造船大噸位門式起重機(jī)制造安裝共性技術(shù)的應(yīng)用

李勇 林學(xué)華

摘要：當(dāng)前重型裝備制造業(yè)蓬勃發(fā)展、基礎(chǔ)建設(shè)力度不斷加大、高技術(shù)含量起重裝備需求與日俱增的經(jīng)濟(jì)環(huán)境下，大噸位起重機(jī)研發(fā)正是迎合了市場的強(qiáng)勁需求。本文首先概述了門式起重機(jī)的特點(diǎn)與結(jié)構(gòu)組成，論述了造船大噸位門式起重機(jī)制造安裝的要求，最后進(jìn)行了造船大噸位門式起重機(jī)制造安裝共性技術(shù)的應(yīng)用案例分析。

關(guān)鍵詞：造船行業(yè);大噸位門式起重機(jī);制造安裝共性技術(shù)

1.門式起重機(jī)的特點(diǎn)與結(jié)構(gòu)組成

1.1 門式起重機(jī)的特點(diǎn)

機(jī)械裝備是我省的三大主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)之一。大噸位起重機(jī)是機(jī)械裝備中的重要的基礎(chǔ)裝備。在 2010年頒布的《福建省裝備制造業(yè)調(diào)整和振興實(shí)施方案（第一批）》中，把大噸位起重機(jī)列入裝備制造業(yè)技術(shù)進(jìn)步和技術(shù)改造投資方向。 具體說，大噸位門式起重機(jī)具有如下特點(diǎn)：

1.1.1 制造安裝需單獨(dú)定制

門式起重機(jī)是一種非標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械設(shè)備，通常是按訂單生產(chǎn)的。一般情況是，首先根據(jù)用戶對設(shè)備提出的性能參數(shù)、外形尺寸、質(zhì)量、價(jià)格等方面的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后開始生產(chǎn)。如何在遵循相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)以及滿足用戶的特殊需求的前提下進(jìn)行科學(xué)組織生產(chǎn)，也是需要進(jìn)行重點(diǎn)研究。

1.1.2 多重安全措施和監(jiān)測手段

必須采用多重保護(hù)確保大型門式起重機(jī)的安全，報(bào)警、限位、過載保護(hù)、錨定等安全保護(hù)系統(tǒng)需要協(xié)同工作。特別是采用何種手段實(shí)時(shí)對起重機(jī)的安全運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)測保障，這也是面臨的復(fù)雜問題之一。

1.1.3 調(diào)速性能要求高

由于起升載荷絕對值大且變化區(qū)間較大，對應(yīng)的提升和下降速度變化范圍相差達(dá)十倍或者更多，同時(shí)要求在重載下各檔位速度時(shí)能平穩(wěn)的工作。這會(huì)帶來變頻調(diào)速機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、調(diào)速控制策略等技術(shù)問題。

1.2 門式起重機(jī)的結(jié)構(gòu)組成

門式起重機(jī)主梁有單梁與雙梁之分，而其梁可以是沒有懸臂的、一個(gè)懸臂的或兩個(gè)懸臂的，對于有懸臂的梁的優(yōu)點(diǎn)是伸展到支腿外面的懸臂部分增加了工作范圍。一般情況下，門式起重機(jī)主梁的跨度低于30m時(shí)，兩個(gè)支腿和主梁采用剛性連接的結(jié)構(gòu);跨度高于30m時(shí)，一個(gè)支腿運(yùn)用成鉸和連接，支腿也可以運(yùn)用撓性連接-剛性連接的結(jié)構(gòu)。

2.造船大噸位門式起重機(jī)制造安裝的要求

2.1 造船作業(yè)流程

現(xiàn)代流程造船的作業(yè)流程一般分為船體放樣與號料、船體鋼料加工、船體預(yù)裝焊工藝裝備、船體部件裝焊、船體分（總）段裝焊、船舶總裝、船舶舾裝和涂裝、船舶下水、船舶試驗(yàn)與交船等階段。由于現(xiàn)代制造技術(shù)中的成組技術(shù)與模塊化設(shè)計(jì)制造技術(shù)的廣泛應(yīng)用，造船企業(yè)基本上完成了由封閉型全程造船向開放型總裝造船轉(zhuǎn)變，即把船體分為若干子段（積木塊），每個(gè)“積木塊”均由專業(yè)協(xié)作廠制造，總裝船廠開工的總體工作是根據(jù)客戶需求將“積木塊”建造為不同的船舶，實(shí)現(xiàn)“多元化投資、社會(huì)化生產(chǎn)、專業(yè)化協(xié)作、本地化配套”。

2.2 技術(shù)指標(biāo)

起重機(jī)主要由箱型雙主梁、A型箱型剛性腿、柔性腿組成門式鋼結(jié)構(gòu)，起重量為100t的兩小車分上下雙層布置，可穿越作業(yè)。上小車起重量為75t×2，上小車鉤距線垂直于主梁，鉤距大于 10米。下小車100t+20 t，起重機(jī)行走機(jī)構(gòu) 16套三合一驅(qū)動(dòng)裝置，32個(gè)車輪，最大輪壓為300KN。起重機(jī)在兩小車中心距（鉤距）不小于 10米時(shí)可聯(lián)合起吊200噸，空中翻身重量150噸。

3.造船大噸位門式起重機(jī)制造安裝共性技術(shù)的應(yīng)用案例分析

3.1 現(xiàn)場總裝

根據(jù)500t×55m龍門起重機(jī)各機(jī)構(gòu)的重量情況，單件吊運(yùn)中，大梁的最大吊裝高度約50m，因此大梁吊裝是吊裝施工的重點(diǎn)之一。剛?cè)嵝酝取⑸舷滦≤?、維修結(jié)構(gòu)件，由于其重量相對較輕，分別采用了整體吊裝。500t龍門起重機(jī)剛性腿、柔性腿、大梁預(yù)先焊接好總裝吊碼，將其放到總裝施工區(qū)域及準(zhǔn)備區(qū)域，布置好動(dòng)力源和安全警示標(biāo)記。敷設(shè)臨時(shí)安裝軌道，鋪設(shè)兩根輔助軌道，軌道長度為大于35m，兩根軌道軌距與500t龍門起重機(jī)軌距一致，軌道與平臺(tái)之間穆20×250×5OOmm鋼板，鋼板與預(yù)埋鐵之間進(jìn)行間斷焊固定，軌道與鋼板側(cè)以焊壓板形式固定，以防止總裝后，臨時(shí)軌道的下陷。

3.2 移位現(xiàn)場

根據(jù)移位現(xiàn)場情況，500t龍門起重機(jī)完成600t龍門起重機(jī)下總裝后，將進(jìn)行U字型移位。我們借鑒船廠船下水移位經(jīng)驗(yàn)，提出了鋼板平面摩擦滑移取代小車的滾動(dòng)摩擦進(jìn)行橫移的方案，即設(shè)計(jì)出能承載整機(jī)的專用工裝，采用滑移形式進(jìn)行拖曳，假想了各種危險(xiǎn)因素，進(jìn)行計(jì)算和一系列論證工作，并進(jìn)行了現(xiàn)場模擬拖曳試驗(yàn)，取得了現(xiàn)場地面承載能力、滑移磨檫系數(shù)、總牽引力及抗風(fēng)糾偏等一手資料，經(jīng)不斷修改完善，新方案漸趨成熟。

3.3 加固控制

由于龍門起重機(jī)制造設(shè)計(jì)只考慮其工作狀態(tài)的結(jié)構(gòu)安全性，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)肯定不能滿足被動(dòng)拖曳時(shí)的安全性，順移時(shí)盡管拖曳方向與工作方向一致，但其時(shí)自動(dòng)糾偏裝置尚未安裝，可能會(huì)損傷結(jié)構(gòu);而橫移拖曳方向與龍門起重機(jī)工作時(shí)大車行走方向成90°，龍門起重機(jī)自身結(jié)構(gòu)必須進(jìn)行完善的臨時(shí)加固。除了柔性絞接處臨時(shí)作剛性連結(jié)外，主要難點(diǎn)在剛性腿和柔性腿之間的連結(jié)。由于柔性腿為主動(dòng)牽引點(diǎn)且自重較輕，故將上、下小車移至靠柔性腿一側(cè)止擋固定，以求兩腿承載基本平衡。

總之，對于造船大噸位門式起重機(jī)制造安裝是一個(gè)復(fù)雜而困難的問題，我們在理論分析與案例分析基礎(chǔ)上了，提出了安裝共性技術(shù)，為相關(guān)部門安裝人員在現(xiàn)場展開安裝工作提供了參考。

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作者簡介：李勇（1969.3-），男，漢，籍貫：福建福州，學(xué)歷：大學(xué)，目前職稱：工程師

主要研究方向：機(jī)械。