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河南華東起重機(jī)械設(shè)備公司
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M1625t(KONE)門座起重機(jī)四連桿機(jī)構(gòu)的鉸點改造
時間：2022-03-02來源：起重機(jī)廠家瀏覽次數(shù)：183
四連桿機(jī)構(gòu)鉸點改造連云港港第三港務(wù)公司有2臺M16t/25t（KONE）門機(jī)，其四連桿機(jī)構(gòu)的14個鉸點（雙齒條變幅）軸承，全部為自潤滑球面軸承（也叫復(fù)合軸承或關(guān)節(jié)軸承）。經(jīng)過幾年的運(yùn)行，鉸點軸承的技術(shù)狀況極其惡劣。由于無法進(jìn)行注油潤滑，這種軸承的內(nèi)部潤滑介質(zhì)，隨著運(yùn)行時間的推移，逐漸失去其潤滑的功效（3至5年就開始出現(xiàn)明顯的劣化，并且劣化速度相當(dāng)快），使軸承的相對運(yùn)動面之間的摩擦阻力越來越大，給受力桿件增加附加彎應(yīng)力，甚至造成鉸點咬死、桿件折斷等嚴(yán)重后果。我公司就曾發(fā)生過其中一臺這種門機(jī)，因鉸點的關(guān)節(jié)軸承咬死，造成小拉桿折斷的情況，所幸由于組織人員搶險及時，否則將會造成極其嚴(yán)重的機(jī)損事故。由于這種軸承的相對運(yùn)動面之間的摩擦，門機(jī)長期以來，工作時14個鉸點都在不同程度地發(fā)出強(qiáng)辦、刺耳的異常聲響，作業(yè)噪音相當(dāng)大，給現(xiàn)場工作人員造成嚴(yán)重的精神壓力，同時也給公司的作業(yè)環(huán)境和外部形象帶來一定的負(fù)面影響。
相比之下，我公司的另外4臺門機(jī)（上海港機(jī)廠產(chǎn)）的四連桿機(jī)構(gòu)的鉸點，都采用注油潤滑的調(diào)心滾子軸承，使用已超過13年，狀況仍然良好。經(jīng)咨詢有關(guān)專家并分析認(rèn)為，在門機(jī)上使用這種自潤滑球面軸承的技術(shù)仍不成熟。我公司在有關(guān)專家的技術(shù)指導(dǎo)下，經(jīng)過多次反復(fù)的可行性論證，認(rèn)為對該門機(jī)的四連桿機(jī)構(gòu)的鉸點進(jìn)行技術(shù)改造是可行的（以調(diào)心滾子軸承替代原關(guān)節(jié)軸承，并根據(jù)所選關(guān)節(jié)軸承的外形尺寸改造鉸點），并與上海港通科技發(fā)展有限公司共同合作，較為順利地進(jìn)行了此項技術(shù)改造。改造后通過一系列檢測、測試，各項技術(shù)指標(biāo)和安全性能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到了理想的目標(biāo)，徹底解決了原機(jī)的關(guān)節(jié)軸承存在的問題和缺陷，滿足了門機(jī)的使用要求。
為了保證這項改造項目的成功，我們采取了如下的工藝步序：首先對改造項目進(jìn)行了可行性論證；接著在保證承載能力和外形尺寸的前提下，對調(diào)心滾子軸承進(jìn)行認(rèn)真選型；對鉸點孔和軸進(jìn)行設(shè)計；對原門機(jī)四連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行解體；對鉸點進(jìn)行鏜孔和軸加工并增加潤滑油道，且對新軸承進(jìn)行安裝；安裝并調(diào)試改進(jìn)后的門機(jī)四連桿機(jī)構(gòu)；門機(jī)改造前的鉸點和軸承安裝如。
起重機(jī)改造后的鉸點和軸承安裝如。
鉸點改造為了保證滿足生產(chǎn)工況要求，必須對其進(jìn)行設(shè)計計算。
根據(jù)該門機(jī)的各桿件基本尺寸、各相應(yīng)桿件的重量和重心位置，采用四連桿門機(jī)方案優(yōu)化設(shè)計系統(tǒng)程序，電腦計算得出的各鉸系及桿件*不利工況受力情況如下：平衡梁支承鉸總合力-105.107t大拉桿拉力平衡小拉桿總拉力選用滾動軸承替換原有全部關(guān)節(jié)軸承，由于軸承外徑尺寸的增大，對原結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度會有很大削弱，為此針對各桿件的頭部拉耳，重新進(jìn)行了設(shè)計計算，并以此為依據(jù)將其確定的斷面尺寸反映到各設(shè)計改造圖中（見），其相關(guān)尺寸及應(yīng)力情況如表1.此外：（1）在本次修改中，對連接小拉桿的平衡梁擁及連接大拉桿的象鼻梁側(cè)結(jié)構(gòu)，均未改變原有的尺寸，故應(yīng)視為安全，未作核算連接大拉桿下端的人字架側(cè)，由于滾動軸承是安裝在大拉桿的鋼套里，修改中亦保留了原有的尺寸，因此亦應(yīng)視為安全，未作強(qiáng)度核算。
關(guān)于齒條的連接頭部，因本次改造設(shè)計中在原有結(jié)構(gòu)的支承孔內(nèi)增加了25x今190/付20的鋼套，因此比原有結(jié)構(gòu)有所增表1頭都拉耳材質(zhì)新面尺寸（mm）R外大拉桿小拉桿下鉸*上鉸靖臂架與齒條連接端與小拉桿連接雉強(qiáng)，故不需作強(qiáng)度校核計算。示，其計算及選用型號如表2.各連接鉸的軸與軸承的連接如所表2玟系軸軸承軸徑型號正火處理HB大拉桿小拉桿齒條與襄連接鉸平衡梁支承鉸If架上狡臂架下鉸連接鉸處頭部對接焊縫強(qiáng)度的計算：I=380mm，按結(jié)構(gòu)圖取對接接頭斷面為U0 x380，采用坡口深度為30的環(huán)焊。為安全計，縫長度僅取高度方向的長度的兩條作為焊縫的計算長，即I計=此承載焊縫面積為72x3=216cm2.更換的頭部材料為16Mn，由于原大拉桿的材料不知，在此考慮即使采用Q235并取其此時的，=2000kg/n2，所能獲得的U=1503*76kg/cm2（對結(jié)構(gòu)），而相應(yīng)焊縫平衡小拉桿與臂架的連接中ff架側(cè)弧段連接焊縫計算取弧段連接焊縫的計算長度等于鋼套的外徑，則I計=460mm，且取坡口深度為25，則焊縫的計算篼度=25tg（9（T即使連接構(gòu)件的材料按Q235時：齒條與臂架的連接中臂架側(cè)圓弧段連接焊縫計算取弧段連接焊縫的計算長度為鋼套的外徑，則1計=375mm，且取坡口深度為20，則即使連接構(gòu)件的材料按Q235，由上面計算可知KONE門機(jī)改造前后的兩種鉸點軸承和同型號的上海門機(jī)鉸點軸承對比見表3.表3部位上海門機(jī)改造前KONE門機(jī)改造后KONE門機(jī)逭號動截靜載逭號動蔞祜載型號動載祜載臂上臂下小拉幅臂小拉臂拉A平A拉象改造后經(jīng)過專家的全面檢瀾、測試和數(shù)月的運(yùn)行證明，改造是成功的，各項技術(shù)指標(biāo)和安全性能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)了如下預(yù)想的目標(biāo)：（1）各受力桿件內(nèi)部的復(fù)雜的附加應(yīng)力得以消除，門機(jī)作業(yè)時所產(chǎn)生的強(qiáng)烈、刺耳的異常聲響（作業(yè)嗓音）徹底消失。
（2）14個鉸點都能得到充分、可靠的注油潤滑，有效地消除了各有關(guān)桿件存在的附加的彎應(yīng)力以及其它更多的復(fù)雜的應(yīng)力，消港口門機(jī)預(yù)防超載事故的措施◎李君陳光雷新華態(tài)應(yīng)變測試，找出其*大應(yīng)力峰值出現(xiàn)點，并采取對關(guān)鍵部位、危險部位進(jìn)行加固處理，降低應(yīng)力水平等措施，以防止超栽事故的發(fā)生。
1前言港口裝卸設(shè)備超載作業(yè)的現(xiàn)象時有發(fā)生，其后果非常嚴(yán)重，輕者會引起港機(jī)零部件損壞，結(jié)構(gòu)變形；重者造成斷梁、斷臂和整機(jī)傾覆等重大事故。
為了保證安全，除了加強(qiáng)管理，嚴(yán)格操作規(guī)程外，借助有關(guān)設(shè)備對其進(jìn)行檢測，掌握門機(jī)在超載情況下金屬結(jié)構(gòu)的技術(shù)狀態(tài)，預(yù)防超載事故的發(fā)生，有重要的意義。
2整機(jī)性能檢測2.1檢測方法檢測主要采用應(yīng)變電測法。應(yīng)變電測法是用電阻應(yīng)變片先測出構(gòu)件的表面應(yīng)變，再根據(jù)應(yīng)力應(yīng)變的關(guān)系式，來確定構(gòu)件表面應(yīng)力狀態(tài)的一種應(yīng)力分析方法。其基本原理除了各有關(guān)桿件因此而存在的斷裂的危險，有效地保證了設(shè)備的安全性和可靠性。
（3）―次性投資，設(shè)備終身受益。多年來該門機(jī)也曾幾次更換過同型號的軸承，不僅費(fèi)時費(fèi)人工，而且采用進(jìn)口關(guān)節(jié)軸承花費(fèi)相當(dāng)多的資金，但都只能使用半年就出現(xiàn)同樣的問銓，因此此次改造將給該設(shè)備帶來較長是：將應(yīng)變片按構(gòu)件的受力情況固定在被測構(gòu)件上，當(dāng)構(gòu)件受力變形時，應(yīng)變片的電阻值就發(fā)生相應(yīng)變化。通過電阻應(yīng)變儀將這種電阻值的變化測量出來，并換算成應(yīng)變值或輸出與應(yīng)變成正比的模擬電信號，用記錄儀器記錄此電信號，再作分析與處理。根據(jù)港口門座起重機(jī)在工作時金屬結(jié)構(gòu)的受力特性，測量分兩部分進(jìn)行。一是靜態(tài)應(yīng)變測量：是指在靜態(tài)載荷作用下，測量起重運(yùn)輸機(jī)械金屬結(jié)構(gòu)靜強(qiáng)度特性的一種方法，采用該方法主要是因為我國目前大多采用靜態(tài)設(shè)計的方法來設(shè)計起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)；二是動態(tài)應(yīng)變測量：由于起重機(jī)在工作過程中會產(chǎn)生動載效應(yīng)，此時金屬結(jié)構(gòu)的應(yīng)力在瞬時產(chǎn)生峰值，因此僅采用靜態(tài)測量是不夠的。通過動態(tài)應(yīng)變測量結(jié)果的分析，可以得到結(jié)構(gòu)的固有頻率、動載荷系數(shù)等動力特性值和結(jié)構(gòu)的應(yīng)力期的效益。
徹底消除了門機(jī)的原14個鉸點長期以來作業(yè)時發(fā)出的強(qiáng)烈、刺耳的異常聲響，大大改善了現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境，消除了現(xiàn)場人員的精神緊張壓力，提升了公司外部形象。
從長遠(yuǎn)來講，能有效地給公司帶來明顯的社會效益和直接的經(jīng)濟(jì)效益。
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