摘要：GYT-200C型液压提升装置为我公司所购置的一套大型起重设备，本套设备购置于2007年9月，先后承担过24个170t以上的发电机定子吊装，现经检查，发现一些部位磨损老化严重，存在安全隐患。为确保吊装过程中设备和人的安全，对提升装置各部件进行了一定的检查维修，排除了存在的安全隐患。并且根据以往对GYT-200C型液压提升装置使用的经验，设想以后可能遇见的情况，对设备做出了一些改进，为公司以后承接安装工作打下了良好的基础。
关键词：GYT-200C型液压提升装置；起重设备；磨损；维修；改造
1、设备概况
1.1、设备简介
起重设备是生产的重要的物质基础，工程施工的每一个节点，都与起重设备的发展有着密不可分的联系。
本装置型号为GYT-200C型液压提升装置，与常规起重设备不同，它对物体的提升基于液压千斤顶工作原理。其液压千斤顶为空心式，千斤顶活塞上端设有上卡紧机构，缸体下部设有下卡紧机构。上下卡紧机构之间穿着承力钢索，钢索下端通过下锚头与吊装件相连接。当液压千斤顶、液压泵站和电气控制台组成系统后，液压泵站输出的压力油推动液压千斤顶活塞作往复运动时，上、下卡紧机构交替进行负荷转换（卡紧或放松），从而将穿在其间的钢索按行程提升或下降，实现重物的提升或下降吊装作业。
1.2、工作原理
液压提升装置分带负荷上升、带负荷下降两种基本工况。
带负荷上升工况：此工况中卡紧机构的卡爪只有锁紧、放松两种状态，是靠机械自锁的。上卡爪带负荷，处于锁紧状态，下卡爪放松，活塞升，负荷提升。活塞回缩过程中，负荷从上卡爪转到下卡爪，重物约有几毫米的降落，吊物悬停，接着活塞空负荷返回。
带负荷下降工况：此工况中卡紧机构的卡爪有锁紧、放松、提起三种状态。活塞处于0位时，负荷在下卡爪，上卡爪由放松转为提起。活塞空负荷上升至170位，上卡爪放下，主液压缸下腔油压力升高，活塞承载，负荷从下卡爪转到上卡爪。行程到了200位，上卡爪锁紧，下卡爪放松后被提起。在此过程中，重物约有几毫米的提起。活塞下降，负荷随之下降，降到行程30位时，下卡爪放下，活塞继续下降至0位，负荷从上卡爪转到下卡爪。
2、维修原因
GYT系列钢索式液压提升装置从购置已有10年时间，先后承担过24个项目的发电机定子吊装，在多次使用后，一些部位已经磨损老化严重，存在安全隐患，液压油系统存在渗油、漏油现象。为确保今后的吊装的安全，计划通过全面解体设备、清洗检测主要部位、修复更换零部件、使设备恢复功能和额定状态，基本达到出厂要求。
3、检查与维修
3.1、卡爪、锚头
锚头由锚座压板拉杆卡爪等组成，它是承载钢索和吊装件联接的关键部位，因此比较重要。锚头分为上锚头与下锚头，解体上锚头仅需拆除压板螺丝即可，检修下锚头需将200t液压千斤顶反转180度。
解体锚头，拆除24套卡爪，清理卡座爪窝，检查卡爪及配件（O型圈、导向螺钉）是否完好。清理更换磨损严重或断裂的卡爪并对受损的O型圈和导向螺钉进行更换。更换完毕后安装卡爪，须向卡座爪窝内均匀涂一遍3号二硫化钼锂基润滑脂（薄薄一层），切记不可在卡爪上涂抹。
为防止导向螺丝松动，在将导向螺栓与卡爪拧紧后，再在导向螺栓螺纹处滴一滴502胶水。
3.2、钢绞线
钢绞线是连接箱型梁与液压千斤顶的主要受力部件，本套设备使用的是选取φ15.2mm-1860Mpa的钢绞线，为防止吊物吊起后发生旋转，钢绞线为左旋、右旋交叉穿装，每个千斤顶需穿12根左旋12根右旋。旧的钢绞线共计192根（两套）在多次使用后，安全系数已大大降低，需重新更换。
根据国内中、大型火电汽机厂房及汽机平台高度，我们截取48根24m左旋钢绞线，48根24m右旋钢绞线用于300MW火电机组定子吊装，截取48根30m左旋钢绞线，48根30m右旋钢绞线用于30MW火电机组定子吊装。钢绞线截断后需用火悍将两头焊接锤尖，并在两头刷红、绿两种颜色区分24m与30m。
3.3、液压油油质
本设备采用一泵站供二千斤顶的形式，每套装置由一台泵站向两个液压千斤顶提供所需压力油，泵站内部油路采用集成回路，泵站与液压缸间采用橡胶管连接。油内水分、灰度、酸值必须符合液压油的相关规定，为保证油的洁净，各油泵吸油口处都有网式滤油器，检查发现油站进出口过滤器均已无法使用。
泵站油箱为密闭式，油箱容积为600L，由于油质老化，应更换油箱中的液压油，打开油箱底部排油阀，排出脏油，将油箱清理干净。
为保证在以后使用过程不发生漏油现象，导致吊装出现安全隐患，逐个检查液压泵油系统的密封与清洁，拆卸各液压阀，用煤油清洗，并更换“O”型密封圈。
更换已经严重污染的滤芯（油泵进出口滤网型号为：HDX-100x10，ZSX-400x10）。
系统检查完毕后，根据设备说明书，重新注入L-HM46（GB11118.1-94）型抗磨液压油新油，由于注油口处装有空气滤清器，注油时，将空气滤清器拆下，再注入新的液压油。
3.4、电气系统
GYT-200C型液压提升装置电气部分分为两种控制形式，一种为液压泵站就地运行控制（一台液压泵站驱动两台液压千斤顶）实时对两台液压千斤顶进行集中控制，另外一种为电气控制柜集中控制（两台泵站驱动四台千斤顶）
泵站就地控制系统硬件部分以西门子公司的可编程控制器为主体，由主机单元CPU S7-312，电源模块PS307，输入、输出模块、开关电源、以及按钮指示灯组成。
电气控制柜用操作/显示单元（触摸屏）TP270-10链接两台泵站实现集控操作
检查电气控制系统（主机单元CPUS7-312、电源模块PS307、开关电源），并对控制回路进行清扫。控制系统除部分接头松动外，无其他问题。
电气部分主要受损部位大多都在电缆和控制线，全面检查电缆、控制线（包括控制线接头）情况，对受损的电缆、控制线进行更换。并用500V摇表，检查电缆绝缘、电机相间、相地的绝缘，绝缘电阻大于4MΩ。
更换了性能降低和损坏的元器件，使电气部分恢复到最佳状态，检查各操作按钮、选择开关、急停按钮、蜂鸣器、指示灯、断路器、交流接触器、热继电器、漏电保护器、大小电机、开关电源端子排等元器件，对性能降低的电气元件进行更换，清扫、检查、端子紧固。
3.5、液压系统
系统检修完毕后，对整个液压油系统整体做耐油压试验，设备设计每个吊点最大负荷为1960KN，对应系统压力为19Mpa。液压千斤顶活塞工作行程为200mm，正常运行中，活塞上升行程达到200位后，接近开关打开，加压会自动停止，系统压力和起重重量密切相关。
为了在空负荷的状态下做19MPa的耐油压试验，需在千斤顶上升至100位后，将数据线拔掉，系统感受不到活塞到了200位，会一直上升加压，直到压力达到19MPa。压力到达19Mpa后，保持10min，检查液压油系统，各个管路，有无漏油，电气系统是否正常，油泵是否运作正常。排除所有故障后，按下下降按钮，活塞下降，系统油压恢复到空载水平，打压成功。
3.6、箱型梁
箱型梁是吊装时力的主要载体，箱型梁直接关系到吊装的安全。各个箱型梁在多年的使用后，有一定安全隐患，对此需要对箱型梁一定的进行加强和改造。
由本公司金属实验室对各个箱形梁全面检测，检测钢板与焊缝有无裂纹，对有问题的部位打磨补焊，使之能够满足吊装任务。为防止以后出现问题，在跨度最大的箱形梁四面贴合焊接20mm厚的钢板用于加强。
4、设备改造
4.1、箱型梁的改进
4.1.1、概述
在以往300MW、600MW定子吊装中，为了克服转向困难，通常箱型梁下会绑扎一个450T大钩，绑扎大钩工作耗时长，耗费人工太多。并且吊装1000MW定子时，绑扎450t大钩，会出现起升高度不足，无法转向的问题，造成定子无法顺利就位。
因此需要对箱形梁进行改造，为了转向容易，我们仍然采用固定450T大钩的方式，通过对大钩的观察发现，滑轮组占用了一定的起升高度。为了降低起升高度将大钩滑轮组去掉，采用销轴方式将450T大钩与箱型梁连接，解决了起升高度不足，无法转向的问题。
完成销轴式联接设计图如图1所示，其中吊耳与箱型梁为焊接
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图1：箱型梁与吊钩连接图
4.1.2、吊耳与销轴校核
箱形梁下吊耳校核，箱形梁Ⅱ与450t大钩采用4只销轴连接，箱形梁上每个连接点采用2只焊接吊耳，共计8个吊耳，吊耳、销轴外形尺寸如图2。
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图2：吊耳、销轴尺寸图
吊钩总受力按400吨计算
每只吊耳承受的载荷为Q=400000/8=50000Kg=490000N
每只销轴承载力：P=400t/4=100000Kg=980000N。
吊耳承压应力校核
σ=（KQ/δd）×（（R²+r²）/（R²-r²））≤［f］
σ=（1.1×490000/（50×120））×（（180²+60²）/（180²-60²））≤［f］
σ——板孔壁承压应力，MPa；
δ——吊耳厚度，δ=50mm；
d——板孔孔径，d =120mm；
R——吊耳板外缘有效半径，R=180mm；
r——板孔半径，r =60mm；
［f］——吊耳板材料抗剪强度设计值，Q235钢材取［f］=140MPa；
计算σ=112.29Mpa＜［f］。
因此吊耳强度符合要求
吊耳焊缝强度校核：
σ=KN/（hL）=≤βf
σ——垂直于焊缝方向的应力，MPa；
N——焊缝受力，N=1.4Q=1.4×490000=686000N；
h——焊缝的计算厚度，h=30-3=27mm；
L——角焊缝的长度，L=B-20=480mm；
β=正面角焊缝的强度增大系数这里取1.0
f=角焊缝的强度设计值，Q235钢材取f=160N/mm²
σ= KN/（hL）= 1.1×686000/（27×480）=58.23Mpa＜［f］。
因此吊耳焊缝强度符合要求
销轴应力校核
销轴最大弯曲强度计算：
Mmax= PL/4=980×0.2/4=49KN•m
W=πd³/32=169646mm³
σmax=M/W=288.8N/mm²＜［σ］=360 N/mm2
销轴最大剪应力计算：
τmax=16P/（3×πd²）=115.53N/mm²＜［τ］=125N/mm²
销轴平均剪应力计算：
τ=P /（2×πr²）=43.33N/mm²＜［τ］=125N/mm²
因此销轴强度符合要求
4.1.3、实际制作
根据设计图完成吊耳加工，吊耳焊接在箱型梁上，并由本公司金属实验室进行焊缝无损检验，检验结果合格。
对改造好的箱式承载梁喷砂除锈、刷漆。
4.2、钢绞线穿装
液压提升装置安装时，钢绞线需从上之下依次穿过千斤顶、疏导板、箱型梁、底部锚头，24个孔洞依次对应，不能有穿错的现象，一旦穿错24根都要重新穿装。因此每次穿钢索时为保证无误差，先穿完千斤顶与疏导板，然后将疏导板拉下来落在箱型梁上，再通过疏导板一根根穿底部锚头（底部锚头用倒链拉起，悬挂再箱型梁下边），这样的穿装方法慢，错误率高。
为提高穿钢索效率，我们利用这次检修，在每个千斤顶、疏导板、底部锚头孔洞上都打上钢号，24个钢绞线孔洞共分为两圈（内圈8个外圈16个），在外圈选定一个孔洞编号1，用于固定起点，顺时针依次在内圈编号2—9，在外圈顺时针依次编号10—24，编号详见图3。按照编号穿钢绞线可一次穿过千斤顶、疏导板、箱型梁、底部锚头，不会出现差错，大大提高了工作效率。
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图3：钢绞线穿装编号
底部锚头在穿钢绞线时要用倒链拉起，工作效率慢，利用本次检修我们制作2个桶状支架，撑起底部锚头，提升了工作效率。
4.3、操作平台制作
定子吊装时为保证操作人员安全，方便油系统连接，需要在行车上搭建临时平台，搭设平台耗时长，耗费人工多。
为减少重复工作，我们决定制作两个操作平台，每次只需将平台吊到行车小车上即可。由于全国电厂中、大型火电机组配套行车小车轨道跨距均在4m-5m之间，平台尺寸选用6.4m×1.8m，平台栏杆可拆卸，使用时插上栏杆，运输时拔下栏杆，可减少运输空间。
5、后期维护
通过各项控制措施，GYT-200C型液压提升装置最终完成检修，并且先后完成两个325t、三个180t发电机定子吊装就位，本次检修的成果得到了充分的验证。
但是只维修和改造是远远不够的，还要有更科学化管理，为此，我们制定了以下几个制度，保证本套设备能够安全高效运行。
5.1、制作专用存储集装箱
钢绞线由于不能刷漆防锈，需要专用的存储空间，油站、千斤顶、油管、电缆等更需要妥善保存，为保证运输和安装的便捷性，我们根据运输车限高、限宽的要求，制作专用的集装箱房子，将本套设备及工器具统一存储。集装箱房的房顶为可拆卸式，方便吊车工作。
5.2、检修维护验收制度
为保证每次使用设备性能都能达到最好，在使用前都必须对设备进行必要的解体检修，检查卡爪、锚头情况。解体检查完毕后，在地面组合设备试运，判断设备的声响、磨损、温度以及各紧固件是否达标，检查液压油系统、液压油油质、油量情况，做耐油压试验，如有漏油渗油现象要及时检查更换密封填料。检查电气控制系统，传输传输是否正常，电气元件如有损坏及时更换。
检查后如实记录结果并填写验收表格，并组织所在项目技术负责人进行验收。
使用完毕后，所有部件和工具应放回集装箱，码放整齐，考虑运输过程中的颠簸，不同物品间应做隔离，封闭集装箱前填写验收表格，并组织所在项目技术负责人进行验收。
设备闲置存储在库房时，日常维护也是必不可少的，主要检查集装箱房子的防锈老化情况，并做相应处理。
5.3、制作管理台账
GYT-200C型液压提升装置使用周期长，使用地点分散，使用人员复杂，应该建立使用台账进行管理。详细记录每次使用的千斤顶、油站、钢索编号，详细记录出现的问题，更换备件情况，方便下个项目使用时作为参考。
对于每个项目的检修维护情况也要归档保存，验收与记录台账保存于集装箱房中，不得借用。
5.4、培养专业的操作人员
根据设备其特定的操作程序，规范操作人员的操作方法和操作习惯，保证每次可以无差错的使用。培养操作人员遵守维护验收制度、台账管理制度，做到心中有数。培养各项目负责人了解验收制度，用于监督管理操作人员。
6、总结
由于GYT-200C型液压提升装置为特种起重设备，维修和改造需要严谨，整个过程都有专业人士严格把关，但是设备日常管理工作也是不可忽视的一个重要环节。设备老化是不可避免的，只有做好管理，才能以最小的维修成本、快捷的维修时间获得最大的效益回报。我们有理由相信，通过我们的努力，一定会创造更好的经济效益。
参考文献：
[1]《GYT-200C型钢索式液压提升装置组装、使用与维护说明书》（国网北京电力建设设计院）；
[2]《液压设备检修技术标准》
[3]《电力建设施工及验收技术规范》火力发电厂焊接篇DL/T5190.4-2004
[4]《起重机设计手册》2013年版；
[5]《电力建设安全工作规程》DL5009.1-2014；
论文作者:孙启
论文发表刊物:《基层建设》2019年第31期
论文发表时间:2020/4/2
标签：液压论文; 千斤顶论文; 设备论文; 液压油论文; 泵站论文; 活塞论文; 负荷论文; 《基层建设》2019年第31期论文;