港口裝卸設備行走機構均衡梁維修工藝

韓培培

（河北港口集團港口機械有限公司，河北秦皇島 066000）

0 引言

港口裝卸設備行走機構由多組結構相同的行走臺車組成，行走機構位于設備最下部，起著支撐整臺設備和設備行走的作用，其安全性與可靠性對整臺設備至關重要。港口裝卸設備行走機構在工作過程中，長時間處于交變載荷的狀態，導致均衡梁鋼結構損壞成為常見的設備故障之一，其形式包括鋼結構振動、磨損、變形、失穩等，給設備造成較大安全隱患。港口設備通常為大型設備，其維修過程通常具有一定難度與風險。為保證故障順利排除，需制定科學合理的維修工藝。

以曹妃甸某港口門座式起重機行走機構均衡梁故障為例，該門機在移動過程中海側東面行走臺車的8輪均衡梁鋼結構發生變形，引起鋼結構振動，需要對損壞的8輪均衡梁和銷軸進行更換。更換門座式起重機的八輪均衡梁主要有3個要點：首先需要對8輪均衡梁進行卸荷，涉及到頂升點位置的優化選擇以及對維修工裝支撐位置的門機鋼結構強度校核計算；其次，頂升8輪均衡梁的維修工裝需要有合理的結構及足夠的強度，以保證8輪均衡梁能夠順利安全的取出；最后，需要制定完善的作業流程，以保證8輪均衡梁更換過程的安全與高效。

1 門座式起重機的行走機構

圖1 某門座式起重機的行走機構

以曹妃甸某港口門座式起重機為例（圖1）。該門座式起重機行走機構的八輪均衡梁有 3個銷軸，上面的1個銷軸與圓筒門架法蘭支座相連接，下面的2個銷軸與4輪均衡梁相連接。更換8輪均衡梁需要將3個銷軸進行拆卸，方可完成8輪均衡梁的更換。

2 維修工藝

2.1 總體方案

拆卸連接銷軸完成8輪均衡梁的更換，需要對行走機構進行卸荷并將其抬升一定距離，以留出足夠的空間將均衡梁移出。頂升點的選擇主要基于兩方面考慮：一是頂升點位置應盡可能接近圓筒門架與8輪均衡梁的鉸點，以確保維修過程中圓筒門架的穩定性；二是要保證維修工裝的扁擔梁可以順利進入圓筒門架與8輪均衡梁的楔形空間，因此頂升點位置又不能過于接近兩者之間的鉸點。初步確定門座式起重機的頂升點位置（圖2）。

圖2 門座式起重機的維修工裝支撐點

2.2 頂升位置門機鋼結構校核

頂升點位置的門機箱型梁內部有2道肋板豎直到門架端梁上蓋板（圖3）。頂升力由式（1）計算。

式中σ——圓筒門架所受的應力，MPa

M——門機自重，kg

S——頂升點位置圓筒門架鋼結構截面積，mm2

M=5.77×106kg，S=60 480 mm2，計算得σ=46.2 MPa。大機鋼結構選用的材料為Q235，其許用應力是[σ]=113.0 MPa，＞46.2 MPa。因此，頂升點位置門架鋼結構強度滿足要求。

圖3 頂升點處內部鋼結構截面

2.3 維修工裝設計與強度校核（圖4）

門機總重557 t，頂起門機一側行走臺車，至少需要約150 t，對維修工裝扁擔梁進行有限元分析（圖5、圖6）。可以看出，扁擔梁鋼結構受到的最大應力為 92.208 MPa，低于材料需用強度，而扁擔梁鋼結構最大位移為0.29 mm，幾乎可以忽略不計。由此可見，扁擔梁的設計滿足強度要求。

圖4 維修工裝設計

圖5 扁擔梁應力的云圖

圖6 扁擔梁位移云圖

3 作業流程

（1）拆除4輪均衡梁與8輪均衡梁之間的2個銷軸。將2個4輪均衡梁分別從兩側移出，利用型鋼制作簡易工裝將4輪均衡梁固定牢固。

（2）拆除法蘭支座與8輪均衡梁之間的銷軸，用手拉葫蘆卸下。然后，用手拉葫蘆與吊車配合將8輪均衡梁吊起，平穩放至地面。

（3）用手拉葫蘆與吊車配合將新的8輪均衡梁端起，對好圓筒門架法蘭支座與8輪均衡梁之間的耳板孔后，安裝銷軸。

（4）將2個4輪均衡梁移回原位置，利用手拉葫蘆對好4輪均衡梁與8輪均衡梁之間的耳板孔后，安裝銷軸。

4 結論

（1）對維修工裝在負載狀態下的應力應變的有限元分析以及對門座式起重機的鋼結構強度分析，保證了維修方案的可靠性與安全性。

（2）維修工藝中先拆除2個4輪均衡梁與8輪均衡梁之間的銷軸，然后拆除圓筒門架法蘭支座與8輪均衡梁之間銷軸的工序搭接合理，縮短了設備維修的時間與成本。

（3）行走機構均衡梁維修工藝具有一定的通用性，適用于港口裝卸設備行走機構維修。