岸邊集裝箱起重機(jī)用上鉸點(diǎn)的改進(jìn)分析

摘 要：雙鉸點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)岸橋前大梁作業(yè)、俯仰的理想構(gòu)造。隨著公司業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展以及實(shí)際使用情況，岸橋用雙鉸點(diǎn)也進(jìn)行了一系列的改進(jìn)，本文主要總結(jié)了其中上鉸點(diǎn)的改進(jìn)。

關(guān)鍵詞：岸橋 雙鉸點(diǎn) 關(guān)節(jié)軸承 鋼基銅套

中圖分類號TH215 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1674-098X（2012）09（a）-0097-02

岸邊集裝箱起重機(jī)（簡稱岸橋），是在碼頭前沿進(jìn)行集裝箱裝卸作業(yè)的起重設(shè)備，在集裝箱碼頭中有著廣泛的應(yīng)用。

雙鉸點(diǎn)是指岸橋前后大梁在兩個(gè)不同高度處分別布置一個(gè)相互獨(dú)立的鉸點(diǎn)，根據(jù)其位置的高低，分別稱為上鉸點(diǎn)和下鉸點(diǎn)。下鉸點(diǎn)在岸橋大梁水平裝卸作業(yè)時(shí)受力，是工作鉸，此時(shí)由于上鉸點(diǎn)有間隙所以不受力。由于前大梁經(jīng)常需要仰起以安全避開船上的上層建筑等，此時(shí)大梁繞著上鉸點(diǎn)俯仰。由于上下雙鉸點(diǎn)功能明確且維修方便，是實(shí)現(xiàn)前大梁作業(yè)、俯仰的理想構(gòu)造，因此在公司內(nèi)的各種俯仰式岸橋上得到普遍應(yīng)用。

1 情況介紹

隨著公司的不斷發(fā)展以及實(shí)際使用情況中發(fā)現(xiàn)以及暴露出來的一些問題，岸橋用雙鉸點(diǎn)也進(jìn)行了一系列的改進(jìn)，以下主要介紹其中的上鉸點(diǎn)的演變以及改進(jìn)。

到目前為止，公司岸橋上使用的上鉸點(diǎn)主要有以下的四種類型，以下進(jìn)行逐一分析。

1.1 整體式關(guān)節(jié)軸承

此種上鉸點(diǎn)為整體支座，但多個(gè)項(xiàng)目反映基地加工制作時(shí)裝配困難、岸橋?qū)嶋H使用后有異常響聲等問題（見圖1）。

1.2 剖分式關(guān)節(jié)軸承

為解決整體式支座出現(xiàn)的裝配困難問題，公司將此種整體式上鉸支座改成了剖分式，并用螺柱將上下剖分座連接起來（見圖2）。

由于連接面需要安裝足夠的螺柱，以抵抗可能出現(xiàn)的上拔力，因此這種剖分式上鉸點(diǎn)支座的耳板需要設(shè)計(jì)得足夠厚，重量也就比整體式要重一些。

以上兩種上鉸點(diǎn)都是使用關(guān)節(jié)軸承。關(guān)節(jié)軸承承載能力較高，但是裝配復(fù)雜，局部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但使得可以發(fā)生相對轉(zhuǎn)動的面增加到3個(gè)，難以保證不該轉(zhuǎn)動的面不轉(zhuǎn)。如何保證關(guān)節(jié)軸承的相對轉(zhuǎn)動只能發(fā)生在內(nèi)外圈球面之間，而不是在內(nèi)圈與軸之間和外圈與座孔之間產(chǎn)生轉(zhuǎn)動？這一直是個(gè)沒有解決好的問題。

而且，關(guān)節(jié)軸承球面潤滑不良情況下工作一段時(shí)間后，由于阻力增大，易發(fā)生軸端蓋端面鍵槽不堪重負(fù)發(fā)生啃壞，且鍵槽錯(cuò)位、鍵損壞等現(xiàn)象，關(guān)節(jié)軸承出現(xiàn)不同程度的損壞。發(fā)現(xiàn)問題后，公司對于上鉸點(diǎn)的加工細(xì)節(jié)、裝配、注油潤滑等采取了一系列的具體措施，但是仍然沒有徹底解決問題。

經(jīng)反復(fù)實(shí)踐及深入分析討論，發(fā)現(xiàn)當(dāng)兩個(gè)關(guān)節(jié)軸承同時(shí)作用在一根軸時(shí)，其實(shí)它只能獲得一個(gè)方向的轉(zhuǎn)動自由度，這和使用滑動軸承沒有區(qū)別，所以使用關(guān)節(jié)軸承其實(shí)沒有必要。

從生產(chǎn)廠家提供的材料的結(jié)合強(qiáng)度及耐磨性試驗(yàn)來看，CSB650Z新型鋼基銅套產(chǎn)品可以替代傳統(tǒng)意義上的銅合金產(chǎn)品和鋼基關(guān)節(jié)類軸承，而且滑動軸承能充分釋放對軸的轉(zhuǎn)動約束，以徹底解除用軸端蓋及端面鍵對關(guān)節(jié)軸承的強(qiáng)制轉(zhuǎn)動，讓軸在鋼基銅套中自由轉(zhuǎn)動。而且這種新型鋼基銅套產(chǎn)品一次性加油在使用過程中即使不加油也能發(fā)揮其優(yōu)越的耐磨性能和較低的磨擦系數(shù)。

另外，上述兩種鉸點(diǎn)的支座和大梁結(jié)構(gòu)都是通過螺栓在箱梁內(nèi)連接，為了安裝螺栓，實(shí)際制作時(shí)，需要在箱體上開工藝孔，以方便螺栓的安裝，安裝完畢后再將工藝孔封閉，給制造帶來了不便。

1.3 剖分式鋼基銅套

基于以上分析，為簡化傳力方式并結(jié)合新型鋼基銅套產(chǎn)品的特性，用鋼基銅套代替關(guān)節(jié)軸承，以及一些相應(yīng)的修改，形成了剖分式鋼基銅套上鉸點(diǎn)（見圖3）。

這種剖分式鋼基銅套上鉸點(diǎn)的特點(diǎn)如下：

（1）上鉸點(diǎn)采用鋼基銅套：即在鋼套內(nèi)表面通過離心澆鑄高強(qiáng)度銅合金并鑲嵌固體潤滑劑；軸與鋼基銅套之間采用較松的間隙配合，保證軸在鋼基銅套內(nèi)靈活轉(zhuǎn)動；外圈與軸承座為較緊配合并利用剖分面適當(dāng)壓緊，防止鋼基銅套與支座內(nèi)孔之間發(fā)生轉(zhuǎn)動；

（2）鋼基銅套內(nèi)有螺旋形油槽，用鋰基油脂從軸中心油孔給銅套內(nèi)表面加潤滑油；

（3）上鉸點(diǎn)的支座為剖分式，且剖分面為水平，方便制造裝配、維修及更換軸套；

上剖分面有止口承受可能的軸向力，上下剖分座（半軸承座）之間采用螺柱連接，并用套環(huán)抱箍參與承受上拔力；

（4）上鉸座的含油尼龍抗磨塊用于大梁軸向定位；同時(shí)減輕大梁仰起過程中金屬之間摩擦產(chǎn)生的異響?？鼓K為環(huán)形剖分式，現(xiàn)場調(diào)整好厚度后，用鋼帶箍環(huán)將其固定；

（5）上鉸點(diǎn)支座與后大梁連接的高強(qiáng)螺栓，由直接梁內(nèi)連接改為梁外支座連接，以改善操作條件，提高裝配工效；

（6）根據(jù)鋼基銅套的特點(diǎn)，此系列上鉸點(diǎn)按照承載能力的不同，分成了四個(gè)大小不同的規(guī)格，以滿足不同起重量以及外伸距要求岸橋的需要。

前期的關(guān)節(jié)軸承式的鉸點(diǎn)均只有一種規(guī)格，由于關(guān)節(jié)軸承承載能力較高，因此能滿足不同承載能力岸橋的需要，但同時(shí)也造成了一定程度的浪費(fèi)。

1.4 整體式鋼基銅套

經(jīng)過一段時(shí)間的使用后，剖分式鋼基銅套上鉸點(diǎn)在制作安裝中的確有一定的優(yōu)勢。當(dāng)時(shí)為了改善操作條件、提高裝配工效，上鉸點(diǎn)支座與后大梁連接的高強(qiáng)螺栓，由直接梁內(nèi)連接改為梁外支座連接。為了滿足這一要求，后大梁結(jié)構(gòu)上需要伸出一個(gè)凸臺，后大梁上鉸支坐結(jié)構(gòu)因此變得比以往復(fù)雜，而且陸續(xù)有橋吊發(fā)現(xiàn)此處開裂的現(xiàn)象。

為了解決這一問題，結(jié)合以往關(guān)節(jié)軸承式以及剖分式鋼基銅套鉸點(diǎn)的優(yōu)缺點(diǎn)，對剖分式鋼基銅套進(jìn)行了改進(jìn)，形成了整體式鋼基銅套上鉸點(diǎn)。

整體式鋼基銅套上鉸點(diǎn)相對于剖分式鋼基銅套上鉸點(diǎn)，有如下幾個(gè)改進(jìn)之處：

（1）上鉸點(diǎn)支座的法蘭螺栓改為箱梁內(nèi)連接，上鉸點(diǎn)支座通過特制的與高強(qiáng)度螺栓匹配的墊板與后大梁連接，解決了空間狹小，不易操作的問題，使高強(qiáng)螺栓的安裝更加容易，同樣起到了改善操作條件、提高裝配工效的作用；

（2）上鉸點(diǎn)支座的法蘭螺栓改為箱梁內(nèi)連接，簡化了后大梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，避免剖分式鋼基銅套上鉸點(diǎn)出現(xiàn)的開裂現(xiàn)象；

（3）將鋼基銅套端部增加了一個(gè)凸臺，使得上鉸點(diǎn)的安裝和拆卸更加便捷；

（4）上鉸支座由剖分式改為不剖分式，可直接同軸鏜孔，簡化了制作工藝；

（5）上鉸支座由剖分式改為不剖分式，因此可以取消剖分面的螺柱，在滿足承載力的要求下，對支座進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)；

（6）這種鉸點(diǎn)比剖分式鋼基銅套同系列鉸點(diǎn)的總重量減輕了近25%。

這種整體式鋼基銅套鉸點(diǎn)中的一種規(guī)格的鉸點(diǎn)，制造時(shí)經(jīng)過嚴(yán)密跟蹤，并根據(jù)制作時(shí)反饋的信息及時(shí)修正細(xì)部方案，自從2010年成功應(yīng)用于國內(nèi)某碼頭以來，后續(xù)項(xiàng)目都陸續(xù)采用了這種鉸點(diǎn)，目前運(yùn)行情況良好。

2 結(jié)語

由于雙鉸點(diǎn)是岸橋中的重要組成部分，通過對雙鉸點(diǎn)進(jìn)行不斷優(yōu)化，改進(jìn)后的方案既能滿足岸橋的性能要求，而且可以減少材料消耗，降低制造成本，具有一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，在工程應(yīng)用中也有一定的參考意義。

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