关键字：抓斗装卸机；悬臂拉杆；维修工艺
引言
抓斗卸船机实际运行的过程中，其悬臂拉杆可以有效的承受吊运车、司机室以及抓斗等全部重量，可以承受150吨的静载荷，但是如果其出现问题则会导致严重后果，针对此文章分析了相关的维修工艺。
1、工程概述
某发电分公司燃料码头的2台KONECRANES公司制造的32t自行式抓斗卸船机，生产率为1500t/I。每台卸船机有2条悬臂拉杆，每条悬臂拉杆由上、下两节钢管组成，外径均为610mm，壁厚=10mm，采用材料为Fe52C。每节拉杆两端与两块耳板焊接为一体。悬臂拉杆的主要作用是：在卸煤作业时，承受悬臂、吊运车、司机室、抓斗的自重和所卸载煤的重量，静载荷大约为150t。在一次日常维护检查中发现，悬臂拉杆和耳板连接处的横向焊缝有多处裂纹。按制造商提供的方案维修后效果不理想，补丁的横向焊缝再次出现裂纹，并最终造成其中1台卸船机悬臂拉杆断裂。
2、维修工艺
1）补丁钢板厚度拉杆原厚度X1.5=15mm。内部衬板采用厚度=5mm的钢板。
2）在耳板外侧和拉杆钢管之间焊接一个合适的卡码，作用是在切割拉杆钢管的补丁孔。
时，防止悬臂拉杆变形。
3）按照尺寸，在悬臂有裂缝的拉杆处切割出补丁孔。
4）所选钢板弯曲成内径约为600mm的管尺寸，在其上切割出相同形状的钢板补丁。
5）将衬板弯曲成内径大约为600mm的形状，按照尺寸，切割出衬板，再按照具体情况切割线将其切割成两半。
6）打磨补丁孔。拉杆补丁孔不需要焊接坡口，但要求焊接面尽可能平整光滑。
7）打磨补丁，要求做45焊接坡口，焊接面尽可能平整光滑。
8）利用衬板上的工艺孔，将两块衬板分别放入补丁孔内部，并从外面点焊固定好。
9）打磨衬板和补丁孔的点焊部位，露出焊肉。
10）焊接补丁钢板。
11）清除卡码。
12）对焊缝进行超声波探伤。
3、方案分析
1）原设计的横向焊缝在长年的卸煤作业的动载荷作用下，已产生裂纹。维修方案在2个耳板的四周人为地切割出孔，再重新补焊一块钢板上去。就算补丁的焊缝本身十全十美，这样的开孔也是对原有结构的极大伤害（相当于人为地增加了一个更长的横向焊缝）。事实证明，补丁的横向焊缝仍然是横截面的薄弱环节。在动载荷的作用下，最先损坏的是增加的补丁的横向焊缝。
2）在制造商提供的设备竣工图纸中，耳板端部与拉杆的连接不是直角焊缝，而是在耳板端部有半径=30mm的圆角过渡焊缝。也就是说，原设计图纸中，耳板与拉杆的连接是没有横向直焊缝的。它应用半圆形状的焊缝连接来减少应力集中在承受动载荷的构件上的影响。维修方案保留直角焊缝，值得商榷。
3）维修方案对挖补丁孔的方法没有特别要求。
4）维修方案中没有标明补丁的材料。
5）焊接工艺中，在厚=15mm的补丁和厚=60mm的耳板焊接时没有要求预热，焊后没有要求保温。
6）方案没有提供可选用的焊条。
7）方案没有提供相应的补丁焊接顺序。
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8）方案虽然要求对焊缝采用100%的超声波检测，但是没有提出焊缝的合格验收标准。
4、故障原因分析
经过较长时问的观察和分析，我们认为，故障原因主要是托绳小车系统锚定错位和司机操作悬臂起伏的方法不正确。
4.1 托绳小车系统锚定错位
托绳小车系统由牵引钢丝绳、托绳小车、滑轮、托架、张紧油缸等组成。４台托绳小车分别放置在主小车的两端，通过５根直径为ｌ8.5ｍｍ的牵引钢丝绳将托绳小车与主小车连为１个系统，由主小车运行带动４个托绳小车移动。主小车无论运行到前大梁最外端，还是行至最大后伸距处，均由托绳小车将下挠的钢丝绳托在可旋转的托辊上，绕绳系统始终使托绳小车与主小车保持一定的距离，并将钢丝绳托在最佳位置。在运行一段时间后，贯穿钢丝绳长度增加，可通过张紧油缸的收缩来调整。当前大梁仰起80时，主小车位于料斗上方锚定位置，而前托绳小车将随着臂架升高。为避免因牵引钢丝绳突然断裂而引起前托绳小车下坠造成事故，对贯穿钢丝绳和前牵引钢丝绳２，在后托绳小车２及后大梁上的水平滑轮处各设置了１对保护接头，在悬臂２组托绳小车对应处设有小车锚定装置，当２根串联钢丝绳中的任何１根断裂时，能够保护前托绳小车不致下坠。牵引钢丝绳的长度在使用一段时间后会发生变化，使小车锚定不能准确到达规定的位置而无法进行悬臂起伏。解决锚定错位问题的办法是调整钢丝绳长度，在钢丝绳使用的最初几个月情况比较严重，１个月内需要调整１～２次。机上使用的18.56×ＳＷ（36）一1850钢丝绳，在拉制过程中钢丝内形成了残余拉拔应力和捻制应力，导致钢丝捻制后发生“错位”，虽然在出厂前已进行校直，但仍然有部分难以“归位”。在加载使用一段时问后，会逐步“理顺”位置，钢丝绳也逐步伸长。这种钢丝绳的伸长率是3.71‰，而贯穿钢丝绳长220ｍ，其余４根牵引钢丝绳长度都是220ｍ，使用一段时间后伸长的长度分别为1.04ｍ和0.82ｍ。前牵引钢丝绳１增长0.82ｍ，滑轮倍率为４，因此前托绳小车１的锚定位置要向大梁前进0.2ｍ；前托绳小车２增长0.82ｍ，滑轮倍率为２，因此前托绳小车１的锚定位置要向大梁前进0.52ｍ。主小车锚定装置可调节距离为10ｅｍ，托绳小车可调整位置为16ｅｍ。原托绳小车锚定座在更换牵引钢丝绳时，一般把托绳小车上的锚定位置对到悬臂锚定座的中间，这样锚定可调整位置只有7ｃｍ，加上主小车可调的距离也只有0.18ｍ，不能满足新换钢丝绳伸长的需要。
4.2 操作方法问题
司机操作起悬臂的方法如下：（１）对锚定的顺序是：前托绳小车２一前托绳小车１一主小车。（２）当前托绳小车１锚定对准有偏差时，提一下抓斗，托绳小车会先往海侧移动一些，再往陆侧移动，利用移动的间隙，把托绳小车１的锚定销轴塞进。（３）当主小车锚定有偏差时，也是提一下抓斗，利用主小车移动的间隙，把主小车的锚定销轴塞进。放悬臂与收悬臂的顺序正好相反。按照正常的操作方法，应该是先把主小车锚定对准，再对前托绳小车１和２，但由于钢丝绳伸长，导致锚定孔对不上，只能采取这样的办法。有的司机因为操作习惯不良或操作不够熟练，提抓斗时速度较快，对锚定座冲击非常大，导致锚定座变形损坏，甚至把底板撕裂，无法收悬臂。由于锚定的限位底座直接焊在锚定上，当锚定座变形时，当悬臂水平时正好在Ｉ临界状态；当悬臂起到1/4—1/3处时，前托绳小车会往下移动，锚定销轴受力，限位距离增大，此时限位触点松开。由于锚定限位与悬臂起伏电气上是联锁的，所以，限位一失效，悬臂起伏就不能动，而该故障在司机室显示屏上是没有显示的，司机也不知道是什么原因，只得让电气维修人员来处理，所以每次处理故障时间都比较长。
5、结语
综上所述，日常维护工作中如果发现悬臂拉杆，或者其与耳板连接补位的焊缝处等方向出现了裂纹等问题的话，必须要及时对其进行维修，分析问题成因，以及最有效的解决方法。
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论文作者:徐兆增
论文发表刊物:《建筑实践》2020年第1期
论文发表时间:2020/4/27
标签：小车论文; 悬臂论文; 钢丝绳论文; 抓斗论文; 拉杆论文; 补丁论文; 横向论文; 《建筑实践》2020年第1期论文;