抓斗式挖泥船回轉(zhuǎn)支承變形原因分析及修復(fù)

陳磊

（上海振華重工（集團(tuán)）股份有限公司，上海 200125）

抓斗式挖泥船廣泛應(yīng)用于一些特定的疏浚工程，分為非自航船舶和自航船舶兩種。施工作業(yè)過(guò)程中，船上的抓機(jī)抓起河床底部的淤泥、沙土、石塊等雜物，轉(zhuǎn)卸至泥駁，然后通過(guò)泥駁進(jìn)行轉(zhuǎn)卸至指定區(qū)域，從而實(shí)現(xiàn)航道、湖泊、港池、港口、近岸海域的疏浚整治工作。抓斗式挖泥船的抓機(jī)通過(guò)回轉(zhuǎn)支承進(jìn)行360度順時(shí)針和逆時(shí)針回轉(zhuǎn)，使抓機(jī)將海底或是江底挖掘起的雜物轉(zhuǎn)卸至泥駁上，在回轉(zhuǎn)過(guò)程中，由于抓取的雜物重量往往超過(guò)額定最大載荷，或者抓斗抓取未完全與河底脫離的巖石，導(dǎo)致抓機(jī)往往在回轉(zhuǎn)支承的局部受力，造成偏載。長(zhǎng)期偏載作業(yè)造成回轉(zhuǎn)支承結(jié)構(gòu)扭曲變形，受力不均直至開(kāi)裂。本文介紹了27方抓斗挖泥船“金雄”號(hào)，為了排除隱患，延長(zhǎng)抓機(jī)的使用壽命，對(duì)回轉(zhuǎn)支承進(jìn)行全面的檢測(cè)。根據(jù)檢測(cè)的結(jié)果，提出修復(fù)方案。

1 回轉(zhuǎn)支承結(jié)構(gòu)剛性測(cè)試

檢測(cè)的目的在于定量掌握挖泥船回轉(zhuǎn)支承下部和上部結(jié)構(gòu)剛性情況，尤其是挖泥船回轉(zhuǎn)支承結(jié)構(gòu)左右側(cè)剛性是否一致。在挖泥船回轉(zhuǎn)支承結(jié)構(gòu)上下面圓周上各均勻布置32個(gè)測(cè)點(diǎn)（全站儀反射片）；在回轉(zhuǎn)支承以上結(jié)構(gòu)圓周上均勻布置16個(gè)測(cè)點(diǎn)（全站儀反射片或棱鏡）。

根據(jù)測(cè)試的要求，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試工況的設(shè)置如下：

測(cè)試準(zhǔn)備（TC1）：設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)中回轉(zhuǎn)以上重心和回轉(zhuǎn)中心重合的工況。

空載工況（TC2）：挖泥船臂架俯仰至載荷表要求各工況并回轉(zhuǎn)。

重載工況（TC3）：挖泥船臂架俯仰至載荷表要求各工況并吊載、回轉(zhuǎn)。

將挖泥船回轉(zhuǎn)滾輪單個(gè)拆除后放置一千斤頂，千斤頂緩慢加力將挖泥船回轉(zhuǎn)支承上部結(jié)構(gòu)緩慢頂起，然后用全站儀測(cè)量各測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)。通過(guò)測(cè)定挖泥船回轉(zhuǎn)支承上部結(jié)構(gòu)圓周變形分析其剛度變化。

通過(guò)上下部測(cè)量點(diǎn)測(cè)試結(jié)果，找到回轉(zhuǎn)支承結(jié)構(gòu)圓周變形致使結(jié)果不平整，出現(xiàn)短路和部分導(dǎo)向滾輪磨損過(guò)快。

2 回轉(zhuǎn)下軌道支承結(jié)構(gòu)的拆卸和重新裝配

回轉(zhuǎn)下軌道支承結(jié)構(gòu)拆卸和重新裝配工作是整機(jī)檢查修復(fù)的重要部分。將下軌道在拆除需要重新安裝的零部件時(shí)，應(yīng)做好標(biāo)記，依次拆除，最后，再依次裝配復(fù)位，防止漏裝、錯(cuò)裝；拆除的零部件應(yīng)做好保護(hù)措施，以免搬運(yùn)或保存不當(dāng)而造成損壞；回轉(zhuǎn)下軌道支承結(jié)構(gòu)吊裝時(shí)，在起吊位置離地面(或胎架)約100mm時(shí)，停留10～15分鐘，檢查各環(huán)節(jié)的安全，確認(rèn)安全可靠后才可以繼續(xù)起吊，如果實(shí)際重心位置與理論重心位置相差較大時(shí)，吊裝鋼絲繩的長(zhǎng)度需要重新調(diào)整；依照設(shè)計(jì)圖紙依次拆除回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、反滾輪裝置、冷卻水槽、回轉(zhuǎn)中心軸承裝配、梯子平臺(tái)等部件；拆除并吊走機(jī)器房、底盤(pán)裝配；拆除回轉(zhuǎn)滾輪裝置、回轉(zhuǎn)齒圈的附屬設(shè)備；拆除原來(lái)的回轉(zhuǎn)下軌道支承結(jié)構(gòu)的固定螺栓；拆除吊走原來(lái)的回轉(zhuǎn)下軌道支承結(jié)構(gòu)。復(fù)核重新制作的回轉(zhuǎn)下軌道支承結(jié)構(gòu)與相關(guān)連接部件的連接尺寸，確保相關(guān)尺寸一致；吊裝定位并將重新制作的下軌道支承結(jié)構(gòu)裝配到位；按照工藝依次擰緊下軌道支承結(jié)構(gòu)的裝配螺栓；檢查并修復(fù)下軌道相關(guān)尺寸精度以滿(mǎn)足圖紙要求；根據(jù)下軌道相關(guān)尺寸精度來(lái)定位安裝回轉(zhuǎn)中心軸，并按照工藝擰緊裝配螺栓；依次排裝相關(guān)連接部件（回轉(zhuǎn)齒圈、回轉(zhuǎn)滾輪裝置等）；檢查復(fù)核回轉(zhuǎn)齒圈、回轉(zhuǎn)滾輪裝置的排裝精度需滿(mǎn)足圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求和標(biāo)準(zhǔn)。

3 回轉(zhuǎn)軌道支承的修復(fù)要求

回轉(zhuǎn)軌道支承修復(fù)要求按照原起重機(jī)設(shè)計(jì)及制造標(biāo)準(zhǔn)。

3．1 引用標(biāo)準(zhǔn)

JIS B 0419-1991日本標(biāo)準(zhǔn)：一般公差；

ANSI/AWS D1.1.2006美國(guó)鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范；

ANSI/AASHTO/AWS D1.5M/D1.5.2002美國(guó)橋梁焊接規(guī)；

QJ/ZHG.01.97 ZPMC 起重機(jī)鋼結(jié)構(gòu)制造技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；

JT.5018.86起重機(jī)技術(shù)條件；

ZPMC/GY-204-02-2014《焊接結(jié)構(gòu)件修理打磨通用工藝技術(shù)要求》；

JQ/GJD 03.01～03.02.92 上海港機(jī)廠(chǎng)焊接結(jié)構(gòu)件制造與驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)；

2010年7月版《安全操作規(guī)程匯編》（上海振華重工(集團(tuán))股份有限公司）；QJ/GJ.026-D.006-01～006.02-93《港口機(jī)械裝配通用技術(shù)條件和驗(yàn)收》；

設(shè)計(jì)圖紙以及相關(guān)工藝技術(shù)文件等。

3．2 焊接要求

（1）主要采用三種焊接方法：手工電弧焊（SMAW）、埋弧焊（SAW）、CO2氣體保護(hù)焊（FCAW）。

（2）嚴(yán)格按AWS規(guī)范及相關(guān)焊接工藝要求（WPS）進(jìn)行，焊工必須持證上崗，工件必須在裝配工序以及產(chǎn)品按要求驗(yàn)證合格后方可施焊，必須做好焊接前工件預(yù)熱、工件焊后保溫等措施。

（3）焊縫應(yīng)按圖紙要求進(jìn)行無(wú)損探傷，如圖紙未作要求，應(yīng)按本工藝要求作無(wú)損探傷。

（4）焊接過(guò)程中，處理臨時(shí)焊縫必須按相關(guān)通用工藝規(guī)定要求執(zhí)行，清除臨時(shí)焊縫時(shí)不得傷及母材，焊縫清除后必須打磨平整并作100%磁粉探傷檢查。

（5）焊接材料：①焊接材料均應(yīng)符合圖紙、工藝文件及相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，低氫型焊條和焊劑必須按AWSD1.1/D1.1M:2008、鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范第5.3.2和5.3.3款規(guī)定烘焙后使用。②領(lǐng)用焊材必須按 AWS D1.1規(guī)范及焊接工藝守則進(jìn)行，具體操作方法可參照“起重機(jī)鋼結(jié)構(gòu)制造技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)”中相關(guān)內(nèi)容。

4 修復(fù)前的準(zhǔn)備工作

返修前，清潔修復(fù)區(qū)域的表面。采用打磨的方式去除焊縫裂紋大概區(qū)域附近的油漆，并通過(guò)MT或者PT探傷的方法，來(lái)確定焊縫裂紋的范圍以及附近母材是否也存在裂紋。采用打磨或碳刨的方式去除焊縫裂紋及可能存在的母材上的裂紋，并超出裂紋端部約20～50mm長(zhǎng)的完好焊縫或母材。對(duì)碳刨區(qū)域進(jìn)行打磨，去除油污、飛濺等雜質(zhì)，要求表面光滑明亮，目測(cè)確定缺陷完全清除。確定裂紋是否徹底清除，采用滲透或磁粉探傷方法（注：對(duì)比相同條件下正常焊接的預(yù)熱溫度，碳刨前以及焊接后返修的預(yù)熱溫度需要提高30～60℃）。嚴(yán)格按照相應(yīng)的WPS焊接工藝規(guī)程規(guī)定進(jìn)行補(bǔ)焊，采用手工耀皮焊條電弧焊（SMAW）焊縫進(jìn)行補(bǔ)焊修復(fù)。

5 回轉(zhuǎn)軌道支承的修復(fù)

回轉(zhuǎn)軌道支承的修復(fù)采用表面機(jī)械精度加工的磨光機(jī)（2800轉(zhuǎn)）、萊卡全站儀、角向磨光機(jī)等。

圖1

在底盤(pán)下表面回轉(zhuǎn)軌道附近的承載接觸面經(jīng)過(guò)找平檢驗(yàn)，以保證回轉(zhuǎn)軌道的承軌梁表面基本平齊，滿(mǎn)足軌道修復(fù)的加工和精度測(cè)量的工藝支撐和工藝空間等施工要求；機(jī)房底盤(pán)回轉(zhuǎn)上軌道的修復(fù)工作應(yīng)該在機(jī)器房及底盤(pán)整體吊裝固定在船上以后進(jìn)行；檢查上軌道表面磨損情；核查上軌道相關(guān)尺寸精度是否滿(mǎn)足圖紙要求；根據(jù)檢查結(jié)果確定回轉(zhuǎn)上軌道的機(jī)械加工數(shù)據(jù)；拆掉底盤(pán)上的一個(gè)輥輪，按圖將磨光機(jī)用固定塊安裝在被拆掉的輥輪處，調(diào)整好磨光機(jī)的研磨角度且做好位置標(biāo)記；轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器房，磨光機(jī)將依照一定角速度（等于機(jī)器房角速度減去輥輪角速度）研磨上軌道，在研磨過(guò)程注意百分表的誤差變化，若誤差較大，則停止機(jī)器房，重新調(diào)整好磨光機(jī)的研磨角度；每研磨一圈上軌道后，檢查上軌道的精度，如有需要調(diào)整好磨光機(jī)的研磨角度，直至整個(gè)上軌道被修復(fù)；復(fù)核檢查上軌道相關(guān)尺寸精度是否滿(mǎn)足圖紙要求；如果軌道表面有較大損傷，精磨前可按照修復(fù)工藝進(jìn)行人工補(bǔ)焊、打磨，尺寸達(dá)到公差要求范圍后再行精磨；軌道平面檢驗(yàn)合格后，按照原樣裝復(fù)臨時(shí)拆卸的輥輪及附件。

6 結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)檢測(cè)分析“金雄號(hào)”回轉(zhuǎn)支承變形損傷，制定了修復(fù)工藝，最后完成修復(fù)，修復(fù)后經(jīng)過(guò)檢測(cè)并評(píng)審，修復(fù)質(zhì)量達(dá)到了預(yù)期的效果。