岸边起重机拉杆轴更换工艺优化

褚寅斌，王小乐

（上海振华重工（集团）股份有限公司，上海 200125）

岸边桥式起重机是港口的专用设备。在使用过程中，随着起重机的起升、小车运行过程中的制动，以及运动件之间的装配间隙、在长期的工作和外部环境的因素下导致前拉杆金属机构的损坏，前大梁拉杆轴孔普遍会出现磨损现象。

1 一般工艺修复更换方案

图1

为了起重机能够长期稳定使用，磨损的拉杆轴，通常的更换工艺与新机器的安装拉杆工艺类似。我们选取常规机型的岸边起重机，如上图1。常规的工序，放平大梁，找正底座圆心和拉杆圆心位置，重新镗孔4#，8#拉杆孔，中撑架划线时，根据拉杆特点，一般设计配套的镗孔工装，拉杆两端固定胎架，确保二孔的平行要求。保证左右两片中撑架上下耳板孔等高。中撑架两端耳板用工艺支撑固定好，整体镗孔；更换新的轴、新的铜套、新的拉杆端盖等等；大梁仰起80°，拆除中间连接杆2#，6#，继续先镗孔梯形架上的1#，5#孔，其他工序同4#，8#孔一样；完成2#，6#孔的镗孔换新；最后完成连接板3#，7#的更换和连接。以下简单的对拉杆轴改造的工艺过程展开讨论。

2 问题的提出

（1）从轴磨损区域分析：首先前大梁拉杆根据图纸安装正确，且得到有效的润滑保养的先决条件下，拉杆在力矢主要方向上磨损较严重，其他区域磨损较小。我们可以判定磨损是经年累月受力产生的，显然我们无法避免这个磨损问题。这也说明材质较好的轴孔，一定能有更长的使用周期。

（2）同时从不同的拉杆轴孔对比磨损区域发现，有些磨损范围相对更大一些，个别孔有很深的磨痕，造成拉杆孔已经磨损成了一个“凸圆”、“椭圆”。因此不得不采用进一步的措施来改造拉杆，通过拉杆孔母材堆焊，甚至更换拉杆。

（3）拉杆属于重要受力构件，拉杆镗孔固定方式会影响拉杆镗孔精度。将拉杆顶至水平、自由状态，使拉杆仅承自重。经过对多个磨损拉杆的拆装观察，多数的磨损发生在外侧的两个叉板，而中间的孔眼板磨损较少。

为此我们在不同港口，对数十台起重机的大梁测量得到了一些数据，发现使用10年以上的集装箱起重机设备直线度、高低差、大梁对中等都存在了很大的偏差。使用多年的起重机，不断的起停制动，以及在气候环境因素的影响下，大梁产生不同程度的高低差、旁弯。相比原始出厂的数据只能作为参考，不能作为改造的基准。多年使用的设备，大梁都会产生不同的高低差、旁弯直线度偏差。要了解如何才能算放平大梁，找正位置，来改造拉杆轴，如何才能满足改造的先决条件，我们在不水平的大梁上就镗孔换新，使上下轴孔在非直线受力情况下强行纠正，并装配，是否遗留了隐患。

起重机大梁的直线度、高低差误差无法避免，每台机也不一样，应尽可能的减少拉杆内部的受力，使拉杆受力尽可能在一条直线下，检查拉杆整体扭曲度，再重新划镗孔线。原先的拉杆改造方案需要优化。

3 方案优化

在拉杆轴更换之前，对于使用将近10年的桥吊。各个刚构件的变化很难主观判断。我们只有通过测量确定桥吊的实际状态。我们认为需要测量的数据有以下几个。

（1）桥吊的门框垂直度：确定桥吊结构整体处于垂直状态，避免大车轨道的误差，通常偏差小于L/1000，L为立柱高度。

（2）桥吊的大梁、门框对中：确认前后大梁中心直线度与门框中心的偏差值，通常偏差小于50mm。

（3）桥吊大梁的直线度和高低差：确认大梁左右旁弯，上下高低差，通常不超过10mm以内。

以上的几个测量点，都对拉杆的状态和日常使用产生很大的影响，在上述的测量数据没有超过允许偏差情况下，我们可以认定桥吊处于正常状态，并且以桥吊目前的位置，忽略较小的误差，门框的主结构为基准，进一步进行拉杆的改造。

图2

据图1，只有使一整根拉杆轴孔1,2,3,4或轴孔5,6,7,8受力在一条直线下才是最优的解决方案。我们发现首先处理轴孔4#、8#，精准的放平大梁，消除大梁的旁弯和高低差产生的偏差，需要同时分配测量人员，操作困难。其次未拆除之前，内部受损情况也不是很清楚，产生的额外时间和成本很难估算。

因此我们选择大梁搬起至80°，断开连接板2#、6#孔，如图2首先处理梯形架上的1#，5#孔，使1-2杆和5-6杆处于自由垂直状态，以此可以保证拉杆是在垂直状态下，拉杆仅承自重。通过测量，已经认定桥吊各结构的变形在允许范围内。我们以上部梯形架的板眼为基准，完成1#，5#孔的定位，同时拉重锤线至底部。由于拉杆的10米多长度，通过自由重锤我们可以消除拉杆的扭曲程度，同时利用工装、千斤顶、手拉葫芦等矫正扭曲的拉杆，同时使下部连杆处于中垂状态。在此状态下，对1#、5#孔进行重新镗孔和轴的换新工作。在更换过程中，需要注意，移植1#，5#孔的原始中心线位置，以免在安装拉杆端盖的时候，产生过大的安装间隙。

由于2#，6#孔也已经固定住，利用激光水平仪等寻找拉杆另外一端的中心线。引到2#、6#孔，3#、7#孔。利用千斤顶、工装、手拉葫芦等等器具等对拉杆定位并镗孔，以此保证其受力均是在一条直线上。3#、7#孔完成镗孔，先不安装轴，等4#、8#孔完成更换后，最后安装。

最后剩余的4#，8#孔，首先我们拆除了3#，7#孔，把3-4，7-8拉杆平放固定于大梁上。在大梁搬起状态下，由先前确认位置的3个孔的同轴度。调整3-4，7-8杆的固定拉板、卡钳等。调整好固定拉板和卡钳后，放平大梁，利用激光水平仪和重锤线，把上部拉杆的中心线引到大梁上的拉杆上，及大梁最远处，依照中心线固定4#，8#孔。拆除磨损的4#，8#孔。由于3-4，7-8杆已经处于调整状态，4#，8#旧轴不易拔出，但长拉杆的弹性较好。我们使用手拉葫芦给销轴部分卸力，调整到合适位置后，然后利用拉马装置，或利用端部螺栓等将销轴旋转，边旋转边将旧轴顶出。随后镗孔完成4#、8#孔轴的换新工作。最后搬起大梁，卸除3-4，7-8杆固定板，完成剩余的3#，7#轴的安装。

以此优化方案，可以保证大梁拉杆的4个轴孔在一条直线上受力，尽可能的消除了旧设备固有的大梁直线度、高低差的偏差，使得拉杆的受力保持直线，且自然重力方向受力。此外在拉杆镗孔时，用专用夹具固定拉杆两端重磅板，调整拉杆中部托辊，划线好后用专用镗孔工装进行镗孔、刮平面，确保两孔平行度公差不大于0.2mm，两端孔距公差负1mm。应注意拉杆两端重磅板不能焊接固定。拉杆镗孔只能两端固定加中间辅助托辊，三点固定方式镗孔。尽可能的延长设备的使用寿命。

通过优化拉杆的改造工艺，我们发现使用多年旧设备存在很多新设备未知的问题。拉杆修复过程中，还应注意气候影响，由于起重机已经投入运行，现场作业区在50米高空，设备随风晃动，必然引起重新镗孔的偏差。需严格遵守相应的操作规程、避免在大风下作业。此外旧孔磨损需堆焊的，要达到机加工后的精度，因此需要高精度尺寸的工装及合理的焊接方法来控制，以减小构件的焊接变形，满足构件的精度要求。同时需要有精确的测量仪器，测量报告需准确无误，测量仪器满足作业精度要求，焊缝探伤人员必须具备操作资质。

工装设计时必须考虑安全风险，工艺方案中对工装使用、拆装说明安全注意事项。对旧设备的改造，更需要注重细节，并善于发现实际的问题的根源，因地制宜，不能为处理一个问题而连带遗留隐患。更不能盲目遵从标准工艺，无视实际问题根源，蛮干施工。作为设备的使用维护方，应注重设备的工作原理，长时间的老旧机器存在损伤，使设备的精准度不断下降。加强技术员的培训，令其加强对设备的维护保养意识。

参考文献：

[1]机械设备检验手册[J].杭州大学出版社,1997,1(2).

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