淺析四繩抓斗的改進(jìn)措施

摘 要：四繩抓斗在冶金行業(yè)運(yùn)用較為廣泛，一般用于抓取煤炭、礦石、水渣等散裝物料，進(jìn)行裝車和卸貨作業(yè)。因?yàn)樗睦K抓斗在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)、使用環(huán)境差、故障率高，如果檢修頻繁，會(huì)嚴(yán)重影響生產(chǎn)。為了改善這個(gè)現(xiàn)狀，筆者對(duì)四繩抓斗的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行原理進(jìn)行分析，找出故障發(fā)生的根源，并在現(xiàn)場(chǎng)檢修時(shí)進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，達(dá)到了提高設(shè)備完好率，促進(jìn)生產(chǎn)的預(yù)期效果。

關(guān)鍵詞：四繩抓斗；結(jié)構(gòu)原理；故障分析；改進(jìn)措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.08.024

0 概述

據(jù)統(tǒng)計(jì)，四繩抓斗在冶金企業(yè)主要用于煤炭和水渣的裝卸貨，連續(xù)作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)，設(shè)備負(fù)荷重。尤其是水渣池作業(yè)的環(huán)境比較惡劣，斗體長(zhǎng)期在水下作業(yè)，潤(rùn)滑條件差，腐蝕性強(qiáng)，故障率較高，設(shè)備的維護(hù)及檢修難度大。

出廠設(shè)計(jì)缺陷、現(xiàn)場(chǎng)使用環(huán)境、操作員熟練程度等因素，都是造成故障率居高不下的原因之一。本文講述了為了改善和克服這些不利條件，利用檢修時(shí)對(duì)四繩抓斗的不足之處進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)的一些常見方法。

1 四繩抓斗的結(jié)構(gòu)及工作原理

四繩抓斗主要由頭部（含上橫梁及滑輪組）、下橫梁（含滑輪組）、拉桿及斗部組成，與有兩組起升卷筒的橋式或門式起重機(jī)配合使用，每組卷筒同時(shí)引出兩根鋼絲繩，其中2根一組鋼絲繩與抓斗頭部平衡架相連接，作為起吊支持用。另外2根一組鋼絲繩穿過抓斗頭部，與上橫梁滑輪組和下橫梁滑輪組相連接，起閉合斗部的作用。

四繩抓斗的工作過程：

（1）抓取準(zhǔn)備。支持鋼絲繩上升受力，提起抓斗頭部，且?guī)鸲凡?；閉合鋼絲繩放松，下橫梁滑輪組下行，斗部自由張開；這時(shí)，整個(gè)抓斗本體的重量全部在支持鋼絲繩上，行車司機(jī)將抓斗開行至抓取物料上方。

（2）抓料過程。支持鋼絲繩下行放松，整個(gè)斗部張開狀態(tài)下行扣在散料上；閉合鋼絲繩緩慢上升，通過滑輪組帶動(dòng)斗部逐漸閉合抓取物料，直至整個(gè)斗部提起。在滿載抓斗離開料堆瞬間，整個(gè)抓斗斗體及物料的重量全部在閉合鋼絲繩上，然后隨著收緊支持鋼絲繩，滿載抓斗的重量由支持鋼絲繩和閉合鋼絲繩共同承受。

（3）放料過程。抓斗行至卸料地點(diǎn)上方，閉合鋼絲繩緩緩下行，斗部在物料及下橫梁的重力作用下慢慢打開，物料實(shí)現(xiàn)放料過程。這時(shí)，斗體及物料的重量實(shí)現(xiàn)了由閉合鋼絲繩向支持鋼絲繩轉(zhuǎn)換，直至放料完畢后，斗體重量全部在支持鋼絲繩上。

2 四繩抓斗故障發(fā)生的類別

四繩抓斗在現(xiàn)場(chǎng)的使用過程中，常見的故障類別如下：

（1）鋼絲繩脫槽和斷絲報(bào)廢；（2）耳軸、銷軸、滑輪軸等損壞；（3）軸套類磨損失效； （4）軸承損壞； （5）斗體鋼結(jié)構(gòu)變形及損壞；（6）斗齒磨損損壞。

3 四繩抓斗故障原因分析

四繩抓斗故障主要發(fā)生在鋼絲繩系統(tǒng)和銷軸及耳軸部位，其原因如下：

（1）支持鋼絲繩和閉合鋼絲繩屬于兩套獨(dú)立的系統(tǒng)，運(yùn)行時(shí)鋼絲繩交替處于張緊和松弛的狀態(tài)，鋼絲繩在松弛狀態(tài)時(shí)的擺動(dòng)方向不固定，容易引起鋼絲繩在滑輪罩及擋繩輪處脫槽；

（2）抓斗抓料的穩(wěn)定狀況，受操作員技術(shù)水平和熟練程度影響較大，技術(shù)水平差、操作生疏的操作，抓斗與物料碰撞多，晃動(dòng)大，造成鋼絲繩出槽的力量大；

（3）水渣池作業(yè)的四繩抓斗，因?yàn)樵谒伦鳂I(yè)，其鋼絲繩、滑輪組、耳軸及軸套等長(zhǎng)期被水浸泡，腐蝕性較大，潤(rùn)滑狀況較差，耳軸等機(jī)械部位容易提早損壞；

（4）料場(chǎng)物料堆放不規(guī)則，抓斗必然處于歪斜、傾倒?fàn)顟B(tài)，容易造成鋼絲繩脫槽；

（5）抓斗斗體耳軸部位摩擦力大、潤(rùn)滑條件差，受煤炭粉塵侵蝕或水渣池水腐蝕嚴(yán)重，造成耳軸及軸套磨損加劇，更換頻繁；

（6）斗體移動(dòng)過程中經(jīng)常與料堆和周圍物件碰撞，產(chǎn)生很大的碰撞力，致使鋼結(jié)構(gòu)容易變形或者開裂；

（7）斗體刃口部位經(jīng)常與沙石或煤塊接觸，造成磨損嚴(yán)重。

4 減少四繩抓斗故障發(fā)生的改進(jìn)措施

（1）在操作上，提高操作員對(duì)設(shè)備的了解和操作的熟練程度，避免野蠻作業(yè)和歪拉斜吊；

（2）在設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)上，做到勤點(diǎn)檢、勤保養(yǎng)，關(guān)鍵部位勤加油；

（3）擋繩輪裝配的改進(jìn)，該裝置位于抓斗頭部的頂平面，起到約束閉合鋼絲繩的作用。

改進(jìn)前的擋繩輪裝置見圖1，由2個(gè)擋繩輪和繩輪架組成，鋼絲繩從2個(gè)擋繩輪形成的空間內(nèi)穿過，其缺點(diǎn)有：①、擋繩輪受力不均衡，繩槽內(nèi)側(cè)面常常承受側(cè)向摩擦力，導(dǎo)致轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活；②、輪槽內(nèi)側(cè)與鋼絲繩摩擦力較大，使擋繩輪磨損過快；③、擋繩輪架及擋繩輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)太單薄，導(dǎo)致容易損壞，更換頻繁。

改進(jìn)后的擋繩輪裝置見圖2，將2組擋繩輪改成上下各2對(duì)擋繩輥筒，同時(shí)對(duì)擋繩輪架增加了加強(qiáng)筋加固，其優(yōu)點(diǎn)是擋繩輥筒主要輥面受力，磨損減輕，轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，設(shè)計(jì)合理；

（4）與下橫梁軸相連接的斗體耳板軸套改進(jìn)，改進(jìn)前，該軸套

采用的是銅套，其缺點(diǎn)是銅套與軸是滑動(dòng)摩擦，潤(rùn)滑條件差，該部位又是抓斗主要受力部位。改進(jìn)后，將原來的銅套改為帶密封圈的深溝球軸承，其優(yōu)點(diǎn)是，軸承本身已注入了潤(rùn)滑油，裝配后，不再需要潤(rùn)滑維護(hù)，防塵防水效果好，且轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，改善了機(jī)構(gòu)性能，其改造細(xì)節(jié)圖見圖3；

（5）在其它銷軸部位，如果潤(rùn)滑條件不太好時(shí)，為了避免銅套過快磨損的情況，可以考慮將銅套更換為鋼套，并且將銷軸和鋼套的硬度通過熱處理方法適當(dāng)提高，以增加其耐磨性；

（6）上、下橫梁處的滑輪罩與滑輪之間的間隙一般容易因?yàn)槌惺茌^大的鋼絲繩拉力而變大，使鋼絲繩在此處容易脫槽，因此，需要更換更粗的圓鋼以加固，間隙盡可能調(diào)小，可以防止鋼絲繩從這個(gè)位置擠壓出槽；

（7）在斗體鋼結(jié)構(gòu)容易變形或焊縫開裂部位進(jìn)行結(jié)構(gòu)和焊縫加強(qiáng)，其中撐桿可以在原有的角鋼上對(duì)稱位置處增焊角鋼，形成矩形鋼以增加其剛性和強(qiáng)度；

（8）對(duì)斗體刃口板的耐磨性能要求較高，一般采用耐磨性能較好的合金鑄鋼ZGMn13或ZG50SiMn，當(dāng)刃口板磨損后，采用LOD127型耐磨堆焊焊絲進(jìn)行堆焊修復(fù)，能夠較快較好的達(dá)到修復(fù)要求。

5 結(jié)語

為了降低四繩抓斗故障率的發(fā)生，不但要做好設(shè)備的使用與日常維護(hù)，還應(yīng)當(dāng)在檢修時(shí)優(yōu)化對(duì)鋼絲繩系統(tǒng)的約束、改善銷軸與軸套的磨損狀況及增強(qiáng)斗體結(jié)構(gòu)的剛度和強(qiáng)度，是對(duì)設(shè)備性能的優(yōu)化和提升，實(shí)現(xiàn)設(shè)備完好率的一個(gè)有效途徑。

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作者簡(jiǎn)介：王加文（1973-），男，工程師，主要從事機(jī)械制造加工、設(shè)備管理與維修技術(shù)工作。