橋式抓斗卸船機(jī)小車(chē)軌道超差問(wèn)題分析及修復(fù)

牛文獻(xiàn)，耿佳彬

(華電曹妃甸重工裝備有限公司，河北 唐山 063200)

0 引言

橋式抓斗卸船機(jī)大量用于散貨卸船工作，其作為港口裝卸機(jī)械的重要組成部分，應(yīng)用日益廣泛。起升、開(kāi)閉及小車(chē)牽引機(jī)構(gòu)是橋式抓斗卸船機(jī)的重要工作機(jī)構(gòu)，小車(chē)各機(jī)構(gòu)的速度越快、越平穩(wěn)，循環(huán)周期越短，在一定時(shí)間內(nèi)抓取物料的次數(shù)就越多，生產(chǎn)率就越高。影響小車(chē)運(yùn)行的關(guān)鍵因素除小車(chē)系統(tǒng)本身外，還取決于小車(chē)軌道的排裝精度，軌道的排裝精度越高，小車(chē)運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定性越好，生產(chǎn)率越高。

1 修復(fù)前存在的問(wèn)題

華電曹妃甸重工裝備有限公司為某港口制作的1800 t/h橋式抓斗卸船機(jī)，在整機(jī)組裝完成后測(cè)量小車(chē)軌道軌距時(shí)發(fā)現(xiàn)，面海側(cè)上衡梁與后大梁連接處至前、后大梁鉸接處約5 m位置內(nèi)軌道的軌距向外超差20 mm，當(dāng)小車(chē)運(yùn)行到這個(gè)位置時(shí)，磨損小車(chē)車(chē)輪及水平輪，影響小車(chē)運(yùn)行的穩(wěn)定性及壽命，嚴(yán)重制約了生產(chǎn)率的提升。

2 問(wèn)題分析

(1)卸船機(jī)的大梁為雙梁結(jié)構(gòu)，如圖1所示。在成品狀態(tài)下，后大梁通過(guò)懸掛梁與門(mén)框上橫梁焊接固定。從結(jié)構(gòu)上可以看出，后大梁在連接處沒(méi)有其他的剛性約束，基本上處于自由狀態(tài)。

(2)在卸船機(jī)組裝完成后，面海側(cè)上橫梁會(huì)由其自重(420 kN)及上部梯形架重量(330 kN)的共同作用而產(chǎn)生下?lián)献冃?，其產(chǎn)生的變形量通過(guò)懸掛梁傳遞到后大梁上。由于后大梁處于自由狀態(tài)，這個(gè)下?lián)袭a(chǎn)生的變形會(huì)造成后大梁在該位置處向兩端分開(kāi)，同時(shí)使在上面排裝的小車(chē)軌道向外變形而造成軌距超差。

圖1 卸船機(jī)的大梁結(jié)構(gòu)

3 修復(fù)方案

針對(duì)上述問(wèn)題，專門(mén)設(shè)立了項(xiàng)目修復(fù)小組，組織有關(guān)人員進(jìn)行了多次的討論和分析，最終確定了修復(fù)方案。由于設(shè)備變形的原因是局部結(jié)構(gòu)發(fā)生剛性軟化且材料在屈服極限范圍內(nèi)呈彈性，所以，整體修復(fù)方案可通過(guò)火工校正的方式進(jìn)行(如圖2所示)。

(1)在面海側(cè)上橫梁上與后大梁箱梁內(nèi)側(cè)分別焊接1個(gè)承重為300kN的吊耳，用100kN葫蘆呈交叉方向?qū)蓚?cè)拉緊。

(2)將后大梁箱梁外側(cè)與門(mén)腿連接的撐桿焊縫刨開(kāi)，去掉約束。

(3)在連接梁內(nèi)側(cè)靠近上橫梁的位置進(jìn)行火工?；穑淖兙植縿傂?。

4 修復(fù)措施

在設(shè)備大修前應(yīng)編制技術(shù)措施，并在修復(fù)過(guò)程中嚴(yán)格執(zhí)行。由于是高空作業(yè)，在施工過(guò)程中應(yīng)注意安全保護(hù)。

實(shí)施方案如下:由于連接梁的橫截面過(guò)長(zhǎng)，在進(jìn)行火工作業(yè)時(shí)要多人同時(shí)進(jìn)行?；?，?；饡r(shí)用紅外測(cè)溫儀進(jìn)行監(jiān)控，溫度控制在600～700℃，兩側(cè)要一起進(jìn)行。在火工作業(yè)溫度達(dá)到600～700℃時(shí)，拉緊兩側(cè)的葫蘆;待?；鹞恢脺囟冗_(dá)到常溫時(shí)，測(cè)量小車(chē)軌道的軌距。如此反復(fù)進(jìn)行，當(dāng)軌道軌距符合圖紙要求時(shí)，將大梁與門(mén)腿的撐桿焊縫焊接牢固。

經(jīng)過(guò)修復(fù)，某項(xiàng)目卸船機(jī)的小車(chē)軌道直線度偏差在±3 mm之內(nèi)，滿足圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求。

圖2 整體修復(fù)方案示意

5 預(yù)防措施

(1)通過(guò)有限元模擬分析可以得出，面海側(cè)上橫梁在安裝完成后會(huì)產(chǎn)生一個(gè)下?lián)献冃危@就要求工藝人員在制作過(guò)程中對(duì)其進(jìn)行一個(gè)反變形控制:在制作海陸側(cè)上橫梁時(shí)放樣一個(gè)上撓的拱度，拱度可根據(jù)不同噸位的設(shè)備進(jìn)行有限元模擬分析得出;同時(shí)要求與后大梁焊接的懸掛梁與這個(gè)撓度曲線垂直制作。這樣可有效控制由于上橫梁變形造成的尺寸偏差。

(2)優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，將梯形架與上橫梁連接的位置安裝在與門(mén)腿中心線對(duì)中的位置，這樣可直接將梯形架的重量傳遞到門(mén)腿上，減小對(duì)上橫梁的應(yīng)力。

6 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)某項(xiàng)目1800t/h橋式抓斗卸船機(jī)小車(chē)軌道軌距超差問(wèn)題修復(fù)案例的解析，細(xì)化了卸船機(jī)制作過(guò)程中的工藝流程，使后續(xù)卸船機(jī)小車(chē)軌道的軌距質(zhì)量完全達(dá)到圖紙要求，可為同行業(yè)設(shè)備制造提供借鑒和參考。

［1］陳偉璋.起重機(jī)械金屬結(jié)構(gòu)［M］.北京:人民交通出版社，1986.

［2］GB 3811—1983，起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［3］王金龍.ANSYS 12.0有限元分析與范例解析［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2006.

［4］中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)焊接學(xué)會(huì).焊接手冊(cè):焊接結(jié)構(gòu)［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2007.