安裝起重機(jī)實(shí)際配備情況選擇組裝吊裝或分件吊裝，在本工程中采用分件吊裝方案，連接后高強(qiáng)螺栓進(jìn)行初擰，然后調(diào)整塔架中心線和垂直度，達(dá)到規(guī)范要求后再進(jìn)行高強(qiáng)螺栓終擰。塔架安裝完成后，吊裝電氣室至塔架后部平臺(tái)上并固定。

3.6 懸臂梁安裝

1）懸臂梁分3段運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)，安裝方案為地面組裝整體吊裝。每段懸臂梁兩端用鋼支墩支撐，懸臂梁和鋼支墩中間設(shè)置木板和液壓千斤頂以便于調(diào)整，組裝成整體后測(cè)量縱向中心線直線度、橫向水平度，用千斤頂進(jìn)行微調(diào)，偏差達(dá)到≤5mm后緊固全部連接高強(qiáng)螺栓。如圖6。

圖6 懸臂梁地面組裝圖

2）懸臂梁組裝完成后，總長(zhǎng)為51m，總重為69.35 t。為保證在吊裝過(guò)程中懸臂梁不變形，采用雙機(jī)抬吊方案。選用2臺(tái)200 t汽車(chē)起重機(jī)，工作半徑12m，起重機(jī)臂長(zhǎng)22.7m，額定起重載荷56.9 t，安全系數(shù)為6.9×0.7/69.35×0.5=1.15。每臺(tái)起重機(jī)選用4根D44mm×L20m，6×37+1鋼絲繩，安全系數(shù)為9.37。如圖7。

圖7 懸臂梁雙機(jī)抬吊位置圖

2臺(tái)汽車(chē)起重機(jī)抬吊過(guò)程中要保證同步起升，達(dá)到安裝高度后停止起升，緩慢旋轉(zhuǎn)起重機(jī)，懸臂梁后部連接銷(xiāo)孔對(duì)正，穿入銷(xiāo)軸。首先卸載后部一臺(tái)起重機(jī)，松鉤后退出，然后前端部起重機(jī)緩慢松鉤，將懸臂梁前端落在臨時(shí)支撐柱上。

3.7 斗輪機(jī)構(gòu)安裝

斗輪軸與斗輪體連接均采用脹套連接，在安裝時(shí)一定要確保接觸面的徹底清潔，不得涂潤(rùn)滑脂，要求每個(gè)螺栓的擰緊力矩達(dá)到設(shè)計(jì)要求，保證斗輪軸在垂直面內(nèi)傾角10°。

斗輪機(jī)構(gòu)采用液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，先將馬達(dá)和泵站安裝好，然后開(kāi)始布置液壓管路，將液壓管路經(jīng)過(guò)徹底清潔達(dá)標(biāo)后，方可調(diào)試液壓系統(tǒng)。

3.8 配重平衡系統(tǒng)安裝

配重平衡系統(tǒng)包括配重平衡架、液壓缸、配重箱和連接拉桿。首先吊裝平衡架，銷(xiāo)孔與塔架銷(xiāo)孔對(duì)正后穿入銷(xiāo)軸，然后安裝液壓缸；用兩臺(tái)起重機(jī)在懸臂梁兩側(cè)分別安裝連接拉桿，待全部銷(xiāo)軸傳入后固定所有銷(xiāo)軸擋板，此時(shí)配重平衡架與懸臂梁已完成連接。最后吊裝配重箱，按設(shè)計(jì)要求安裝配重塊。

3.9 懸臂皮帶機(jī)安裝

首先安裝懸臂皮帶機(jī)頭尾部驅(qū)動(dòng)滾筒和改向滾筒，然后安裝皮帶機(jī)機(jī)架和托輥，調(diào)整達(dá)到規(guī)范要求，驅(qū)動(dòng)滾筒和改向滾筒水平度為1/1000，與膠帶機(jī)中心的垂直度為1.5/1000，所有托輥組中心線應(yīng)與皮帶機(jī)中心線重合，且直線度為2mm。用卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引膠帶完成布帶，在懸臂上部中間位置用木板搭設(shè)平臺(tái)進(jìn)行膠帶硫化。

3.10 輔助系統(tǒng)安裝

輔助系統(tǒng)包括供電系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、灑水系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)等，待上部分主體安裝完成后分系統(tǒng)安裝。

4 調(diào)試

4.1 調(diào)試前檢查

1）首先進(jìn)行安裝確認(rèn)，根據(jù)設(shè)備安裝圖紙?jiān)俅未_認(rèn)設(shè)備安裝的正確性，重點(diǎn)檢查：驅(qū)動(dòng)裝置和安全裝置的位置、方向；安全保護(hù)裝置的可靠性；夾軌器、防撞裝置、制動(dòng)器等的安裝是否正確；保護(hù)裝置、限位開(kāi)關(guān)、急停開(kāi)關(guān)、報(bào)警裝置安裝是否正確。

2）檢查所用的高壓電源、低壓電源、水源是否安全可靠，減速箱油、液壓油、潤(rùn)滑系統(tǒng)的油均已注入，皮帶機(jī)膠帶上不容許有任何物質(zhì)，避免膠帶運(yùn)行中發(fā)生意外事故，設(shè)備走行區(qū)域和旋轉(zhuǎn)區(qū)域內(nèi)不容許有任何物體。

4.2 模擬調(diào)試

進(jìn)行模擬調(diào)試必須將動(dòng)力電源切斷，保證機(jī)構(gòu)不運(yùn)轉(zhuǎn)。用手搬動(dòng)各限位開(kāi)關(guān)、控制開(kāi)關(guān)，然后判定控制元件是否動(dòng)作，執(zhí)行操作是否正常。在模擬調(diào)試過(guò)程中，確定各限位開(kāi)關(guān)及控制開(kāi)關(guān)的接觸時(shí)間、動(dòng)作的距離、角度等是否滿足設(shè)備技術(shù)規(guī)格書(shū)的要求，對(duì)差距較大的部件進(jìn)行調(diào)整，接近設(shè)計(jì)要求，最后在機(jī)構(gòu)試運(yùn)轉(zhuǎn)中再進(jìn)行微調(diào)確定。

4.3 斗輪接地力調(diào)試

斗輪接地力是在空載時(shí)懸臂梁處于水平位置斗輪中心處的垂直載荷，用增減配重箱里的配重塊來(lái)進(jìn)行調(diào)整。在完成安裝確認(rèn)和安全檢查后，啟動(dòng)懸臂俯仰驅(qū)動(dòng)的液壓系統(tǒng)，緩慢起升懸臂使其底梁離開(kāi)臨時(shí)支墩后停止，觀察幾分鐘，如整個(gè)懸臂俯仰系統(tǒng)無(wú)異常后繼續(xù)起升，待懸臂主梁處于水平狀態(tài)時(shí)停止，檢測(cè)液壓系統(tǒng)的兩個(gè)液壓缸的壓力值。如液壓缸的壓力值大于設(shè)計(jì)值表示配重量不足，增加配重鋼板，反之則減少配重鋼板，液壓缸壓力和設(shè)計(jì)壓力值誤差≤±5%為合格。在調(diào)整配重過(guò)程中，注意兩個(gè)液壓缸壓力的平衡。

完成調(diào)試工作后，去掉全部臨時(shí)支墩和所有加固支撐，接通正式電源，進(jìn)入設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)階段。

5 結(jié)語(yǔ)

6000 t/h斗輪懸臂取料機(jī)的安裝與調(diào)試技術(shù)在黃驊港擴(kuò)容完善工程中得到很好的應(yīng)用。在施工前對(duì)施工圖紙和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況等條件充分了解研究后，確定先進(jìn)的安裝工藝流程，計(jì)算吊裝性能參數(shù)，合理選擇吊裝起重機(jī)和索具，制定合理有效的質(zhì)量控制措施，確保了各系統(tǒng)設(shè)備的安裝質(zhì)量符合國(guó)家規(guī)范，性能參數(shù)滿足技術(shù)規(guī)格書(shū)要求，提高了施工效率，達(dá)到了預(yù)期的施工效果。

參考文件：

[1] 交通部第一航務(wù)工程局.港口工程施工手冊(cè)[M].北京：人民交通出版社，1994.

[2] JTS257—2008，水運(yùn)工程質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)[S].

[3] JTS201—2011，水運(yùn)工程施工通則[S].

[4] JTJ280—2002，港口設(shè)備安裝工程施工技術(shù)規(guī)范[S].