堆取料机悬臂铰点更换及结构改造

王传飞，刘长礼

（河北港口集团港口机械有限公司，河北秦皇岛 066000）

1 问题的提出

斗轮堆取料机是一种利用机上带式输送机连续堆料，利用斗轮装置连续取料，将堆料、取料功能集于一身的散料堆场专用机械。根据结构，斗轮堆取料机可分为悬臂式和门架式两类。目前广泛用于港口、冶金、水泥和电厂等行业，适用于矿石、煤炭等货种的堆取作业。黄骅港务公司S/R 堆取料机是悬臂式结构，它分为行走、俯仰、回转和斗轮等机构。在日常作业俯仰动作过程中出现很明显的抖动异响，存在很大安全隐患，初步判断为铰点轴承损坏。经商议，确定由河北港口集团港口机械公司制定施工方案并组织施工。

S/R 堆取料机单侧的悬臂铰点分别由门柱上一个耳板（内有关节轴承）、臂架上2 个耳板、固定销轴和卡板组成。改造前的铰点结构，更换轴承不方便，轴承无法直接顶出，需更改结构或将臂架耳板升起，高出门柱耳板让出更换轴承空间，方能拆除轴承。常规更换悬臂铰点的施工方案，是用大吨位吊车将悬臂吊起，使悬臂根部让出更换轴承的空间。为节省500 t 吊车租赁费用，只能另辟蹊径。本方案采用工装支架支撑配重悬臂，提前制作连接好法兰和钢套，更改臂架外侧耳板结构，更换轴承、新销轴，钢套与臂架腹板焊接牢固，拆工装。消除安全隐患，尽快恢复生产作业。维修示意如图1 所示。

图1 维修示意

2 施工方案

2.1 组装配重支架

腾出、清理堆取料机两侧的堆场，选择一个地面平整并足够大的空堆场作为维修场地。将悬臂支架、配重支架运送到大机两侧堆场指定场地，配重支架是4 腿立柱支架，分3 节，高20.6 m（前期测量、制作），用法兰盘螺栓连接使用，现场用50 t 吊车将3 节拼接在一起。悬臂支架使用2 腿支架，均由2 台吊车进行立工装。

2.2 定位与支工装

（1）测量。将堆取料机行进到指定维修位置，臂架与皮带线成90°夹角水平放置，使用激光测距仪测量配重圆筒最低点距离地面的高度为21.2 m，圆弧底座加300 t 千斤顶的高度和为0.6 m；在配重圆筒正下方位置铺上钢板，悬臂支架同理，指挥司机开走堆取料机。

（2）支撑配重。在所铺设钢板的位置上竖立配重支架，由于堆场地基偏软，铺钢板防止支架在受力后下陷。立好支架后，堆取料机做俯仰动作，升高配重再开回原位，防止配重碰到支架。司机配合做俯仰动作，使配重圆筒下底面与支架顶部尽量靠近。在支架顶部平台放置300 t 千斤顶和圆弧镐座，可以在千斤顶下垫厚钢板以减少空行程。同时顶升2 个300 t 千斤顶，使圆弧镐座与配重接触并与配重箱体焊接固定。

（3）支撑臂架。25 t 吊车与50 t 吊车配合在臂架下方指定位置立起支架，支架上方放置2 个200 t 千斤顶，添加合适垫块与臂架两立板底边接触，并同时顶升200 t、300 t 千斤顶，直至拉杆连接点下垂停止顶升，此时已消除配重拉杆拉力。

2.3 消除铰点处结构应力

在臂架根部顶升臂架消除铰点处结构应力，将臂架根部与门柱用事先准备好的板条焊接牢固。在臂架两耳板之间用厚板焊接加固支撑，防止在顶铰点轴时耳板变形撕扯。顶销轴时注意板条焊缝。

2.4 拆除悬皮改向滚筒

2台吊车配合将悬皮配重吊起，将配重封住，皮带松弛，拆除改向滚筒，增大作业空间，方便销轴的更换安装。

2.5 割除臂架外侧耳板腹板

拆除臂架铰点外侧润滑油管，臂架铰点外侧中心孔处架割规，在大臂外侧耳板开孔（此孔与钢套焊接），从开孔处拆除轴承压紧法兰。

2.6 顶销轴

拆除铰点两侧卡轴板、轴端挡板，铰点内侧焊接镐座，用200 t 千斤顶加压顶铰点轴，直到顶出销轴为止，用50 t 吊车吊下。

2.7 顶出轴承

制作压板顶铰点内侧定位套，利用空心千斤顶将关节轴承顶出。如果顶出困难，可用气割破坏性拆除。

2.8 清理轴承座孔、和臂架耳板外侧割口，安装轴承。

按照图纸修改割口尺寸，开出55°单边坡口，打磨清理坡口直到露出金属光泽。轴承座孔用直磨机抛光磨头打磨干净。用内径千分尺测量检查轴承座内孔尺寸公差。确认后，使用空心液压千斤顶配合丝杠和压轴承胎具将关节轴承安装在座孔内，如图2 所示，安装油封、压紧法兰。

图2 压装轴承示意

2.9 安装新销轴

用50 t 吊车将新销轴吊到安装位置，穿入轴承内孔，焊接顶销轴胎具，将铰点轴从臂架内侧耳板穿出，安装内侧轴承定位套，安装内侧卡轴板。

2.10 安装臂架耳板钢套并焊接

50 t 吊车将提前组装好的钢套法兰吊到铰点处，按照图纸要求套到销轴上，安装固定卡轴板。保障钢套与臂架耳板平面度一致，严格按照焊接工艺施焊，焊缝要均匀平整，打磨干净铰点处气割和焊接部位。焊后24 h 对焊接部位进行超声探伤检查，UT100%达到GBⅡ级要求。不得有咬边、气孔、夹渣、未熔透等焊接缺陷。

2.11 更换改造另一侧铰点

2.12 拆除工装、试车、涂装

（1）安装完成后恢复臂架尾部滚筒、油管、梯子护栏等附属部件，拆除所有工装及支架等临时设施，清理现场，试车、补漆。

（2）臂架做俯仰动作试车，无异响，油管线布置加油顺畅，螺栓紧固力矩合理，涂装按底漆：富锌底漆80 μm，中间漆：环氧云铁中间漆80 μm，面漆：聚氨酯面漆80 μm，2 遍。

使用臂架耳板割孔、焊接钢套、加装法兰更换铰点的办法。经建模验算分析后，改造后的铰点结构，强度符合使用要求，可拆装法兰方便下次铰点轴承更换。施工方案对维修过程进行了优化，厂内备件提前制作，现场施工组织安排合理，减少了许多冗杂耗时的工作量，压缩了工期。通过对整机俯仰重心、铰点结构强度进行分析，支架工装合理放置，减少了大吨位吊车的使用。空心液压千斤顶配合丝杠、专用胎具拆除安装轴承，效率提高的同时安全性也增加。对港口装卸机械设备的铰点维修具有借鉴意义。