斗輪堆取料機(jī)配重結(jié)構(gòu)改造與實(shí)施

駱尚杰

廣州港股份有限公司新港港務(wù)分公司

1 引言

廣州港股份有限公司新港港務(wù)分公司一臺(tái)懸臂式斗輪堆取料機(jī)(以下簡(jiǎn)稱斗輪機(jī))限于碼頭空間，其配重采用鋼絲繩牽引配重塊形式。配重系統(tǒng)由1個(gè)固定配重及1個(gè)重約45 t的活動(dòng)配重構(gòu)成(見(jiàn)圖1)。變幅機(jī)構(gòu)卷筒通過(guò)變幅鋼絲繩使得臂架俯仰，通過(guò)2條配重升降鋼絲繩帶動(dòng)活動(dòng)配重沿配重架的導(dǎo)軌上下活動(dòng)。

該機(jī)配重結(jié)構(gòu)已使用近8年，升降鋼絲繩直徑磨損近7%，即將達(dá)到報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)，且鋼絲繩內(nèi)部無(wú)法觀測(cè)，因此存在鋼絲繩斷裂的安全隱患。一旦其中1條配重升降繩斷裂，活動(dòng)配重將發(fā)生傾斜，可能卡在導(dǎo)軌之間[1]。若操作司機(jī)未發(fā)現(xiàn)升降繩斷裂而繼續(xù)作業(yè)，另外1條鋼絲繩的受力將翻倍甚至更大，發(fā)生損傷甚至斷裂，活動(dòng)配重下墜，整機(jī)可能會(huì)發(fā)生傾覆，造成機(jī)毀人亡事故。因此需要更換配重升降鋼絲繩，同時(shí)改造配重系統(tǒng)，提高設(shè)備安全性能。

1.臂架 2.前拉桿 3.斜支架 4.立柱 5.后臂架 6.固定配重 7.活動(dòng)配重 8.配重鋼絲繩繩 9.變幅鋼絲繩圖1 配重結(jié)構(gòu)示意圖

2 改造方案

該斗輪機(jī)配重結(jié)構(gòu)存在的主要問(wèn)題是，配重升降鋼絲繩只有2條。為提升安全性，對(duì)該斗輪機(jī)活動(dòng)配重升降鋼絲繩纏繞系統(tǒng)進(jìn)行改造，將活動(dòng)配重升降鋼絲繩的根數(shù)變?yōu)?條，并在每2條鋼絲繩之間加裝平衡梁以作斷繩保護(hù)(見(jiàn)圖2)。

1.配重升降繩 2.活動(dòng)配重 3.平衡梁 4.斷繩保護(hù)器圖2 鋼絲繩纏繞系統(tǒng)圖

對(duì)鋼絲繩纏繞系統(tǒng)的關(guān)鍵改進(jìn)如下：

(1)拆除原斜支架左、右2根桿件頂部2個(gè)平衡滑輪，更換為2根平衡梁，每根平衡梁穿2根鋼絲繩。

(2)拆除舊配重升降繩(2根，直徑36 mm，長(zhǎng)度70 m)，更換為新升降鋼絲繩(4根，直徑36 mm，長(zhǎng)度30 m)，連接活動(dòng)配重箱和斜支架。

(3)立柱頂部安裝斷繩保護(hù)器，若該處平衡梁的2根鋼絲繩斷裂1根，平衡梁保護(hù)繩可拉住平衡梁，起斷繩保護(hù)作用。

(4)活動(dòng)配重箱上方鋼絲繩吊耳不變，但對(duì)支座做適當(dāng)加固。

3 施工方案與安全校核

本項(xiàng)目的施工涉及對(duì)斗輪機(jī)主體構(gòu)件的吊裝，若工藝不當(dāng)，則可能造成結(jié)構(gòu)件及鋼絲繩斷裂甚至整機(jī)傾覆、機(jī)損人亡的事故，因此需要對(duì)工藝進(jìn)行詳細(xì)的制定，避免發(fā)生安全事故[2]。

更換配置鋼絲繩需要吊起后方45 t活動(dòng)配重，臂架部分和斗輪部分也需一并吊起才有可能確保平衡。為了保證安全，需進(jìn)行穩(wěn)定性校核(見(jiàn)表1)。

表1 穩(wěn)定性校核計(jì)算

除去活動(dòng)配重、臂架及斗輪部分后，門座、立柱及后臂架等部分合成質(zhì)心為-3.1 m，而大車軌距為7 m(后側(cè)路軌坐標(biāo)為-3.5 m)，因而合成質(zhì)心落在大車路軌之內(nèi)，更換鋼絲繩時(shí)整機(jī)是穩(wěn)定的。

為了確保施工平穩(wěn)，在前臂架頂升與活動(dòng)配重起吊過(guò)程中，慢速放松臂架變幅鋼絲繩，預(yù)先讓臂架底部緩慢擱置在防風(fēng)支架上；用吊車慢速起吊活動(dòng)配重，臂架自然緩慢下落，防風(fēng)支架受力逐步自然增加。同時(shí)需要考慮因吊車鋼絲繩斷裂、油缸失壓等各種原因而發(fā)生吊鉤和活動(dòng)配重突然下墜、造成整機(jī)傾翻的意外情況。為保證意外發(fā)生時(shí)，整機(jī)依然保持平衡，需增加臨時(shí)的活動(dòng)配重保險(xiǎn)繩(件200)連接活動(dòng)配重與斜支架，增加臨時(shí)的斜支架保險(xiǎn)繩(件201)連接立柱及斜支架(見(jiàn)圖3)。

100.防風(fēng)支架(胎架) 101.門座 102.吊車 200.配重保險(xiǎn)繩201.斜支架保險(xiǎn)繩圖3 施工方案示意圖

為確保臨時(shí)保險(xiǎn)繩在出現(xiàn)意外時(shí)能及時(shí)、有效、安全地產(chǎn)生作用，臨時(shí)保險(xiǎn)繩不能過(guò)于松弛。因此應(yīng)預(yù)先進(jìn)場(chǎng)測(cè)量所需要的保險(xiǎn)繩長(zhǎng)度，并合理設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，張緊保險(xiǎn)繩。

鑒于以上的分析和計(jì)算，提出以下施工方案：

(1)斜支架上部焊接配重升降繩、平衡梁限位繩相關(guān)的支座及吊耳。

(2)在立柱頂部及斜支架上部焊接吊耳、支座，安裝斜支架臨時(shí)保險(xiǎn)繩。

(3)在配重箱頂部及斜支架上部焊接吊耳、支座，安裝配重臨時(shí)保險(xiǎn)繩。

(4)將大車行走到錨定位置。

(5)利用變幅機(jī)構(gòu)慢速下降臂架，使臂架底部緩慢地落在防風(fēng)支架上。

(6)用吊車慢速起升活動(dòng)配重，臂架自然下落，最后完全擱置在防風(fēng)支架上。

(7)預(yù)緊斜支架臨時(shí)保險(xiǎn)繩和活動(dòng)配重臨時(shí)保險(xiǎn)繩。

(8)拆除2根配重升降舊鋼絲繩，安裝4根配重升降新鋼絲繩及其平衡梁。

(9)利用吊車下降活動(dòng)配重。

(10)安裝4根平衡梁限位鋼絲繩，連接斜支架及平衡梁。

4 結(jié)語(yǔ)

本項(xiàng)目對(duì)采用活動(dòng)配重平衡的斗輪堆取料機(jī)的配重鋼絲繩纏繞系統(tǒng)進(jìn)行改造，將原來(lái)的2條配重繩改造為4條，并安裝平衡梁和斷繩保護(hù)器。由于項(xiàng)目的施工可能影響整機(jī)穩(wěn)定性，因此對(duì)施工步驟進(jìn)行分析和計(jì)算，提出了穩(wěn)定、安全的施工方案，并依據(jù)該方案順利、安全地完成了改造，可為其他類似設(shè)備的改造提供參考。