标准舟节保养翻转机构的设计
王永辉
(铁道战备舟桥处，山东 齐河 251100)
摘 要 ：针对单位日常进行标准舟节维修保养的需要，利用库房外器材晾晒场地现有的桁吊，增加1套电动葫芦吊钩，分别同时起吊标准舟节两端面，在标准舟节悬空状态下利用电机带动齿轮进行轴向旋转，实现翻面，最大限度保证浮箱翻面时人员和设备的安全。为战备器材的储备、维修、保养，启发了新的思路，具有较高的实用价值。
关键词 ：标准舟节；翻转；桁吊；电机；齿轮
标准舟节(浮箱)在我单位的储备数量达数百个，每年完成战备训练任务以及施工结束回撤都需要进行常规性维修保养。标准舟节为一长方体钢框架结构，外表面为6 mm的钢板，外轮廓尺寸为9 m×2.7 m×1.65 m，单个重量约4.65 t 。在进行标准舟节维修保养的时候，做完上部外露面的除锈刷漆保养后，需要进行整体180°翻转，使底面朝上再进行保养；整体保养完毕后，再次翻转使顶面朝上。长久以来，均是使用桁吊或者汽车吊吊装进行翻转，但在作业过程中，此操作存在严重的斜拉起吊和钢丝绳磨损现象。这种做法既不利于人员安全作业和设备安全操作，也不符合起重作业标准化的规范要求，工作效率也极其低下。针对该现象，结合标准舟节的结构特点，根据现场实际情况，进行翻转过程的状态和受力分析，特提出此办法，供参考。
1 设计思路
在器材晾晒场地的桁吊主梁上安装2套电动葫芦，在标准舟节长9 m的两个端面上装配加工件与标准舟节连接，加工件上安装吊带钢板，两端两个吊点同时起吊使标准舟节悬空，由安装在吊带钢板上的电机减速机驱动齿轮传动，使得加工件沿中心轴同时旋转，实现标准舟节悬空翻转至底面朝上，然后落地开始保养。该设计思路能使翻转机构结构简单、投资少、不易磨损、翻转平稳、安全便捷、工效高。
2 翻转机构的具体设计
2 .1 设备配套
原来的晾晒场地桁吊只有一套电动葫芦，使用2根长15 m的∅19.5 mm的钢丝绳捆绑标准舟节起吊。此次翻转机构设计的最初设想是用电动葫芦配合扁担梁起吊标准舟节，经过进一步分析和比较后否定该设想，其原因为：①扁担梁太长(超过9 m)，致使所用型钢型号偏大而结构复杂且笨重；②扁担梁跨中吊点起吊不易控制平衡，操作不便、不够安全。综合以上不利因素，决定在桁吊主梁上再增加一台具有同样起重能力的电动葫芦，实现两端两个吊点既可以单独操作、又能同时起吊，作业程序平稳、灵活、安全。如图1所示。
[42]央广网：《对接“一带一路”倡议，柬埔寨文化旅游发展迎来新契机》，http://dl.cnr.cn/tnhb/20171031/t20171031_524007040.shtml，2017年10月26日。
图1 双吊点桁吊示意图
2 .2 加工件制作
标准舟节的两端面构造如图2所示，在上部有一排水平方向的螺栓孔(包含两个∅36 mm的拉紧螺栓孔)，在下部有凹凸接头以便标准舟节与标准舟节纵向连接。根据标准舟节的构造特点，加工2块比标准舟节端面尺寸略小的20 mm厚的钢板法兰，在钢板法兰的上部加工两个孔和拉紧螺栓孔位置相对应，在钢板法兰的下部分别对应标准舟节凹凸接头的位置焊接水平和竖向加强钢板，在水平钢板上加焊自加工的凹凸块与标准舟节原有的凹凸接头互相契合连接。如图3、图4所示。
钢板法兰上部和标准舟节端面之间通过拉紧螺栓孔穿钢销连接，下部通过凹凸接头连接。在钢板法兰的中心点位置开孔焊接∅80 mm的圆钢作为承重转轴，用20 mm厚的长条形钢板作为吊装用吊带。为了减小摩擦使得旋转翻转轻便可行，吊带钢板一端开孔并镶嵌安装轴承，用钢板加工轴承端盖(安装黄油嘴，并提前对轴承涂满黄油)，把轴承固定在吊带钢板内，轴承内圈和圆钢转轴过盈配合连接。钢板吊带、钢板法兰、轴承和圆钢转轴之间的装配局部剖面如图5所示。
图2 标准舟节端面构造示意图
图3 钢板法兰示意图 (单位 ：mm )
图4 自加工凹凸块和丙丁钩啮合示意图
2 .3 转轴部件制作
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图5 装配局部剖面示意图
2 .4 电机减速机和齿轮安装
在使用过程中，务必保证轴承工作时的同心度。
图6 电机减速机和齿轮安装示意图
3 翻转机构的应用
翻转机构中最核心的构件是轴承部分，根据荷载需求和构件尺寸特点，选用型号为6316的深沟球轴承。该单个轴承基本额定动荷载Cor值为86.5 kN，两端两个吊带共两个轴承能承受动荷载约173 kN，标准舟节和其它配件合计重量约5 537 kg，安全系数173 kN/55.37 kN=3.13，满足使用要求。
4 相关技术问题
4 .1 轴承参数
图7 翻转作业操作顺序示意图
图8 工作状态示意图
加工件加工安装并装配完毕，准备工作完成后，开始在器材晾晒场地进行试吊装。作业顺序如下：第一，先确认钢板法兰和标准舟节两端贴合紧密；第二，缓慢起吊，使得自加工凹凸块和标准舟节原有丙丁钩完全啮合；第三，插入拉紧螺栓孔的连接钢销；第四，确认连接稳固后，检查桁吊的两个电动葫芦吊钩保证垂直起吊，然后专人指挥两端同时起升，起吊至离开地面一定高度后停止，启动电机开始旋转。翻转作业操作顺序如图7所示，整体工作状态如图8所示。
为了实现安全生产和规范作业，该翻转机构采用电机驱动齿轮传动的方式进行。具体做法为：在钢板吊带和钢板法兰装配完成后，在圆钢转轴伸长端安装从动齿轮并通过在从动齿轮侧边加焊轴套用螺栓插销和圆钢转轴固定，然后现场摆放主动齿轮的位置，在保证主从动齿轮啮合完好的状态下，在钢板吊带上焊接钢板支架，把立式减速机栓接固定在钢板支架上，最后起吊翻转机构，给电机通电，试运转。电机减速机和齿轮安装如图6所示。
4 .2 操作注意事项
为了保证本翻转机构的正常使用，在使用过程中需要特别注意以下作业环节：其一，起吊过程中保持电动葫芦吊点的垂直度；其二，起吊过程中保持两端的吊点起升高度一致；其三，标准舟节翻转前，保证最小起升净高度，满足标准舟节旋转所需的空间。
5 应用效果
此办法比之通过钢丝绳斜拉硬拽使用汽车吊进行标准舟节翻转更加合理：其一，晾晒场地固定，翻转机构可以和晾晒场地配套的桁吊配合使用，不再额外投入其他机械设备，节省了成本和费用开支；其二，使用该翻转机构使标准舟节整体悬空，在悬空状态下通过其重心轴转动，安全性能大大提高；其三，使用该翻转机构不再需要标准舟节延续传统的贴地“滚动式”翻转，可以原位置翻转，节约了作业场地；其四，标准舟节维修保养工作常年进行，使用专用配套工具配合维修保养作业，能实现标准化作业的基本要求。
（1）通过对超级奥氏体不锈钢UNS N08367材料焊接性分析，该材料焊接过程中易产生热裂纹的缺陷，特别是应力较大定位焊位置，以及根部焊道、弧坑等位置。选择合适的焊接材料、焊前严格清理坡口及合理的焊接顺序以减少接头应力，严格控制热输入及娴热的操作技巧，可以避免焊接过程中热裂纹的产生。
6 结束语
该翻转机构加工和安装简单、可长期重复使用、操作便捷、不易磨损、成本低、工效高、实用性极强，一举解决了舟桥处建处以来数十年间标准舟节翻转困难的问题，为战备器材的储备、维修、保养启发了新的思路，经济效益十分显著，具有较高的实用价值。
The Design of the Reversing Mechanism for the Maintenance of Standard Boat Sections
WANG Yonghui
(The Pontoon Department of War Preparedness of China Railway,Qihe 251100,China)
Abstract :Aiming at meeting the daily requirements of our unit in maintaining standard boat sections, and also in order to make full use of the present truss cranes in the airing field of the storehouse for the equipment of our unit, we have a set of electric hoist hooks added respectively to lift both the end surfaces of the standard boat section at the same time, and then an electric machine is used to drive the gear to make the standard boat section axially overturn when it is hung in the air so as to ensure the security of both the workers and the equipment to the greatest extent when the overturning operation is carried out.This new method provides a new thinking way for storing,maintaining and repairing our combat readiness equipment. And the method is also of much value in practicability.
Key words :standard boat section;reverse; truss crane;electric machinery;gear
DOI ：10.13219/j.gjgyat.2019.01.003
中图分类号 ：U445.7
文献标识码： B
文章编号： 1672-3953(2019)01-0009-03
收稿日期 ：2018-10-17
作者简介 ：王永辉(1974—)，男，高级工程师，主要从事深水桥梁基础施工、钢结构加工安装施工工作。271016846@qq.com