岸邊起重機(jī)拉桿軸更換工藝優(yōu)化

褚寅斌，王小樂

（上海振華重工（集團(tuán)）股份有限公司，上海 200125）

岸邊橋式起重機(jī)是港口的專用設(shè)備。在使用過程中，隨著起重機(jī)的起升、小車運(yùn)行過程中的制動，以及運(yùn)動件之間的裝配間隙、在長期的工作和外部環(huán)境的因素下導(dǎo)致前拉桿金屬機(jī)構(gòu)的損壞，前大梁拉桿軸孔普遍會出現(xiàn)磨損現(xiàn)象。

1 一般工藝修復(fù)更換方案

圖1

為了起重機(jī)能夠長期穩(wěn)定使用，磨損的拉桿軸，通常的更換工藝與新機(jī)器的安裝拉桿工藝類似。我們選取常規(guī)機(jī)型的岸邊起重機(jī)，如上圖1。常規(guī)的工序，放平大梁，找正底座圓心和拉桿圓心位置，重新鏜孔4#，8#拉桿孔，中撐架劃線時(shí)，根據(jù)拉桿特點(diǎn)，一般設(shè)計(jì)配套的鏜孔工裝，拉桿兩端固定胎架，確保二孔的平行要求。保證左右兩片中撐架上下耳板孔等高。中撐架兩端耳板用工藝支撐固定好，整體鏜孔；更換新的軸、新的銅套、新的拉桿端蓋等等；大梁仰起80°，拆除中間連接桿2#，6#，繼續(xù)先鏜孔梯形架上的1#，5#孔，其他工序同4#，8#孔一樣；完成2#，6#孔的鏜孔換新；最后完成連接板3#，7#的更換和連接。以下簡單的對拉桿軸改造的工藝過程展開討論。

2 問題的提出

（1）從軸磨損區(qū)域分析：首先前大梁拉桿根據(jù)圖紙安裝正確，且得到有效的潤滑保養(yǎng)的先決條件下，拉桿在力矢主要方向上磨損較嚴(yán)重，其他區(qū)域磨損較小。我們可以判定磨損是經(jīng)年累月受力產(chǎn)生的，顯然我們無法避免這個(gè)磨損問題。這也說明材質(zhì)較好的軸孔，一定能有更長的使用周期。

（2）同時(shí)從不同的拉桿軸孔對比磨損區(qū)域發(fā)現(xiàn)，有些磨損范圍相對更大一些，個(gè)別孔有很深的磨痕，造成拉桿孔已經(jīng)磨損成了一個(gè)“凸圓”、“橢圓”。因此不得不采用進(jìn)一步的措施來改造拉桿，通過拉桿孔母材堆焊，甚至更換拉桿。

（3）拉桿屬于重要受力構(gòu)件，拉桿鏜孔固定方式會影響拉桿鏜孔精度。將拉桿頂至水平、自由狀態(tài)，使拉桿僅承自重。經(jīng)過對多個(gè)磨損拉桿的拆裝觀察，多數(shù)的磨損發(fā)生在外側(cè)的兩個(gè)叉板，而中間的孔眼板磨損較少。

為此我們在不同港口，對數(shù)十臺起重機(jī)的大梁測量得到了一些數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)使用10年以上的集裝箱起重機(jī)設(shè)備直線度、高低差、大梁對中等都存在了很大的偏差。使用多年的起重機(jī)，不斷的起停制動，以及在氣候環(huán)境因素的影響下，大梁產(chǎn)生不同程度的高低差、旁彎。相比原始出廠的數(shù)據(jù)只能作為參考，不能作為改造的基準(zhǔn)。多年使用的設(shè)備，大梁都會產(chǎn)生不同的高低差、旁彎直線度偏差。要了解如何才能算放平大梁，找正位置，來改造拉桿軸，如何才能滿足改造的先決條件，我們在不水平的大梁上就鏜孔換新，使上下軸孔在非直線受力情況下強(qiáng)行糾正，并裝配，是否遺留了隱患。

起重機(jī)大梁的直線度、高低差誤差無法避免，每臺機(jī)也不一樣，應(yīng)盡可能的減少拉桿內(nèi)部的受力，使拉桿受力盡可能在一條直線下，檢查拉桿整體扭曲度，再重新劃鏜孔線。原先的拉桿改造方案需要優(yōu)化。

3 方案優(yōu)化

在拉桿軸更換之前，對于使用將近10年的橋吊。各個(gè)剛構(gòu)件的變化很難主觀判斷。我們只有通過測量確定橋吊的實(shí)際狀態(tài)。我們認(rèn)為需要測量的數(shù)據(jù)有以下幾個(gè)。

（1）橋吊的門框垂直度：確定橋吊結(jié)構(gòu)整體處于垂直狀態(tài)，避免大車軌道的誤差，通常偏差小于L/1000，L為立柱高度。

（2）橋吊的大梁、門框?qū)χ校捍_認(rèn)前后大梁中心直線度與門框中心的偏差值，通常偏差小于50mm。

（3）橋吊大梁的直線度和高低差：確認(rèn)大梁左右旁彎，上下高低差，通常不超過10mm以內(nèi)。

以上的幾個(gè)測量點(diǎn)，都對拉桿的狀態(tài)和日常使用產(chǎn)生很大的影響，在上述的測量數(shù)據(jù)沒有超過允許偏差情況下，我們可以認(rèn)定橋吊處于正常狀態(tài)，并且以橋吊目前的位置，忽略較小的誤差，門框的主結(jié)構(gòu)為基準(zhǔn)，進(jìn)一步進(jìn)行拉桿的改造。

圖2

據(jù)圖1，只有使一整根拉桿軸孔1,2,3,4或軸孔5,6,7,8受力在一條直線下才是最優(yōu)的解決方案。我們發(fā)現(xiàn)首先處理軸孔4#、8#，精準(zhǔn)的放平大梁，消除大梁的旁彎和高低差產(chǎn)生的偏差，需要同時(shí)分配測量人員，操作困難。其次未拆除之前，內(nèi)部受損情況也不是很清楚，產(chǎn)生的額外時(shí)間和成本很難估算。

因此我們選擇大梁搬起至80°，斷開連接板2#、6#孔，如圖2首先處理梯形架上的1#，5#孔，使1-2桿和5-6桿處于自由垂直狀態(tài)，以此可以保證拉桿是在垂直狀態(tài)下，拉桿僅承自重。通過測量，已經(jīng)認(rèn)定橋吊各結(jié)構(gòu)的變形在允許范圍內(nèi)。我們以上部梯形架的板眼為基準(zhǔn)，完成1#，5#孔的定位，同時(shí)拉重錘線至底部。由于拉桿的10米多長度，通過自由重錘我們可以消除拉桿的扭曲程度，同時(shí)利用工裝、千斤頂、手拉葫蘆等矯正扭曲的拉桿，同時(shí)使下部連桿處于中垂?fàn)顟B(tài)。在此狀態(tài)下，對1#、5#孔進(jìn)行重新鏜孔和軸的換新工作。在更換過程中，需要注意，移植1#，5#孔的原始中心線位置，以免在安裝拉桿端蓋的時(shí)候，產(chǎn)生過大的安裝間隙。

由于2#，6#孔也已經(jīng)固定住，利用激光水平儀等尋找拉桿另外一端的中心線。引到2#、6#孔，3#、7#孔。利用千斤頂、工裝、手拉葫蘆等等器具等對拉桿定位并鏜孔，以此保證其受力均是在一條直線上。3#、7#孔完成鏜孔，先不安裝軸，等4#、8#孔完成更換后，最后安裝。

最后剩余的4#，8#孔，首先我們拆除了3#，7#孔，把3-4，7-8拉桿平放固定于大梁上。在大梁搬起狀態(tài)下，由先前確認(rèn)位置的3個(gè)孔的同軸度。調(diào)整3-4，7-8桿的固定拉板、卡鉗等。調(diào)整好固定拉板和卡鉗后，放平大梁，利用激光水平儀和重錘線，把上部拉桿的中心線引到大梁上的拉桿上，及大梁最遠(yuǎn)處，依照中心線固定4#，8#孔。拆除磨損的4#，8#孔。由于3-4，7-8桿已經(jīng)處于調(diào)整狀態(tài)，4#，8#舊軸不易拔出，但長拉桿的彈性較好。我們使用手拉葫蘆給銷軸部分卸力，調(diào)整到合適位置后，然后利用拉馬裝置，或利用端部螺栓等將銷軸旋轉(zhuǎn)，邊旋轉(zhuǎn)邊將舊軸頂出。隨后鏜孔完成4#、8#孔軸的換新工作。最后搬起大梁，卸除3-4，7-8桿固定板，完成剩余的3#，7#軸的安裝。

以此優(yōu)化方案，可以保證大梁拉桿的4個(gè)軸孔在一條直線上受力，盡可能的消除了舊設(shè)備固有的大梁直線度、高低差的偏差，使得拉桿的受力保持直線，且自然重力方向受力。此外在拉桿鏜孔時(shí)，用專用夾具固定拉桿兩端重磅板，調(diào)整拉桿中部托輥，劃線好后用專用鏜孔工裝進(jìn)行鏜孔、刮平面，確保兩孔平行度公差不大于0.2mm，兩端孔距公差負(fù)1mm。應(yīng)注意拉桿兩端重磅板不能焊接固定。拉桿鏜孔只能兩端固定加中間輔助托輥，三點(diǎn)固定方式鏜孔。盡可能的延長設(shè)備的使用壽命。

通過優(yōu)化拉桿的改造工藝，我們發(fā)現(xiàn)使用多年舊設(shè)備存在很多新設(shè)備未知的問題。拉桿修復(fù)過程中，還應(yīng)注意氣候影響，由于起重機(jī)已經(jīng)投入運(yùn)行，現(xiàn)場作業(yè)區(qū)在50米高空，設(shè)備隨風(fēng)晃動，必然引起重新鏜孔的偏差。需嚴(yán)格遵守相應(yīng)的操作規(guī)程、避免在大風(fēng)下作業(yè)。此外舊孔磨損需堆焊的，要達(dá)到機(jī)加工后的精度，因此需要高精度尺寸的工裝及合理的焊接方法來控制，以減小構(gòu)件的焊接變形，滿足構(gòu)件的精度要求。同時(shí)需要有精確的測量儀器，測量報(bào)告需準(zhǔn)確無誤，測量儀器滿足作業(yè)精度要求，焊縫探傷人員必須具備操作資質(zhì)。

工裝設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮安全風(fēng)險(xiǎn)，工藝方案中對工裝使用、拆裝說明安全注意事項(xiàng)。對舊設(shè)備的改造，更需要注重細(xì)節(jié)，并善于發(fā)現(xiàn)實(shí)際的問題的根源，因地制宜，不能為處理一個(gè)問題而連帶遺留隱患。更不能盲目遵從標(biāo)準(zhǔn)工藝，無視實(shí)際問題根源，蠻干施工。作為設(shè)備的使用維護(hù)方，應(yīng)注重設(shè)備的工作原理，長時(shí)間的老舊機(jī)器存在損傷，使設(shè)備的精準(zhǔn)度不斷下降。加強(qiáng)技術(shù)員的培訓(xùn)，令其加強(qiáng)對設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)意識。

參考文獻(xiàn)：

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