港口裝卸設(shè)備行走機構(gòu)均衡梁維修工藝

韓培培

（河北港口集團港口機械有限公司，河北秦皇島 066000）

0 引言

港口裝卸設(shè)備行走機構(gòu)由多組結(jié)構(gòu)相同的行走臺車組成，行走機構(gòu)位于設(shè)備最下部，起著支撐整臺設(shè)備和設(shè)備行走的作用，其安全性與可靠性對整臺設(shè)備至關(guān)重要。港口裝卸設(shè)備行走機構(gòu)在工作過程中，長時間處于交變載荷的狀態(tài)，導(dǎo)致均衡梁鋼結(jié)構(gòu)損壞成為常見的設(shè)備故障之一，其形式包括鋼結(jié)構(gòu)振動、磨損、變形、失穩(wěn)等，給設(shè)備造成較大安全隱患。港口設(shè)備通常為大型設(shè)備，其維修過程通常具有一定難度與風(fēng)險。為保證故障順利排除，需制定科學(xué)合理的維修工藝。

以曹妃甸某港口門座式起重機行走機構(gòu)均衡梁故障為例，該門機在移動過程中海側(cè)東面行走臺車的8輪均衡梁鋼結(jié)構(gòu)發(fā)生變形，引起鋼結(jié)構(gòu)振動，需要對損壞的8輪均衡梁和銷軸進行更換。更換門座式起重機的八輪均衡梁主要有3個要點：首先需要對8輪均衡梁進行卸荷，涉及到頂升點位置的優(yōu)化選擇以及對維修工裝支撐位置的門機鋼結(jié)構(gòu)強度校核計算；其次，頂升8輪均衡梁的維修工裝需要有合理的結(jié)構(gòu)及足夠的強度，以保證8輪均衡梁能夠順利安全的取出；最后，需要制定完善的作業(yè)流程，以保證8輪均衡梁更換過程的安全與高效。

1 門座式起重機的行走機構(gòu)

圖1 某門座式起重機的行走機構(gòu)

以曹妃甸某港口門座式起重機為例（圖1）。該門座式起重機行走機構(gòu)的八輪均衡梁有 3個銷軸，上面的1個銷軸與圓筒門架法蘭支座相連接，下面的2個銷軸與4輪均衡梁相連接。更換8輪均衡梁需要將3個銷軸進行拆卸，方可完成8輪均衡梁的更換。

2 維修工藝

2.1 總體方案

拆卸連接銷軸完成8輪均衡梁的更換，需要對行走機構(gòu)進行卸荷并將其抬升一定距離，以留出足夠的空間將均衡梁移出。頂升點的選擇主要基于兩方面考慮：一是頂升點位置應(yīng)盡可能接近圓筒門架與8輪均衡梁的鉸點，以確保維修過程中圓筒門架的穩(wěn)定性；二是要保證維修工裝的扁擔(dān)梁可以順利進入圓筒門架與8輪均衡梁的楔形空間，因此頂升點位置又不能過于接近兩者之間的鉸點。初步確定門座式起重機的頂升點位置（圖2）。

圖2 門座式起重機的維修工裝支撐點

2.2 頂升位置門機鋼結(jié)構(gòu)校核

頂升點位置的門機箱型梁內(nèi)部有2道肋板豎直到門架端梁上蓋板（圖3）。頂升力由式（1）計算。

式中σ——圓筒門架所受的應(yīng)力，MPa

M——門機自重，kg

S——頂升點位置圓筒門架鋼結(jié)構(gòu)截面積，mm2

M=5.77×106kg，S=60 480 mm2，計算得σ=46.2 MPa。大機鋼結(jié)構(gòu)選用的材料為Q235，其許用應(yīng)力是[σ]=113.0 MPa，＞46.2 MPa。因此，頂升點位置門架鋼結(jié)構(gòu)強度滿足要求。

圖3 頂升點處內(nèi)部鋼結(jié)構(gòu)截面

2.3 維修工裝設(shè)計與強度校核（圖4）

門機總重557 t，頂起門機一側(cè)行走臺車，至少需要約150 t，對維修工裝扁擔(dān)梁進行有限元分析（圖5、圖6）。可以看出，扁擔(dān)梁鋼結(jié)構(gòu)受到的最大應(yīng)力為 92.208 MPa，低于材料需用強度，而扁擔(dān)梁鋼結(jié)構(gòu)最大位移為0.29 mm，幾乎可以忽略不計。由此可見，扁擔(dān)梁的設(shè)計滿足強度要求。

圖4 維修工裝設(shè)計

圖5 扁擔(dān)梁應(yīng)力的云圖

圖6 扁擔(dān)梁位移云圖

3 作業(yè)流程

（1）拆除4輪均衡梁與8輪均衡梁之間的2個銷軸。將2個4輪均衡梁分別從兩側(cè)移出，利用型鋼制作簡易工裝將4輪均衡梁固定牢固。

（2）拆除法蘭支座與8輪均衡梁之間的銷軸，用手拉葫蘆卸下。然后，用手拉葫蘆與吊車配合將8輪均衡梁吊起，平穩(wěn)放至地面。

（3）用手拉葫蘆與吊車配合將新的8輪均衡梁端起，對好圓筒門架法蘭支座與8輪均衡梁之間的耳板孔后，安裝銷軸。

（4）將2個4輪均衡梁移回原位置，利用手拉葫蘆對好4輪均衡梁與8輪均衡梁之間的耳板孔后，安裝銷軸。

4 結(jié)論

（1）對維修工裝在負(fù)載狀態(tài)下的應(yīng)力應(yīng)變的有限元分析以及對門座式起重機的鋼結(jié)構(gòu)強度分析，保證了維修方案的可靠性與安全性。

（2）維修工藝中先拆除2個4輪均衡梁與8輪均衡梁之間的銷軸，然后拆除圓筒門架法蘭支座與8輪均衡梁之間銷軸的工序搭接合理，縮短了設(shè)備維修的時間與成本。

（3）行走機構(gòu)均衡梁維修工藝具有一定的通用性，適用于港口裝卸設(shè)備行走機構(gòu)維修。