桥式抓斗卸船机前大梁挠度修复工艺

桥式抓斗卸船机前大梁挠度修复工艺

杜志防

珠海港鑫和码头有限公司 广东省珠海市 519000

摘要：桥式抓斗卸船机因其技术成熟可靠、对物料和船型适应性好、作业机动灵活和维修工作量小等优点，广泛用于港口码头散货卸船作业中。由于复杂的作业工况和高利用率运行，桥式抓斗卸船机金属结构尤其是前大梁，在使用一定年限后会出现不同程度的下挠变形，影响小车运行机构正常作业，给卸船机安全生产埋下隐患。因此，对于结构挠度变形的卸船机，必须对前大梁结构进行挠度修复。

关键词：桥式抓斗卸船机;前大梁;挠度;修复工艺;

引言

作为散料装卸码头主力装卸设备，抓斗式卸船机主要用于大宗货物如煤炭、沙、矿石、散粮、化肥、水泥的装卸。抓斗式卸船机具有技术成熟可靠、机动灵活性好等优点，主要缺点是间歇作业，有一半是空程，容易产生堆料、溢料等现象。开斗卸料产生的大量粉尘，也对环境造成了不利影响。目前，中国用户占据全球抓斗式卸船机市场一半以上。

1抓斗式卸船机工作原理

抓斗式卸船机工作时，根据货船的位置以及物料的堆积情况，由电液抓斗挖掘物料并从船舱中取出，经回转部件与液压伸缩缸工作，将物料经过回转部件中的导料槽送至料仓上方，至此完成卸船过程。

2主要机构功能

卸船机控制分为起升、开闭、小车、大车等机构运行控制。手动指令由左右机构操作手柄发出，驱动不同电机进行机构动作。控制程序首要解决的问题是驱动电机的同时判断机构运行的位置和状态。由于驱动电机尺寸和成本考虑，结合模型机构运动所需的控制精度，控制程序采用计时器加限位来实现机构状态的判断功能。即对关键位置设置限位进行状态修正，其他情况通过电机速度和运行时间来计算设备状态。以抓斗高度S为例:S=k1*(t1-t3)+k2*(t2-t4)+bt1=上升速度1运行时间t2=上升速度2运行时间。t3=下降速度1运行时间t4=下降速度2运行时间。k1、k2、b为调整合适的比例值及常数。其他机构计算方式与上述计算方式相同或更为简单(只有一种速度):S=k1*(t1-t3)+b对于抓斗的限位设置，主要使用干簧管开关配合抓斗上安装的磁铁，进行关键位置的状态重置，如抓斗起始位，船舱上方，抓斗前极限。同时结合抓斗起升、开闭电机的运行时间，对抓斗起升上限、起升下限、开斗极限、闭斗极限等抓斗极限状态进行限制，防止出现抓斗绳过松或者抓斗冲顶、触底事故。对于大车的限位设置，主要是轨道两侧极限位置的接近开关，通过检测大车两侧行走轮进行安全限制，防止设备出轨。同时结合大车走行电机的运行时间，对大车位置进行计算，根据仓口位置，选择合适的大车停车、作业位置。其他的辅助机构，如司机室走行、接料板起放等，均使用微动开关进行安全保护和位置确认。机构状态确认后，可以进行机构运行。机构运行逻辑如下图:当一种操作模式选中后，锁定另一种操作模式的指令输出;再判断是否起升开闭联动状态后，再决定输出速度。当前模式下无起升上升或下降指令，则程序结束。机构无动作。

3抓斗式卸船机载荷

3.1自重载荷

PG自重载荷是指卸船机钢结构、动力与电气设备及其他辅助装置等的重力。自重载荷的作用方式视计算类型及结构特点而定，整体计算时将自重载荷视为通过各个部件中心的集中力。进行结构刚度和强度计算时，箱形结构的自重沿梁长均匀分布。自重载荷由于起升载荷在不稳定运动时对结构产生的冲击作用，引入起升冲击系数μ1考虑，起升载荷在不稳定运动时产生的垂直附加动载荷，引入起升载荷动载系数μ2考虑。(1)起升冲击系数μ1当起升质量突然起升或下降时，自重载荷将产生沿其加速度相反方向的冲击作用。在考虑这种工作情况的载荷时，应将自重载荷乘以起升冲击系数μ1，0．9≤μ1≤1．1，取μ1=1。(2)起升载荷动载系数μ2当起升质量突然起升或下降时，对承载机构和传动机构将产生附加的动载荷作用。在考虑这种工作情况的载荷时，应将起升载荷乘以大于1的起升冲击系数μ2。μ2的值一般在1．0－2．0范围内，起升速度越大、系统刚度越大、操作越猛烈，μ2的值越大。根据中国机械工业标准汇编(起重机械卷)，取μ2=2。

3.2风载

工作状态下作用在卸船机钢结构上的风载荷。风载荷是由风对迎风物体所造成的空气动力。露天作业的起重机应该考虑风载荷的作用，风载荷的大小和方向均为随机的水平动力，在已知风速和风压的条件下，迎风物体所受的风载荷可表示为:Ｒi=CAiq其中:Ｒi－作用在迎风物体上的风载荷(N)，C－风力系数，Ai－垂直于风向的有效迎风面积(m2)，q－计算风压，Pa(N/m2)(1)风力系数.C风力系数与受风物体的构造、体型和尺寸等因素有关，臂架部分和抓斗为箱型截面，L/H=10－20，查表可得C=1．6。司机室、配重箱及配电柜及电气设备箱，因悬空，取C=1．2。(2)迎风面积.卸船机机构的迎风面积，按其净面积与最不利风向的垂直投影面积计算。所涉及的卸船机的结构中，主要为单片结构和双片结构，且双片结构多为对称结构。(3)风压.计算风压规定为按空旷地区离地10m高度处的计算风速来确定。工作状态的计算风速按阵风风速(瞬时风速)考虑，非工作状态计算风速按2分钟时距平均风速考虑。4)风载.根据创建的几何模型，可直接得到各结构的最大迎风面积。根据迎风物体所受的风载计算公式，可得到抓斗卸船机各主要构件的迎风载荷。

4挠度修复方案及施工工艺

1. 调整拉杆长度，使得左右两侧拉杆铰点处梁面在同一水平度上，且调整后拉杆处的梁面高度不小于铰点处的梁面高度。(2)在梯型架顶部挂10t手拉葫芦4个(两边大梁各对应2个)，手拉葫芦与大梁需调整段中部连接(。为防止大梁旁弯，两大梁间使用活动钢性撑杆连接，间隔5m。(3)拉紧手拉葫芦，将前大梁抬高，并保持左右两侧前大梁在同一水平面上。(4)用两把专用烤枪对前大梁左右两侧腹板同时加热，考虑到加热变形的影响，加热位置在箱梁圈筋处最为适宜。加热温度由温控仪测得，具体控制在500～600℃，钢板为褐色状态。同时，在前大梁腹板加热过程中需及时调整手拉葫芦张紧度，使其始终保持向上的力不变，待修复完成腹板冷却后松掉葫芦。(5)待前大梁挠度修复完成后，在前大梁左右两侧内底部加纵向加强筋2条(70×70角钢)，加筋位置为两侧腹板的延伸处。

结束语

1)小车工作区域内船舱口上方位置，距离主铰点越近，短时加载造成的微塑性变形积累越大;小车工作区域内非船舱口上方位置，短时加载造成的微塑性变形累计挠度一致。2)前大梁的挠度是由不可恢复的微塑性变形积累和刚度弱化造成的可恢复弹性变形共同作用下的结果。在起重机箱型梁挠度修复问题上，对桥式起重机主梁挠度的应修标准进行了探讨，通过分析主梁挠度产生的原因，提出了挠度修复的具体措施。提出了一种桥式起重机桥架钢结构变形的修复工艺，通过火焰矫正法对大梁桥架进行变形矫正，从而使桥架上拱度达到设计要求。介绍了龙门起重机桥架下挠度修复的常用方法，并结合实际应用分析了桥架修复带来的经济效益。

参考文献

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