大型門(mén)座式起重機(jī)回轉(zhuǎn)軌道加工工藝

牛文獻(xiàn)，張經(jīng)勇

(1.華電曹妃甸重工裝備有限公司，河北 唐山 063210； 2.華電鄭州機(jī)械設(shè)計(jì)研究院有限公司，鄭州 450015)

0 引言

門(mén)座式起重機(jī)是造船廠和港口、碼頭的重要起重設(shè)備，擔(dān)負(fù)著件貨和散貨等的裝卸任務(wù)。門(mén)座式起重機(jī)回轉(zhuǎn)支承裝置主要分為柱式和轉(zhuǎn)盤(pán)式兩大類，而柱式回轉(zhuǎn)支承又可分為定柱式回轉(zhuǎn)支承和轉(zhuǎn)柱式回轉(zhuǎn)支承2種。本文對(duì)某大型轉(zhuǎn)柱式門(mén)座起重機(jī)傳統(tǒng)回轉(zhuǎn)軌道的工藝性進(jìn)行研究，提出一種便于加工和維護(hù)的新的結(jié)構(gòu)形式并在實(shí)踐中加以驗(yàn)證。

1 傳統(tǒng)門(mén)座式起重機(jī)回轉(zhuǎn)軌道的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

回轉(zhuǎn)軌道的制造、維護(hù)非常關(guān)鍵，它的加工制造精度直接影響起重機(jī)整機(jī)回轉(zhuǎn)部分運(yùn)行的平穩(wěn)性、整機(jī)可靠性以及軌道的使用壽命，甚至影響整機(jī)壽命。

圖1為傳統(tǒng)轉(zhuǎn)柱式回轉(zhuǎn)軌道，它的回轉(zhuǎn)軌道采用的是與門(mén)架回轉(zhuǎn)圈直接焊接為一體的結(jié)構(gòu)形式。這種結(jié)構(gòu)形式的特點(diǎn)是回轉(zhuǎn)軌道與門(mén)架回轉(zhuǎn)圈焊后進(jìn)行熱處理并整體加工，能最大限度地保證加工精度，從而保證回轉(zhuǎn)滾輪的平穩(wěn)運(yùn)行和回轉(zhuǎn)軌道的使用壽命。在中小型門(mén)座式起重機(jī)上，由于回轉(zhuǎn)軌道及回轉(zhuǎn)圈的整體尺寸較小，整體加工比較方便，因此應(yīng)用十分廣泛。但這種回轉(zhuǎn)軌道和回轉(zhuǎn)圈焊為一體的結(jié)構(gòu)形式也有局限性：首先是隨著轉(zhuǎn)柱門(mén)座式起重機(jī)起重能力的不斷提高，一體式回轉(zhuǎn)軌道的外形尺寸會(huì)越來(lái)越大，整體加工回轉(zhuǎn)軌道的難度大幅提高，甚至根本無(wú)法實(shí)現(xiàn)整體加工；其次，與回轉(zhuǎn)圈焊為一體的回轉(zhuǎn)軌道一旦出現(xiàn)問(wèn)題，更換軌道的難度很大，成本也比較高。

圖1 傳統(tǒng)回轉(zhuǎn)軌道

2 某大型門(mén)座式起重機(jī)回轉(zhuǎn)軌道的工藝性

某大型門(mén)座式起重機(jī)回轉(zhuǎn)軌道的內(nèi)徑為8.4 m，回轉(zhuǎn)圈外徑達(dá)13.0 m。該大型門(mén)座式起重機(jī)回轉(zhuǎn)軌道原設(shè)計(jì)采用了傳統(tǒng)的整體加工和熱處理方式，受制造廠生產(chǎn)條件和設(shè)備能力所限，要實(shí)施軌道與回轉(zhuǎn)圈焊接后整體加工非常困難。如果采用先對(duì)軌道進(jìn)行單獨(dú)加工和熱處理，然后再與回轉(zhuǎn)圈裝配焊接的處理方案，則極易因焊接變形和巨大的內(nèi)應(yīng)力而導(dǎo)致回轉(zhuǎn)軌道精度超差、開(kāi)裂甚至報(bào)廢。在這種情況下，如果仍考慮整體加工，唯一的辦法就是跨地區(qū)外協(xié)加工。如此龐大的結(jié)構(gòu)件外協(xié)加工會(huì)大幅增加運(yùn)輸和制造成本，因此，對(duì)原設(shè)計(jì)回轉(zhuǎn)軌道與回轉(zhuǎn)圈的連接形式和加工工藝進(jìn)行改進(jìn)就變得非常必要。

3 改進(jìn)措施

為了解決該大尺寸回轉(zhuǎn)軌道無(wú)法和回轉(zhuǎn)圈焊接后整體加工、熱處理的問(wèn)題，技術(shù)人員對(duì)該回轉(zhuǎn)軌道的結(jié)構(gòu)形式、加工工藝、受力模型進(jìn)行了深入分析，并與原設(shè)計(jì)人員進(jìn)行了全面探討，經(jīng)原設(shè)計(jì)人員同意，提出了如下改造方案：將原有的回轉(zhuǎn)軌道分為內(nèi)外2層，內(nèi)層為活動(dòng)軌道，外層為用來(lái)固定回轉(zhuǎn)軌道的軌道基體，內(nèi)外層通過(guò)沉頭螺栓連接，如圖2所示。軌道基體采取適當(dāng)措施加固后單獨(dú)整體加工，以確?；w內(nèi)圈的加工精度，加工完成后與整體回轉(zhuǎn)圈主結(jié)構(gòu)裝配焊接。可拆卸的活動(dòng)軌道均分為若干份，熱處理后分別加工，通過(guò)螺栓和抗剪塊與軌道基體連接，抗剪塊承受因滾輪摩擦而產(chǎn)生的載荷。

圖2 新型回轉(zhuǎn)軌道

該方案的核心是將原設(shè)計(jì)中回轉(zhuǎn)軌道與回轉(zhuǎn)圈焊接后整體加工轉(zhuǎn)化成了軌道基體和活動(dòng)軌道各自分別加工，自有的加工設(shè)備完全滿足軌道和基體的加工需要。在軌道加工精度得到保證、滿足使用要求的同時(shí)，不但降低了加工難度和加工成本，而且使軌道的維護(hù)保養(yǎng)和更換更加便利。

這種內(nèi)外組合式的回轉(zhuǎn)軌道克服了傳統(tǒng)整體式回轉(zhuǎn)軌道加工難度大、費(fèi)用高、更換不便的缺點(diǎn)，回轉(zhuǎn)軌道磨損后可很方便地拆卸更換，以保證起重機(jī)整機(jī)回轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性和可靠性。新型回轉(zhuǎn)軌道大大降低了大型門(mén)座式起重機(jī)的制造難度和制造成本，在確保制造精度的同時(shí)也使回轉(zhuǎn)軌道的報(bào)廢幾率大大降低；同時(shí)，回轉(zhuǎn)軌道的可拆卸方式也使整機(jī)的維護(hù)更加容易，延長(zhǎng)了整機(jī)的使用壽命。

4 結(jié)束語(yǔ)

在造船廠及港口物流行業(yè)中，門(mén)座式起重機(jī)是一種極其常用而又非常重要的大型起重機(jī)械設(shè)備，起重設(shè)備的可靠運(yùn)行及維護(hù)的便利性尤為重要。改進(jìn)后的新型回轉(zhuǎn)軌道經(jīng)過(guò)實(shí)際應(yīng)用，在運(yùn)行的可靠性、平穩(wěn)性以及更換的便利性方面都取得了非常滿意的效果，值得推廣應(yīng)用。

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