门座式起重机小拉杆与平衡粱间铰点轴承维修

杨程杰 李小阳

【摘要】门座式起重机小拉杆与平衡粱间铰点轴承维修新方案，以神华黄骅港务有限责任公司MQ2533门机为例介绍小拉杆与平衡粱间铰点轴承维修新方案。

【关键词】门座式起重机；小拉杆与平衡粱铰点；方案

神华黄骅港务有限责任公司门座式起重机小拉杆与臂架的铰点轴承损坏，需要更换。

门座起重机部分参数如下：平衡架7.6吨，平衡架内水泥约40吨，臂架50吨，象鼻架28吨，小拉杆1.4吨，大拉杆4.2吨。作业面高度28米。

对40吨门座式起重机更换铰点没有先例，一般是参照16吨门座式起重机的施工方案，先将臂架用钢丝绳与上转柱连接，称挂大臂绳，再采用大吨位起重机吊住活配重，用另一台吊车吊小拉杆，更换铰点。实际情况是港区最大吨位的汽车起重机为70吨，码头为栈桥式码头更是无法承载大吨位汽车起重机，两者都无法满足吊配重更换铰点的能力要求。只能另辟蹊径。采取制作工装支撑配重，搭建操作平台，更换铰点的办法。

最终确定改制配重撑杆，简化臂架固定方法，用大吨位手拉葫芦拉力配合变幅机构固定臂架的方法。相比构件重量增加和作业高度增加20米的情况下，机械和人工成本却大幅减少，为港口装卸机械大型化设备维修提供了新的成功的尝试案例。

1、技术方案

1.1 准备

1.1.1 备件：制作铰点销轴两根备用图号：MQ2533HH-06-18，套筒4个图号MQ2533HH-06-17.毡圈4个图号MQ2533HH-06-15.透盖4个图号：MQ2533HH-06-15.轴承2盘，型号：调心液子轴承22230（150*270*73）。油封：-12xΦ236/Φ262，羊毛毡；配重撑杆两根（见制作图）

1.1.2 起重设备：50吨汽车起重机；手拉葫芦10吨2挂，25T卸扣4个，2吨手拉葫芦2个。

1.1.3 250mm×150mm、厚30mm的直角三角板挡板两块，200mm×120mm、厚3Omm的垫板6块，200mm×120mm、厚2Omm的垫板2块

1.1.4 1000mm×600mm的工作平台两个，100T液压油稿1个，油稿门架两个。

1.1.5 焊接设备：确保门机机房内的焊接设备良好，手把线、地线长度20米以上；氧气乙炔切割设备一套，线长：50米。

1.1.6 施工人员：共10人，有经验的起重工1人，施工前1.5天通知施工方做好施工准备。港方门机司机配合1人。

1.2 结构稳定性计算。更换小拉杆铰点即是将门座起重机的平衡系统与臂架系统断开连接，整机的重心位置没有变化，但平衡系统与臂架系统的平衡需要找到各自的平衡方法。为计算拆除小拉杆后臂架的平衡条件，特对臂架、象鼻梁、大拉杆和齿条作为整体进行受力分析。如图1所示：

A：臂架下铰点

F大：大拉杆受力

S大：A点与F大作用线的垂直距离

G合：图示部分的合成重力

S合：A点与G合作用线垂直距离

F齿：变幅齿条拉力

S齿：A点与F齿作用线垂直距离

F导：手拉葫芦需要提供的拉力

S导：A点与F导作用线的垂直距离

上述力对A点求力矩，根据力矩平衡得出如下公式：

F大×S大+F导×S导+F齿成S齿=G合×S合

由上式可求得，手拉葫芦需要13吨拉力即可平衡拆除小拉杆所导致的不平衡力，因此此次维修活动按照1.5倍的安全系数选取2个10吨手拉葫芦。

配重在此次维修过程中不作为主要受力点，只需采用足够强度的支撑，如图所示把配重固定在适当位置即可。

1.3 详细施工方案

1.3.1 搭平台

将门机变幅机构收至最小幅度，臂架朝向陆侧，将在平衡架两个侧梁内侧铰点的下方分别搭设一个1000mm×600mm的工作平台，并加装护栏，護栏高度不低于1100。为修理人员提供安全的维修位置，并做好安全防护措施。

1.3.2 架设配重撑杆。检查平衡架两侧梁下方与上转柱立柱两侧对应位置支座状态无变形，焊缝无裂纹损伤；配重架上适当位置挂2吨手拉葫芦，配合50吨吊车吊撑杆安装到配重和上转柱铰点孔内，穿销轴固定，铰点孔对正需门机变幅动作调整。

1.3.3 臂架固定。臂架铰点与人字架铰点共计4个铰点，分别固定上25T卸扣，并用两个10T手拉葫芦分别固定在臂架铰点与人字架铰点。

1.3.4 齿条固定。首先清理齿条上的油污，然后在齿条上压轮两侧用两块250mm×150mm、厚30mm的直角三角板做成挡板，两挡板前再各用1块200mm×120mm、厚3Omm的垫板与挡板焊接，并焊接在齿条上面。（注：两侧焊接挡板与齿条上压轮的距离预留80MM）制作4块200mm×120mm、厚3Omm的垫板与2块200mm×120mm、厚2Omm的垫板用于填充焊接挡板与上压轮之间的间隙，方便拆除及安装铰点轴。

1.3.5 拆除小拉杆上部铰点销轴。拆除铰点处润滑油管、卡轴板螺栓和卡轴板，小拉杆上部两铰点处焊接100吨门型镐座，放置100吨液压千斤顶，适当、交替调整门机变幅位置和起升卷扬负荷，顶销轴松动后，变幅制动器手动抱死，齿条架上焊接的止挡塞好垫板固定，卡在摇摆架两侧，防止变幅制动失效发生危险。

注：因小拉杆因质量较轻，角度位置调整比较容易，但拆卸时也容易造成钢结构的塑性变形，因此用两只2t的葫芦和钢丝绳在小拉杆和吊臂梁之问拉住，以便调整拉杆与平衡粱轴线间的同心度，又可保证拆卸时小拉杆钢结构不变形。

继续顶出销轴，用卡轴板将销轴固定在另一端。检查配合面尺寸、公差确定是否更换。

1.3.6 更换小拉杆上部铰点轴承。拆除轴承压盖、定位套、轴套、油封、轴承，清洗清除各零部件，检查各部件磨损情况确定是否更换，更换轴承，添加锂基润滑脂，安装轴套、定位套、压盖。

1.3.7 安装小拉杆上部铰点销轴、轴承压盖、定位套、轴套、油封、軸承

1.3.8 按拆卸的反向步骤，调整位置，安装小拉杆上铰点销轴、下部铰点销轴；安装润滑油管。拆除工装、涂装、试车

拆除变幅齿条架上止挡，调整变幅拆除配重撑杆，拆除千斤顶镐座；拆除配重平衡梁内侧平台。焊接部位打磨平顺，涂装油漆，环氧富锌底漆和聚氨酯面漆各2遍。

试车，各铰点处运转平稳无异响和异常振动。

2、应用情况

2015年神华黄骅港务有限责任公司制造一部携带改制的撑杆和其他各种工装器具，严格按施工方案，准备各种配件、操作工属具和机械设备，制定详细施工程序和安全技术措施，施工中平台搭建位置合理，操作空间安全性提高，防止了意外和各种事故隐患的出现。现场施工中门座起重机吊钩吊挂转盘吊耳，起升吊钩吊至计算给出的17吨负荷后，手动紧固制动器，变幅齿条伸缩调整小拉杆受力很容易实现，经过手动盘变幅制动轮即可实现。施工方案给施工带来极大方便，施工难度和安全性有较大提高。经过3天紧张施工，顺利完成小拉杆铰点的更换任务。

3、实施效果

采取改制配重撑杆支撑配重，搭建操作平台，更换铰点的办法。简化了臂架固定方法，比采用起重机持续吊住平衡配种的方法节省了吊车使用费。用起升卷扬钢丝绳拉力配合变幅机构固定臂架的方法。臂架系统解除了平衡系统的连接，增加了起升钢丝绳的束缚，使臂架系统在维修作业中更加稳定安全，而且施工方法巧妙地利用了设备自有起升机构，为港口装卸机械大型化设备维修提供了新的成功的尝试案例。

改进设计后不用吊车持续吊装，且撑杆以后也可持续利用，施工安全方便，节约成本，为港口装卸节省时间；撑杆稳定安全性远比吊车高出很多，用撑杆搭设平台作业方便。用吊车吊装，对天气等客观因素要求很高，在吊车吊装时需计算吊车吊装位置，吊装时如作业现场有强风吊装重心点发生偏移，易导致平衡梁、小拉杆及臂架发生倾斜导致构件应力变形，易出现较大事故。而用配重撑杆搭设平台将铰座焊接牢固之后则不会出现以上状况，而且对强风等天气客观因素要求降低；施工方法巧妙地利用了设备自有起升机构，用起升卷扬钢丝绳拉力配合变幅机构固定臂架的方法。臂架系统解除了平衡系统的连接，增加了起升钢丝绳的束缚，即简化了臂架固定方法，又使臂架系统在维修作业中更加稳定安全，为港口装卸机械大型化设备维修提供了新的成功的尝试案例。

施工方案对维修过程进行了优化，场内制作和现场安装搭接合理，减少了现场安装工作量，从而压缩了工期，减少了设备停机时间2天，具体效益分析如下：

产品制造成本：0.2万元

现场维修人工成本：10人*10小时/天*3天*20元/人*小时=6000合0.6万元

机械成本：0.4万元/台班×3台班=1.2万元

直接经济效益：正常维修费约12万元12-0.2-0.6-1.2=10（万元）

节约人工费：10人*10小时/天*2天*20元/人*小时=4000合0.4万元

节约机械费：2台班×0.4万元/台班=0.8万元

工期效益：总效益90000000÷365天÷6台门机=4.1万*2天=8.2万元

效益总计：10+0.4+0.8+8.2=19.4万元。