新型鋼絲繩收放裝置的設(shè)計(jì)應(yīng)用

單有臣

（煙臺(tái)港集團(tuán)蓬萊港有限公司，山東 煙臺(tái) 265609）

1 現(xiàn)狀調(diào)查

我港現(xiàn)有MQ10-25、 MQ10-30 、MQ10-33、 MQ16-30、MQ16-33、 MQ25-35等6個(gè)型號(hào)門(mén)機(jī)20余臺(tái)，其中門(mén)座式起重機(jī)鋼絲繩的更換是一項(xiàng)工作量大、有一定危險(xiǎn)性的工作。以MQ16-30型門(mén)機(jī)為例,每根起升鋼絲繩長(zhǎng)95m,要經(jīng)過(guò)30多米高的象鼻梁及各種支承、導(dǎo)向滑輪。原來(lái)普遍采用的方法是預(yù)先用1根合成纖維繩與舊鋼絲繩連接,將舊鋼絲繩放出，但繩頭部系扣打結(jié),存在截面積大、易脫落、易卡、危險(xiǎn)性大等問(wèn)題。為提高鋼絲繩的更換效率和可靠性，經(jīng)多次改進(jìn)，形成一種通過(guò)鋼絲繩與螺母焊接更換鋼絲繩的方法，該相對(duì)簡(jiǎn)單可靠的更換工藝，效果較好。但仍存在鋼絲繩污染、磨損、勞動(dòng)強(qiáng)度大等問(wèn)題。對(duì)此,我們經(jīng)過(guò)分析、試驗(yàn)，對(duì)鋼絲繩傳統(tǒng)的更換方式進(jìn)行了改進(jìn)，并對(duì)新型鋼絲繩收放裝置進(jìn)行了設(shè)計(jì)制作論證。

2 目標(biāo)確定以及可行性分析

2．1 經(jīng)過(guò)研究，確立了新型鋼絲繩收放裝置設(shè)計(jì)應(yīng)用的預(yù)期目標(biāo)

（1）鋼絲繩放繩裝置設(shè)計(jì)論證方案：設(shè)計(jì)底座、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)組成的底盤(pán)機(jī)構(gòu)固定成卷鋼絲繩；離地一定間隙，保持運(yùn)輸?shù)谋憬菪?；旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)可以設(shè)計(jì)成制動(dòng)與導(dǎo)向自由轉(zhuǎn)換的杠桿結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)成卷鋼絲繩固定放置機(jī)構(gòu)，并在外力作用力下，實(shí)現(xiàn)放繩；設(shè)計(jì)由頂絲、固定連接器裝置組成的機(jī)械式楔塊與繩頭取出裝置，裝置的空間可以滿足不同連接器的需要等。

（2）鋼絲繩收繩裝置設(shè)計(jì)論證方案：設(shè)計(jì)舊繩回收機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)可以限制舊繩的活動(dòng)空間，并在重力作用下實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)結(jié)，可以實(shí)現(xiàn)門(mén)機(jī)雙機(jī)鋼絲繩的同時(shí)收繩，捆綁鋼絲繩后實(shí)現(xiàn)廢舊鋼絲繩的快速取出，運(yùn)輸方便快捷等。

2．2 目標(biāo)可行性分析

經(jīng)過(guò)再三考察論證，設(shè)計(jì)方案確定收放器由放鋼絲繩旋轉(zhuǎn)器與收鋼絲繩旋轉(zhuǎn)籠2部分組成，具有以下技術(shù)要點(diǎn)。

（1）放鋼絲繩旋轉(zhuǎn)器由底盤(pán)、中心轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)盤(pán)、導(dǎo)繩裝置、繩頭取出裝置等組成，其通過(guò)新舊鋼絲繩的串接、拉繩轉(zhuǎn)動(dòng)和滑輪自重制動(dòng)相結(jié)合的方式，實(shí)現(xiàn)鋼絲繩按序放繩的功能。

（2）收鋼絲繩旋轉(zhuǎn)籠由底盤(pán)、中心轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)盤(pán)、旋轉(zhuǎn)籠等部分組成，通過(guò)鋼絲繩的自重及旋轉(zhuǎn)特性實(shí)現(xiàn)自動(dòng)的盤(pán)結(jié)，可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)兩根起升鋼絲繩的更換，并且旋轉(zhuǎn)籠和轉(zhuǎn)盤(pán)之間可以快速拆裝，以利于廢舊鋼絲繩的及時(shí)清理等。

3 新型鋼絲繩收放裝置的主要參數(shù)

3．1 放鋼絲繩旋轉(zhuǎn)器

（1）底盤(pán)。由δ10鐵板、支腿及附屬裝置組成。底盤(pán)與支腿、支腿與圓盤(pán)、底盤(pán)與絲杠以及各附屬物件固定連接。其中鐵板尺寸為：1500×1500，支腿采用[180制作而成；底盤(pán)四周設(shè)有高度為130mm的Φ15絲杠等。該設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)大大提高了底盤(pán)的穩(wěn)定性，防止了因鋼絲繩滾筒旋轉(zhuǎn)過(guò)快而帶來(lái)的底盤(pán)運(yùn)動(dòng)；進(jìn)一步保護(hù)轉(zhuǎn)盤(pán)，為轉(zhuǎn)盤(pán)提供強(qiáng)有力的支撐；支腿底盤(pán)防止了整體結(jié)構(gòu)在松軟地面的下沉。

（2）轉(zhuǎn)盤(pán)。轉(zhuǎn)盤(pán)由圓盤(pán)、中心轉(zhuǎn)軸、軸承、軸承座、加強(qiáng)筋、上板、下板等裝置組成。軸承座的底端與底盤(pán)固定連接，并通過(guò)底板將軸承座固定在底座上，定位套裝在軸承座內(nèi)，轉(zhuǎn)軸通過(guò)軸承座上下設(shè)置的軸承支撐在軸承座上，頂板固定在轉(zhuǎn)盤(pán)的上端，定位壓蓋通過(guò)螺釘固定在轉(zhuǎn)軸的下端。該軸承具有結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、結(jié)構(gòu)剛性好、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、精度高、安全可靠等特點(diǎn)，可以同時(shí)承受軸向力、徑向力、傾覆力矩，是承受重負(fù)荷、低轉(zhuǎn)速的理想部件。

（3）導(dǎo)向制動(dòng)裝置。由Φ380、Φ210 2個(gè)導(dǎo)向滑輪、滑輪支架組成，下端設(shè)計(jì)推力軸承作為其萬(wàn)向轉(zhuǎn)向裝置，滑輪與銷(xiāo)軸之間可以實(shí)現(xiàn)自由運(yùn)動(dòng)，亦可通過(guò)鎖扣把滑輪固定在固定位置，實(shí)現(xiàn)鋼絲繩的各種導(dǎo)向運(yùn)轉(zhuǎn)；導(dǎo)向位置下端用長(zhǎng)度為600mm的[80、豎軸、支架、銷(xiāo)軸、橡膠固定盤(pán)、橡膠塊等部件連接制作而成。該結(jié)構(gòu)可以在鋼絲繩拉伸力、成卷鋼絲繩重力以及導(dǎo)向制動(dòng)裝置的共同作用下實(shí)現(xiàn)放繩。

（4）繩頭取出裝置。采用長(zhǎng)度為350mm的Φ30絲杠、Φ16圓鋼旋轉(zhuǎn)頭、方鐵支架、Φ50銷(xiāo)軸等裝置設(shè)計(jì)而成。當(dāng)連接器與鋼絲繩連接部位切割后，把連接器用銷(xiāo)軸端固定，另一端通過(guò)絲杠擠壓楔塊的方式，把楔塊、舊鋼絲繩繩頭頂出，該裝置設(shè)計(jì)合理，操作簡(jiǎn)便，省時(shí)省力，避免了錘砸、人摔所帶來(lái)的安全隱患。

3．2 收鋼絲繩旋轉(zhuǎn)籠

（1）底盤(pán)由橫向長(zhǎng)度為2200mm的[140與豎向?qū)挾葹?900mm的[180按照如圖的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而成；橫向槽鋼的下端焊接中間間距為1000的2塊[180，作為叉車(chē)叉刀的運(yùn)輸穩(wěn)定裝置；四周設(shè)有離地200mm的由槽鋼、圓盤(pán)結(jié)構(gòu)制作的支腿；中間槽鋼加固部位設(shè)有加強(qiáng)筋板做支撐等。該設(shè)計(jì)方案大大增加了底盤(pán)的穩(wěn)定性，加厚槽鋼的設(shè)計(jì)為旋轉(zhuǎn)底盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)提供了強(qiáng)有力的保障，叉刀固定的設(shè)置保證了其運(yùn)輸?shù)陌踩€(wěn)定性。

（2）旋轉(zhuǎn)底盤(pán)：整體采用對(duì)稱(chēng)的2個(gè)大小相同的旋轉(zhuǎn)底盤(pán)組成，底盤(pán)采用[60圈制而成，其直徑為1850mm，中間設(shè)有6道方管橫梁；中間轉(zhuǎn)軸部位設(shè)在豎向槽鋼的中間部位，采用軸承、軸承支架、銷(xiāo)軸、連接盤(pán)等裝置組成，離地高度280mm;方管橫梁外側(cè)部位設(shè)有倒角旋轉(zhuǎn)籠防移位裝置。該底盤(pán)采用槽鋼熱拉彎工藝，從而實(shí)現(xiàn)外形和協(xié)調(diào)準(zhǔn)確度要求，厚度變薄及厚度均勻性的嚴(yán)格要求，以及零部件參與應(yīng)力低，材料微觀組織穩(wěn)定的要求，避免了因局部過(guò)度變薄、不均衡而產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)阻力，保證了整體結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)的流暢性。

（3）旋轉(zhuǎn)籠：整體由Φ24的圓鋼設(shè)計(jì)制作而成，其整體結(jié)構(gòu)如圖1所示，下端直徑D=1750，中間孔直徑D=600，上端開(kāi)口直徑D=900，整體高度H=2300mm；四周均布12根圓鋼作為有效支撐。旋轉(zhuǎn)籠亦采用Φ24的圓鋼熱拉彎而成，保證了整體結(jié)構(gòu)的均衡性；上開(kāi)口大，中間開(kāi)口小，為鋼絲繩入籠提供了便捷性，入籠后的鋼絲繩在重力的作用下實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)籠的自行轉(zhuǎn)動(dòng)；多根豎向圓鋼的設(shè)計(jì)，進(jìn)一步提高了旋轉(zhuǎn)籠的穩(wěn)定性，防止了鋼絲繩的出滑，并為其轉(zhuǎn)動(dòng)提供動(dòng)力。

圖1 收鋼絲繩旋轉(zhuǎn)籠

4 使用效果

以現(xiàn)有20臺(tái)門(mén)機(jī)計(jì)算，每年每臺(tái)門(mén)機(jī)平均更換起升鋼絲繩3次，年節(jié)約資金60萬(wàn)余元。

（1）克服了現(xiàn)有更換起升鋼絲繩需要多人及輔助設(shè)備完成、工作量大、耗用時(shí)間長(zhǎng)、工作強(qiáng)度高、占用的資源多等缺點(diǎn)，不需要人力拉繩，不需要其它輔助設(shè)備，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約了時(shí)間，使用上述裝置可提高工效2～3倍。

（2）新型鋼絲繩收放裝置的投入使用，使換2根起升鋼絲繩停機(jī)時(shí)間由原來(lái)的1天縮短到2～3h，更換人員由原來(lái)的7～8個(gè)人（門(mén)機(jī)調(diào)整鋼絲繩滾筒的高度，叉車(chē)拖拽，2人配合門(mén)機(jī)放鋼絲繩，1人測(cè)量長(zhǎng)度，1人收繩，2人在門(mén)機(jī)機(jī)房配合，需8個(gè)人完成操作，操作十分繁瑣，工作效率低，耗用大量的人力物力）減少到3～4個(gè)人，不僅大大縮短了更換停機(jī)的時(shí)間，節(jié)省了人力、物力，減少了維修費(fèi)用，而且保證了更換過(guò)程的可靠安全，節(jié)省了成本。圖2為放鋼絲繩裝置圖。

圖2 放鋼絲繩裝置

（3）本使用新型大大提高了連接器繩頭的取出效率，糾正了鋼絲繩的尺寸誤差，避免了鋼絲繩測(cè)量不準(zhǔn)造成的鋼絲繩浪費(fèi)現(xiàn)象，裝卸簡(jiǎn)易，靈活方便；避免鋼絲繩拖拽過(guò)快引起的打結(jié)、污染、損壞問(wèn)題，增加了鋼絲繩的使用壽命，防止了長(zhǎng)期使用粘有污物的鋼絲繩與滑輪、卷筒相對(duì)運(yùn)動(dòng)，而帶來(lái)的附屬裝置磨損，節(jié)省了人力，降低物力消耗，操作簡(jiǎn)單。

（4）盤(pán)結(jié)整齊的廢舊鋼絲繩，大小趨于一致，碼垛整齊美觀，裝卸方便，大大節(jié)省碼放空間。

5 制定鞏固措施

根據(jù)新型鋼絲繩收放裝置的使用特點(diǎn)，結(jié)合門(mén)機(jī)更換起升鋼絲繩的整個(gè)過(guò)程中所需要注意的事項(xiàng)及操作使用指南，經(jīng)過(guò)仔細(xì)調(diào)研，制定了鋼絲繩收放裝置使用操作指南，確保作業(yè)安全、規(guī)范。

6 結(jié)語(yǔ)

新型鋼絲繩收放裝置的設(shè)計(jì)應(yīng)用是實(shí)施港口節(jié)能降耗管理的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，也是實(shí)施綠色港口的前提條件。我港獨(dú)特的生產(chǎn)情況和得天獨(dú)厚的資源，為新型鋼絲繩的投入使用提供了有力的保證，也是其未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，是集約化生產(chǎn)工藝提高的目標(biāo)，是適應(yīng)新型港口發(fā)展的需要，有利于更好地進(jìn)行工藝的規(guī)范化管理。綜合一段時(shí)間的應(yīng)用情況來(lái)看，我們認(rèn)為本項(xiàng)研究獲得的各項(xiàng)研究成果科學(xué)合理、先進(jìn)，在實(shí)際應(yīng)用中是可行的，效果明顯，應(yīng)用前景廣闊。