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河南華東起重機(jī)械設(shè)備公司
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M1625t(KONE)門座起重機(jī)四連桿機(jī)構(gòu)的鉸點(diǎn)改造
時(shí)間：2022-03-02來(lái)源：起重機(jī)廠家瀏覽次數(shù)：183
四連桿機(jī)構(gòu)鉸點(diǎn)改造連云港港第三港務(wù)公司有2臺(tái)M16t/25t（KONE）門機(jī)，其四連桿機(jī)構(gòu)的14個(gè)鉸點(diǎn)（雙齒條變幅）軸承，全部為自潤(rùn)滑球面軸承（也叫復(fù)合軸承或關(guān)節(jié)軸承）。經(jīng)過(guò)幾年的運(yùn)行，鉸點(diǎn)軸承的技術(shù)狀況極其惡劣。由于無(wú)法進(jìn)行注油潤(rùn)滑，這種軸承的內(nèi)部潤(rùn)滑介質(zhì)，隨著運(yùn)行時(shí)間的推移，逐漸失去其潤(rùn)滑的功效（3至5年就開始出現(xiàn)明顯的劣化，并且劣化速度相當(dāng)快），使軸承的相對(duì)運(yùn)動(dòng)面之間的摩擦阻力越來(lái)越大，給受力桿件增加附加彎應(yīng)力，甚至造成鉸點(diǎn)咬死、桿件折斷等嚴(yán)重后果。我公司就曾發(fā)生過(guò)其中一臺(tái)這種門機(jī)，因鉸點(diǎn)的關(guān)節(jié)軸承咬死，造成小拉桿折斷的情況，所幸由于組織人員搶險(xiǎn)及時(shí)，否則將會(huì)造成極其嚴(yán)重的機(jī)損事故。由于這種軸承的相對(duì)運(yùn)動(dòng)面之間的摩擦，門機(jī)長(zhǎng)期以來(lái)，工作時(shí)14個(gè)鉸點(diǎn)都在不同程度地發(fā)出強(qiáng)辦、刺耳的異常聲響，作業(yè)噪音相當(dāng)大，給現(xiàn)場(chǎng)工作人員造成嚴(yán)重的精神壓力，同時(shí)也給公司的作業(yè)環(huán)境和外部形象帶來(lái)一定的負(fù)面影響。
相比之下，我公司的另外4臺(tái)門機(jī)（上海港機(jī)廠產(chǎn)）的四連桿機(jī)構(gòu)的鉸點(diǎn)，都采用注油潤(rùn)滑的調(diào)心滾子軸承，使用已超過(guò)13年，狀況仍然良好。經(jīng)咨詢有關(guān)專家并分析認(rèn)為，在門機(jī)上使用這種自潤(rùn)滑球面軸承的技術(shù)仍不成熟。我公司在有關(guān)專家的技術(shù)指導(dǎo)下，經(jīng)過(guò)多次反復(fù)的可行性論證，認(rèn)為對(duì)該門機(jī)的四連桿機(jī)構(gòu)的鉸點(diǎn)進(jìn)行技術(shù)改造是可行的（以調(diào)心滾子軸承替代原關(guān)節(jié)軸承，并根據(jù)所選關(guān)節(jié)軸承的外形尺寸改造鉸點(diǎn)），并與上海港通科技發(fā)展有限公司共同合作，較為順利地進(jìn)行了此項(xiàng)技術(shù)改造。改造后通過(guò)一系列檢測(cè)、測(cè)試，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)和安全性能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到了理想的目標(biāo)，徹底解決了原機(jī)的關(guān)節(jié)軸承存在的問(wèn)題和缺陷，滿足了門機(jī)的使用要求。
為了保證這項(xiàng)改造項(xiàng)目的成功，我們采取了如下的工藝步序：首先對(duì)改造項(xiàng)目進(jìn)行了可行性論證；接著在保證承載能力和外形尺寸的前提下，對(duì)調(diào)心滾子軸承進(jìn)行認(rèn)真選型；對(duì)鉸點(diǎn)孔和軸進(jìn)行設(shè)計(jì)；對(duì)原門機(jī)四連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行解體；對(duì)鉸點(diǎn)進(jìn)行鏜孔和軸加工并增加潤(rùn)滑油道，且對(duì)新軸承進(jìn)行安裝；安裝并調(diào)試改進(jìn)后的門機(jī)四連桿機(jī)構(gòu)；門機(jī)改造前的鉸點(diǎn)和軸承安裝如。
起重機(jī)改造后的鉸點(diǎn)和軸承安裝如。
鉸點(diǎn)改造為了保證滿足生產(chǎn)工況要求，必須對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。
根據(jù)該門機(jī)的各桿件基本尺寸、各相應(yīng)桿件的重量和重心位置，采用四連桿門機(jī)方案優(yōu)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)程序，電腦計(jì)算得出的各鉸系及桿件*不利工況受力情況如下：平衡梁支承鉸總合力-105.107t大拉桿拉力平衡小拉桿總拉力選用滾動(dòng)軸承替換原有全部關(guān)節(jié)軸承，由于軸承外徑尺寸的增大，對(duì)原結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度會(huì)有很大削弱，為此針對(duì)各桿件的頭部拉耳，重新進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算，并以此為依據(jù)將其確定的斷面尺寸反映到各設(shè)計(jì)改造圖中（見），其相關(guān)尺寸及應(yīng)力情況如表1.此外：（1）在本次修改中，對(duì)連接小拉桿的平衡梁擁及連接大拉桿的象鼻梁側(cè)結(jié)構(gòu)，均未改變?cè)械某叽?，故?yīng)視為安全，未作核算連接大拉桿下端的人字架側(cè)，由于滾動(dòng)軸承是安裝在大拉桿的鋼套里，修改中亦保留了原有的尺寸，因此亦應(yīng)視為安全，未作強(qiáng)度核算。
關(guān)于齒條的連接頭部，因本次改造設(shè)計(jì)中在原有結(jié)構(gòu)的支承孔內(nèi)增加了25x今190/付20的鋼套，因此比原有結(jié)構(gòu)有所增表1頭都拉耳材質(zhì)新面尺寸（mm）R外大拉桿小拉桿下鉸*上鉸靖臂架與齒條連接端與小拉桿連接雉強(qiáng)，故不需作強(qiáng)度校核計(jì)算。示，其計(jì)算及選用型號(hào)如表2.各連接鉸的軸與軸承的連接如所表2玟系軸軸承軸徑型號(hào)正火處理HB大拉桿小拉桿齒條與襄連接鉸平衡梁支承鉸If架上狡臂架下鉸連接鉸處頭部對(duì)接焊縫強(qiáng)度的計(jì)算：I=380mm，按結(jié)構(gòu)圖取對(duì)接接頭斷面為U0 x380，采用坡口深度為30的環(huán)焊。為安全計(jì)，縫長(zhǎng)度僅取高度方向的長(zhǎng)度的兩條作為焊縫的計(jì)算長(zhǎng)，即I計(jì)=此承載焊縫面積為72x3=216cm2.更換的頭部材料為16Mn，由于原大拉桿的材料不知，在此考慮即使采用Q235并取其此時(shí)的，=2000kg/n2，所能獲得的U=1503*76kg/cm2（對(duì)結(jié)構(gòu)），而相應(yīng)焊縫平衡小拉桿與臂架的連接中ff架側(cè)弧段連接焊縫計(jì)算取弧段連接焊縫的計(jì)算長(zhǎng)度等于鋼套的外徑，則I計(jì)=460mm，且取坡口深度為25，則焊縫的計(jì)算篼度=25tg（9（T即使連接構(gòu)件的材料按Q235時(shí)：齒條與臂架的連接中臂架側(cè)圓弧段連接焊縫計(jì)算取弧段連接焊縫的計(jì)算長(zhǎng)度為鋼套的外徑，則1計(jì)=375mm，且取坡口深度為20，則即使連接構(gòu)件的材料按Q235，由上面計(jì)算可知KONE門機(jī)改造前后的兩種鉸點(diǎn)軸承和同型號(hào)的上海門機(jī)鉸點(diǎn)軸承對(duì)比見表3.表3部位上海門機(jī)改造前KONE門機(jī)改造后KONE門機(jī)逭號(hào)動(dòng)截靜載逭號(hào)動(dòng)蔞祜載型號(hào)動(dòng)載祜載臂上臂下小拉幅臂小拉臂拉A平A拉象改造后經(jīng)過(guò)專家的全面檢瀾、測(cè)試和數(shù)月的運(yùn)行證明，改造是成功的，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)和安全性能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了如下預(yù)想的目標(biāo)：（1）各受力桿件內(nèi)部的復(fù)雜的附加應(yīng)力得以消除，門機(jī)作業(yè)時(shí)所產(chǎn)生的強(qiáng)烈、刺耳的異常聲響（作業(yè)嗓音）徹底消失。
（2）14個(gè)鉸點(diǎn)都能得到充分、可靠的注油潤(rùn)滑，有效地消除了各有關(guān)桿件存在的附加的彎應(yīng)力以及其它更多的復(fù)雜的應(yīng)力，消港口門機(jī)預(yù)防超載事故的措施◎李君陳光雷新華態(tài)應(yīng)變測(cè)試，找出其*大應(yīng)力峰值出現(xiàn)點(diǎn)，并采取對(duì)關(guān)鍵部位、危險(xiǎn)部位進(jìn)行加固處理，降低應(yīng)力水平等措施，以防止超栽事故的發(fā)生。
1前言港口裝卸設(shè)備超載作業(yè)的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，其后果非常嚴(yán)重，輕者會(huì)引起港機(jī)零部件損壞，結(jié)構(gòu)變形；重者造成斷梁、斷臂和整機(jī)傾覆等重大事故。
為了保證安全，除了加強(qiáng)管理，嚴(yán)格操作規(guī)程外，借助有關(guān)設(shè)備對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，掌握門機(jī)在超載情況下金屬結(jié)構(gòu)的技術(shù)狀態(tài)，預(yù)防超載事故的發(fā)生，有重要的意義。
2整機(jī)性能檢測(cè)2.1檢測(cè)方法檢測(cè)主要采用應(yīng)變電測(cè)法。應(yīng)變電測(cè)法是用電阻應(yīng)變片先測(cè)出構(gòu)件的表面應(yīng)變，再根據(jù)應(yīng)力應(yīng)變的關(guān)系式，來(lái)確定構(gòu)件表面應(yīng)力狀態(tài)的一種應(yīng)力分析方法。其基本原理除了各有關(guān)桿件因此而存在的斷裂的危險(xiǎn)，有效地保證了設(shè)備的安全性和可靠性。
（3）―次性投資，設(shè)備終身受益。多年來(lái)該門機(jī)也曾幾次更換過(guò)同型號(hào)的軸承，不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)人工，而且采用進(jìn)口關(guān)節(jié)軸承花費(fèi)相當(dāng)多的資金，但都只能使用半年就出現(xiàn)同樣的問(wèn)銓，因此此次改造將給該設(shè)備帶來(lái)較長(zhǎng)是：將應(yīng)變片按構(gòu)件的受力情況固定在被測(cè)構(gòu)件上，當(dāng)構(gòu)件受力變形時(shí)，應(yīng)變片的電阻值就發(fā)生相應(yīng)變化。通過(guò)電阻應(yīng)變儀將這種電阻值的變化測(cè)量出來(lái)，并換算成應(yīng)變值或輸出與應(yīng)變成正比的模擬電信號(hào)，用記錄儀器記錄此電信號(hào)，再作分析與處理。根據(jù)港口門座起重機(jī)在工作時(shí)金屬結(jié)構(gòu)的受力特性，測(cè)量分兩部分進(jìn)行。一是靜態(tài)應(yīng)變測(cè)量：是指在靜態(tài)載荷作用下，測(cè)量起重運(yùn)輸機(jī)械金屬結(jié)構(gòu)靜強(qiáng)度特性的一種方法，采用該方法主要是因?yàn)槲覈?guó)目前大多采用靜態(tài)設(shè)計(jì)的方法來(lái)設(shè)計(jì)起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)；二是動(dòng)態(tài)應(yīng)變測(cè)量：由于起重機(jī)在工作過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生動(dòng)載效應(yīng)，此時(shí)金屬結(jié)構(gòu)的應(yīng)力在瞬時(shí)產(chǎn)生峰值，因此僅采用靜態(tài)測(cè)量是不夠的。通過(guò)動(dòng)態(tài)應(yīng)變測(cè)量結(jié)果的分析，可以得到結(jié)構(gòu)的固有頻率、動(dòng)載荷系數(shù)等動(dòng)力特性值和結(jié)構(gòu)的應(yīng)力期的效益。
徹底消除了門機(jī)的原14個(gè)鉸點(diǎn)長(zhǎng)期以來(lái)作業(yè)時(shí)發(fā)出的強(qiáng)烈、刺耳的異常聲響，大大改善了現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)環(huán)境，消除了現(xiàn)場(chǎng)人員的精神緊張壓力，提升了公司外部形象。
從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)講，能有效地給公司帶來(lái)明顯的社會(huì)效益和直接的經(jīng)濟(jì)效益。
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2022-03
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