桥式抓斗卸船机小车轨道超差问题分析及修复

牛文献，耿佳彬

(华电曹妃甸重工装备有限公司，河北 唐山 063200)

0 引言

桥式抓斗卸船机大量用于散货卸船工作，其作为港口装卸机械的重要组成部分，应用日益广泛。起升、开闭及小车牵引机构是桥式抓斗卸船机的重要工作机构，小车各机构的速度越快、越平稳，循环周期越短，在一定时间内抓取物料的次数就越多，生产率就越高。影响小车运行的关键因素除小车系统本身外，还取决于小车轨道的排装精度，轨道的排装精度越高，小车运行时的稳定性越好，生产率越高。

1 修复前存在的问题

华电曹妃甸重工装备有限公司为某港口制作的1800 t/h桥式抓斗卸船机，在整机组装完成后测量小车轨道轨距时发现，面海侧上衡梁与后大梁连接处至前、后大梁铰接处约5 m位置内轨道的轨距向外超差20 mm，当小车运行到这个位置时，磨损小车车轮及水平轮，影响小车运行的稳定性及寿命，严重制约了生产率的提升。

2 问题分析

(1)卸船机的大梁为双梁结构，如图1所示。在成品状态下，后大梁通过悬挂梁与门框上横梁焊接固定。从结构上可以看出，后大梁在连接处没有其他的刚性约束，基本上处于自由状态。

(2)在卸船机组装完成后，面海侧上横梁会由其自重(420 kN)及上部梯形架重量(330 kN)的共同作用而产生下挠变形，其产生的变形量通过悬挂梁传递到后大梁上。由于后大梁处于自由状态，这个下挠产生的变形会造成后大梁在该位置处向两端分开，同时使在上面排装的小车轨道向外变形而造成轨距超差。

图1 卸船机的大梁结构

3 修复方案

针对上述问题，专门设立了项目修复小组，组织有关人员进行了多次的讨论和分析，最终确定了修复方案。由于设备变形的原因是局部结构发生刚性软化且材料在屈服极限范围内呈弹性，所以，整体修复方案可通过火工校正的方式进行(如图2所示)。

(1)在面海侧上横梁上与后大梁箱梁内侧分别焊接1个承重为300kN的吊耳，用100kN葫芦呈交叉方向将两侧拉紧。

(2)将后大梁箱梁外侧与门腿连接的撑杆焊缝刨开，去掉约束。

(3)在连接梁内侧靠近上横梁的位置进行火工校火，改变局部刚性。

4 修复措施

在设备大修前应编制技术措施，并在修复过程中严格执行。由于是高空作业，在施工过程中应注意安全保护。

实施方案如下:由于连接梁的横截面过长，在进行火工作业时要多人同时进行校火，校火时用红外测温仪进行监控，温度控制在600～700℃，两侧要一起进行。在火工作业温度达到600～700℃时，拉紧两侧的葫芦;待校火位置温度达到常温时，测量小车轨道的轨距。如此反复进行，当轨道轨距符合图纸要求时，将大梁与门腿的撑杆焊缝焊接牢固。

经过修复，某项目卸船机的小车轨道直线度偏差在±3 mm之内，满足图纸设计要求。

图2 整体修复方案示意

5 预防措施

(1)通过有限元模拟分析可以得出，面海侧上横梁在安装完成后会产生一个下挠变形，这就要求工艺人员在制作过程中对其进行一个反变形控制:在制作海陆侧上横梁时放样一个上挠的拱度，拱度可根据不同吨位的设备进行有限元模拟分析得出;同时要求与后大梁焊接的悬挂梁与这个挠度曲线垂直制作。这样可有效控制由于上横梁变形造成的尺寸偏差。

(2)优化设计结构，将梯形架与上横梁连接的位置安装在与门腿中心线对中的位置，这样可直接将梯形架的重量传递到门腿上，减小对上横梁的应力。

6 结束语

通过对某项目1800t/h桥式抓斗卸船机小车轨道轨距超差问题修复案例的解析，细化了卸船机制作过程中的工艺流程，使后续卸船机小车轨道的轨距质量完全达到图纸要求，可为同行业设备制造提供借鉴和参考。

［1］陈伟璋.起重机械金属结构［M］.北京:人民交通出版社，1986.

［2］GB 3811—1983，起重机设计规范［S］.

［3］王金龙.ANSYS 12.0有限元分析与范例解析［M］.北京:机械工业出版社，2006.

［4］中国机械工程学会焊接学会.焊接手册:焊接结构［M］.北京:机械工业出版社，2007.