岸邊集裝箱起重機(jī)平躺式托架小車?yán)p繞系統(tǒng)張緊裝置

范東風(fēng) 張 礫

上海振華重工（集團(tuán)）股份有限公司 上海 200125

0 引言

托架小車?yán)p繞系統(tǒng)是岸邊集裝箱起重機(jī)（以下簡稱岸橋）的重要組成部分，主要用于支撐整個(gè)岸橋纏繞系統(tǒng)（包括主起升纏繞系統(tǒng)、主小車?yán)p繞系統(tǒng)以及托架小車?yán)p繞系統(tǒng)）的鋼絲繩，防止鋼絲繩纏繞大幅晃動(dòng)、下?lián)仙踔零^掛在其他結(jié)構(gòu)上，是整個(gè)岸橋鋼絲繩流暢運(yùn)轉(zhuǎn)的必要系統(tǒng)。后大梁尾部張緊裝置在托架小車?yán)p繞系統(tǒng)中是必不可少的組成機(jī)構(gòu)，通過調(diào)整液壓缸行程來調(diào)整托架小車?yán)p繞系統(tǒng)鋼絲繩松緊狀態(tài)。張緊裝置的作用是保證鋼絲繩上的力恒定，進(jìn)而使其運(yùn)行平穩(wěn)。尾部張緊裝置常見的有下擺式和平躺式，目前岸橋采用平躺式居多。

現(xiàn)有平躺式托架小車?yán)p繞系統(tǒng)張緊裝置自2016至今已使用多年，長期使用下來發(fā)現(xiàn)一些不足，例如主支架制作工藝性差，焊后可能帶來支架變形，轉(zhuǎn)運(yùn)不便，調(diào)整前后支架對中度難以保證以及滑輪裝置和液壓缸拆卸不便。基于這些不足之處，為了產(chǎn)品降本增效，提升產(chǎn)品質(zhì)量，需要對現(xiàn)有平躺式張緊裝置進(jìn)行優(yōu)化。

1 現(xiàn)有平躺式張緊裝置形式和不足

1.1 現(xiàn)有平躺式托架小車?yán)p繞系統(tǒng)張緊裝置形式

現(xiàn)有平躺式托架小車?yán)p繞系統(tǒng)張緊裝置是2016年設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)平躺式張緊裝置。其主支架分為前后2個(gè)獨(dú)立支架，其中海測支架滑道是由上下2個(gè)槽鋼結(jié)構(gòu)組成，在下層槽鋼上固定2條含油尼龍耐磨塊作為軌道；滑動(dòng)裝置上支架和滑輪罩殼是一體結(jié)構(gòu)，液壓缸頭和滑輪裝置處各有2個(gè)單法蘭式滑塊作為滑動(dòng)件在軌道上做直線運(yùn)動(dòng)，滑動(dòng)件受上層槽鋼約束，防止向上跳動(dòng)或被拉起；滑動(dòng)裝置直線運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力由液壓缸伸縮提供，液壓缸下方設(shè)置有抗磨塊，安裝拆卸液壓缸時(shí)，可放置在抗磨塊上。平躺式托架小車?yán)p繞系統(tǒng)張緊裝置標(biāo)準(zhǔn)模型如圖1所示。

圖1 現(xiàn)有平躺式張緊裝置

1.2 現(xiàn)有平躺式托架小車?yán)p繞系統(tǒng)張緊裝置不足

現(xiàn)有平躺式托架小車?yán)p繞系統(tǒng)張緊裝置至今已使用超4 a，在生產(chǎn)制作和裝配時(shí)漸漸暴露出來一些不足，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1）主支架分為前后2個(gè)獨(dú)立支架，制作工藝性差，尤其前支架主要由槽鋼結(jié)構(gòu)焊接而成，槽鋼屬于開口截面的型材，材料可能會(huì)有一部分制作缺陷，在槽鋼中間部位焊接會(huì)導(dǎo)致槽鋼發(fā)生扭曲變形。可焊性差，會(huì)引起后續(xù)產(chǎn)生裝配誤差，需要焊后進(jìn)行校正結(jié)構(gòu)的平面度。結(jié)構(gòu)形式焊接點(diǎn)較多，校正費(fèi)時(shí)費(fèi)力，所需制作時(shí)間長且成本大。

前后2個(gè)支架在后大梁聯(lián)系橫梁焊接時(shí)，需要調(diào)整前后支架對中度，以便安裝液壓缸和滑動(dòng)裝置時(shí)確保其做直線運(yùn)動(dòng)不跑偏，因此對2個(gè)獨(dú)立支架調(diào)整要求較高。

2）陸側(cè)支架主要承受液壓缸引起的壓應(yīng)力，支架受力轉(zhuǎn)換到支架根部，根部焊縫承受拉壓應(yīng)力，對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求高，尤其是對結(jié)構(gòu)根部的焊縫要求。

3）2個(gè)支架下部結(jié)構(gòu)屬于開口形式，不利于支架轉(zhuǎn)運(yùn)工作，易發(fā)生支架變形。

4）運(yùn)行機(jī)構(gòu)滑塊設(shè)置海側(cè)支架上下槽鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)，安裝時(shí)需要把整個(gè)運(yùn)行機(jī)構(gòu)從支架前端開口處整體滑進(jìn)去，操作不便，維修液壓缸或滑輪裝置時(shí)不能單獨(dú)取出，需要把液壓缸尾部軸先拆除再從支架前端開口處整體移出，所需維修平臺空間大。

5）上層槽鋼端頭部位距離滑輪處鋼絲繩出繩處較近，鋼絲繩松弛時(shí)會(huì)磨到結(jié)構(gòu)，需要增設(shè)抗磨塊。

2 平躺式托架小車?yán)p繞系統(tǒng)張緊裝置創(chuàng)新優(yōu)化

平躺式張緊裝置創(chuàng)新優(yōu)化工作主要以解決現(xiàn)有存在問題為出發(fā)點(diǎn)，同時(shí)考慮盡最大可能保留主要零部件尤其是易損部件和現(xiàn)有平躺式張緊裝置的互換性，有利于優(yōu)化的推廣和應(yīng)用。

2.1 平躺式托架小車?yán)p繞系統(tǒng)張緊裝置優(yōu)化

平躺式張緊裝置創(chuàng)新優(yōu)化從張緊裝置工況分析、主支架受力計(jì)算分析、制作工藝、裝置安裝便利等方面做了全面系統(tǒng)考慮，最終形成了創(chuàng)新優(yōu)化的平躺式張緊裝置，如圖2所示。

圖2 優(yōu)化的平躺式張緊裝置

新平躺式張緊裝置主支架設(shè)計(jì)為一體式支架。縮小支架空間位置，主支架與大梁平面保持一個(gè)平面內(nèi)。取消原支架上部槽鋼。優(yōu)化液壓缸支座受力狀態(tài)，使支座不再承受拉壓應(yīng)力，只受壓應(yīng)力。滑輪裝置可向上整體拆卸，維護(hù)滑輪裝置只需拆除卡軸板即可整體拿出滑輪裝置。增加了防跳裝置，防止滑動(dòng)機(jī)構(gòu)跳動(dòng)，防跳裝置設(shè)有抗磨塊，減少滑動(dòng)機(jī)構(gòu)跳動(dòng)對槽鋼油漆的破壞，同時(shí)降低噪音。增設(shè)了防翻轉(zhuǎn)裝置，防止維護(hù)時(shí)拆卸滑輪裝置時(shí)出現(xiàn)連接架繞液壓缸軸下沉翻轉(zhuǎn)，同時(shí)防止維護(hù)液壓缸時(shí)拆卸液壓缸出現(xiàn)滑動(dòng)架繞滑輪軸下沉翻轉(zhuǎn)。無需增設(shè)滑輪出繩處抗磨塊。上層槽鋼取消，新支架距離滑輪處鋼絲繩出繩處較遠(yuǎn)，鋼絲繩松弛時(shí)不會(huì)摩擦到主支架結(jié)構(gòu)。

3 平躺式張緊裝置創(chuàng)新優(yōu)化的創(chuàng)新點(diǎn)

1）主支架一體式 一體化的主支架受力簡明，對中度高且易保證，制作工藝由繁化簡以及轉(zhuǎn)運(yùn)便利，有效解決了原支架工藝性差，制作焊接結(jié)構(gòu)變形，不存在前后對中度問題，轉(zhuǎn)運(yùn)不會(huì)發(fā)生支架變形現(xiàn)象，在大梁上焊接簡易，解決了原前后支架對中度矯正。

2）改善了液壓油缸支座受力狀態(tài) 改進(jìn)結(jié)構(gòu)，優(yōu)化結(jié)構(gòu)受力，使結(jié)構(gòu)承受單純壓應(yīng)力，提高結(jié)構(gòu)承受能力。

3）滑輪裝置可向上整體拆卸 取消原支架上部結(jié)構(gòu)，滑輪裝置可以整體向上拆卸，液壓缸裝置安裝、拆卸等維護(hù)也簡便。

4）優(yōu)化設(shè)計(jì)裝置增設(shè)了防跳裝置和防墜落裝置。防跳裝置防止運(yùn)行過程中滑輪裝置跳動(dòng)和被鋼絲繩拉起。防墜裝置防止在維護(hù)時(shí)拆卸油缸或滑輪裝置時(shí)滑動(dòng)架翻轉(zhuǎn)和墜落。

5）整個(gè)張緊裝置可提前在制作車間裝配好，整體轉(zhuǎn)運(yùn)到基地現(xiàn)場,減少了零部件二次吊裝、排裝工序，大幅提高了安裝工作效率、縮短生產(chǎn)周期和有效降低人工成本。

6）后大梁維修平臺可縮小。創(chuàng)新優(yōu)化的張緊裝置所需維護(hù)空間小，可以縮小維修平臺，降低制作成。

7）創(chuàng)新優(yōu)化的張緊裝置保證了和原設(shè)計(jì)裝置主要零部件的互換性，對于后期項(xiàng)目續(xù)訂推廣性高。

4 經(jīng)濟(jì)效益和推廣應(yīng)用

1）優(yōu)化的張緊裝置主支架焊接工作量大幅減少，滑輪運(yùn)行處支架不會(huì)發(fā)生焊接變形，避免了矯正工作，滑動(dòng)架設(shè)計(jì)簡單，焊接工作量小，有效節(jié)約了制造成本，1套張緊裝置保守計(jì)算制造成本能節(jié)省約1 600元，1臺岸橋可節(jié)省約3 200元。

2）整個(gè)張緊裝置可提前在制作車間裝配好，整體轉(zhuǎn)運(yùn)到基地現(xiàn)場,減少了零部件二次吊裝排裝工序。整體支架在大梁上找正和焊接工作量相比之前可大幅減少，節(jié)省吊裝時(shí)間和人工成本，同時(shí)也為制造環(huán)節(jié)減少了大量高空動(dòng)火整改工作，避免了部件開刀移位的情況出現(xiàn)，不僅降低了高空作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，而且可避免油漆破壞，完全符合現(xiàn)代化制造漆后不動(dòng)火的趨勢、高空作業(yè)低空化的原則。新裝置大幅提高了安裝工作效率，有效縮短生產(chǎn)周期、降低人工成本，1臺機(jī)至少可節(jié)省人工成本1 500元。

創(chuàng)新優(yōu)化的平躺式托架小車?yán)p繞張緊裝置目前已在國內(nèi)外岸橋項(xiàng)目上推廣應(yīng)用，后續(xù)將全面推廣使用。

5 結(jié)語

創(chuàng)新優(yōu)化后的平躺式張緊裝置工藝性好、制作簡便、轉(zhuǎn)運(yùn)不變形，安裝維護(hù)等便捷，大幅節(jié)省了設(shè)計(jì)、工藝、制作、裝配和維護(hù)時(shí)間和成本。對于續(xù)訂項(xiàng)目來，確保了關(guān)鍵零部件的互換性，減少備件制作成本，更有利于用戶接受和推廣。優(yōu)化設(shè)計(jì)的托架小車平躺式張緊裝置做到了提質(zhì)增效，為全面提高岸橋產(chǎn)品質(zhì)量和港機(jī)高質(zhì)量發(fā)展添磚加瓦。