門座式起重機(jī)變幅機(jī)構(gòu)的技術(shù)改造與應(yīng)用

王波濤，王 蒙

（煙臺(tái)港集團(tuán)蓬萊港有限公司，山東煙臺(tái) 265600）

0 引言

煙臺(tái)港集團(tuán)蓬萊港有限公司一臺(tái)16 t、33 m 門機(jī)，原變幅結(jié)構(gòu)為螺桿螺母形式。此結(jié)構(gòu)形式螺桿變幅驅(qū)動(dòng)由螺母驅(qū)動(dòng)螺桿，推動(dòng)臂架實(shí)現(xiàn)變幅運(yùn)動(dòng)，螺母連同其傳動(dòng)裝置和電動(dòng)機(jī)布置在能繞水平軸線擺動(dòng)的搖架上，搖架的支承軸線與螺桿中心線相交，采用伸縮式密封套管來(lái)防護(hù)螺桿，對(duì)螺桿傳動(dòng)須特別注意密封和潤(rùn)滑，傳動(dòng)效率較低。由于使用年限較長(zhǎng)，該門機(jī)的螺桿機(jī)構(gòu)存在故障頻發(fā)、變幅經(jīng)常卡死、伸縮式密封套管漏油嚴(yán)重等問(wèn)題，而且出現(xiàn)問(wèn)題后配件難以采購(gòu)，維修非常困難，嚴(yán)重制約了港口生產(chǎn)的正常運(yùn)行。鑒于此，蓬萊港有限公司成立了技術(shù)攻堅(jiān)小組，決定對(duì)該門機(jī)變幅機(jī)構(gòu)進(jìn)行技術(shù)改造。

1 變幅機(jī)構(gòu)的改造過(guò)程

基于改造后產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益和后期維護(hù)保養(yǎng)方面考慮，最終決定將該門機(jī)的變幅機(jī)構(gòu)整體改造為技術(shù)成熟應(yīng)用廣泛、傳動(dòng)型式結(jié)構(gòu)緊湊、自重輕且制造和維修簡(jiǎn)單的齒條變幅驅(qū)動(dòng)形式。

1.1 確定齒條變幅機(jī)構(gòu)的技術(shù)要求

（1）變幅機(jī)構(gòu)為平衡四連桿變幅系統(tǒng)，傳動(dòng)方式采用齒條傳動(dòng)，安裝變幅驅(qū)動(dòng)齒輪應(yīng)以臂架下鉸軸為基準(zhǔn)，位置誤差不大于1‰，減速器低速軸軸線與齒條頭部鉸軸軸線的平行度誤差不大于0.5 mm。

（2）齒條變幅驅(qū)動(dòng)裝置的齒條與小齒輪的嚙合側(cè)間隙為0.3～0.7 mm，通過(guò)調(diào)整上下壓輪位置保證齒條正確嚙合，齒條與小齒輪嚙合工作中應(yīng)無(wú)小齒輪啃咬齒條現(xiàn)象，齒條與驅(qū)動(dòng)齒輪應(yīng)保證良好嚙合。

（3）電機(jī)、減速器等支座應(yīng)有調(diào)整塊或抗剪塊，當(dāng)其調(diào)整安裝完畢后將其與各支座焊接牢固；各支座待安裝調(diào)整后再與變幅平臺(tái)焊接，焊接高度不小于10 mm。

（4）齒條熱處理后進(jìn)行探傷檢測(cè)，不得有裂紋。齒條尾部留非加工余量，末端止擋使用橡膠緩沖器，滿足門機(jī)滿載時(shí)制動(dòng)器失效的沖擊要求。

（5）減速箱采用硬齒面減速箱，油尺便于觀察，放油孔采用球閥和放油管，可引出軟管，實(shí)現(xiàn)低位放油，并配有磁性塞。

（6）變幅制動(dòng)器采用盤式雙制動(dòng)方式，品牌為江西華伍。單制動(dòng)器的制動(dòng)力矩能夠滿足帶負(fù)載時(shí)該機(jī)構(gòu)的制動(dòng)要求，安全系數(shù)符合國(guó)家規(guī)范要求，同時(shí)要保證有足夠的拆卸空間。制動(dòng)器須加裝防護(hù)罩，并有良好的防雨性能，方便開(kāi)啟，電機(jī)接線處做密封處理。

（7）各部件安裝完成試車前在各鉸軸處、各聯(lián)軸器內(nèi)及齒輪齒條上加足潤(rùn)滑油脂，試車時(shí)各運(yùn)動(dòng)部件應(yīng)運(yùn)轉(zhuǎn)靈活。

1.2 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施過(guò)程

（1）因?yàn)樵撻T機(jī)出廠時(shí)間較長(zhǎng)，原車相應(yīng)的圖紙資料沒(méi)有找到，技術(shù)攻堅(jiān)小組現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量各機(jī)構(gòu)位置尺寸，根據(jù)測(cè)量尺寸建立模型，模擬變幅機(jī)構(gòu)四連桿運(yùn)動(dòng)并調(diào)整確定齒條搖架的位置，以避免在小幅度工作時(shí)變幅齒條和平衡梁配重的位置發(fā)生碰撞。同時(shí)，根據(jù)MQ16-33 門機(jī)的實(shí)際作業(yè)工況進(jìn)行電機(jī)、減速器、制動(dòng)器及齒輪等的選型設(shè)計(jì)。根據(jù)齒條變幅驅(qū)動(dòng)形式底座布置的要求，對(duì)門機(jī)變幅平臺(tái)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)平整改造，以滿足齒條變幅的使用要求。

（2）按照改造方案固定住門機(jī)的幅度，拆卸掉螺桿鉸點(diǎn)以及原來(lái)的螺桿螺母形式的變幅機(jī)構(gòu)。

（3）對(duì)原變幅機(jī)構(gòu)布置平臺(tái)進(jìn)行修割整理，按照新齒條變幅機(jī)構(gòu)布置方式和承重要求進(jìn)行加固處理。

（4）在加固完成后的變幅平臺(tái)上打樣沖，確定變幅搖架和驅(qū)動(dòng)齒輪的位置，以臂架下鉸軸為基準(zhǔn)，位置誤差不大于1‰。變幅搖架和驅(qū)動(dòng)齒輪的位置確定后再按照改造方案布局電機(jī)、減速箱、制動(dòng)機(jī)構(gòu)等部件的位置。

（5）按照確定好的位置安裝固定變幅搖架、電機(jī)、減速箱、制動(dòng)機(jī)構(gòu)、浮動(dòng)軸等部件，全部安裝完畢后進(jìn)行變頻控制系統(tǒng)調(diào)試。

（6）電控部分調(diào)試完成后進(jìn)行試車實(shí)驗(yàn)，測(cè)試改造完成后的變幅機(jī)構(gòu)運(yùn)行速度、制動(dòng)能力、最大幅度、最小幅度是否滿足技術(shù)要求。

（7）試車實(shí)驗(yàn)完成后正式投入使用。

2 使用效果及經(jīng)濟(jì)效益

（1）本改造項(xiàng)目因?yàn)樽兎鶛C(jī)構(gòu)采用了變頻調(diào)速，使變幅驅(qū)動(dòng)更加平穩(wěn)，整機(jī)沖擊隨之降低，改造完成后的門機(jī)變幅機(jī)構(gòu)運(yùn)行平穩(wěn)，使用過(guò)程中尚未出現(xiàn)任何故障，整機(jī)的安全可靠性大大提升。

（2）經(jīng)實(shí)際使用計(jì)算，變幅改造完成后的門機(jī)作業(yè)效率相較之前提高了約10%。按照蓬萊港目前16 t 門機(jī)年操作量約60萬(wàn)噸，噸貨收入平均約15 元來(lái)計(jì)算，作業(yè)效率提升10%，1 年可以提高操作量6 萬(wàn)噸，產(chǎn)生直接經(jīng)濟(jì)效益90 萬(wàn)元。

（3）后期維修保養(yǎng)簡(jiǎn)單、快捷，大大節(jié)省維修保養(yǎng)費(fèi)用。

3 改進(jìn)意見(jiàn)

由于齒條驅(qū)動(dòng)為開(kāi)放式外嚙合，齒條工作條件相對(duì)差，在啟動(dòng)和制動(dòng)時(shí)有沖擊，容易出現(xiàn)齒條磨損的情況，因此平時(shí)需定期做好潤(rùn)滑工作，以保證工作嚙合工況良好。