斗輪取料機桁架復原工藝技術

翟永革，　翟　勝，　Thuir，　刁利華

（中交一廣韶加裝工程建設股份有限公司，　青島　300450）

全文：為復原斗輪取料機損壞桁架，依照當晚前提和電子設備交貨的前述情形，確認復原工藝技術流程，排序樁基PT5716SB0，科學合理優(yōu)先選擇樁基起重和船舵，并制定科學合理有效率的訂貨舉措，確保復原產(chǎn)品質(zhì)量和工作臺安全可靠，達至市場預期的復原效用。

關鍵字：海港；斗輪取料機；桁架；復原工藝技術

0引　言

斗輪取料機是散貨碼頭中用于連續(xù)取料的專用電子設備，連同帶式輸送機及裝船機等電子設備，能夠滿足散貨裝船出港的工藝技術要求。

北方某煤碼頭3 000 t/h斗輪取料機維修更換配重時，斗輪桁架前部發(fā)生彎曲，前端斗輪觸地。斗輪取料機桁架折斷示意圖見圖1。發(fā)生此情形后，中交一廣韶加裝工程建設股份有限公司（以下簡稱公司）迅速制作支撐架對桁架進行支護，并制定取料機復原方案，復原后的斗輪取料機須適應原有的取料工作臺。

圖1  斗輪取料機桁架折斷示意圖

桁架復原的重點和難點在于穩(wěn)定取料機機身和避免結構變形。在拆除前端斗輪和損壞臂架后，后配重架部分的重力大于桁架重力，可能會造成機身向后配重一側(cè)傾覆，需要進行受力排序，以便做好支撐。在斗輪及斗輪桁架部分拆除過程中，需要做好支撐保護，防止二次損害。本文針對斗輪取料機桁架已折斷的情形，進行桁架復原工藝技術的研究。電液推桿

為確保電子設備在最短時間內(nèi)恢復生產(chǎn)，將取料機損壞臂架送到工廠加工制作，并在當晚進行替換，即保留桁架至回轉(zhuǎn)中心后段部分，將桁架前段（保留與斗輪平臺連接部分）全部進行重新制作并進行更換，其他損壞部件當晚進行更換。

1復原前準備

1.1　施工當晚布置

施工當晚需要1塊臨時施工用地，地點位于斗輪取料機附近空曠場地，要求單機兩側(cè)100 m范圍內(nèi)設置施工隔離區(qū)，采用混凝土隔離墩進行隔擋。隔離區(qū)域內(nèi)設置吊車工作臺區(qū)域、工屬具存放區(qū)域及材料存放區(qū)域等。

1.2　技術準備

在復原施工前，施工技術人員編制詳細的復原方案，組織施工人員進行方案會審，經(jīng)過公司專家組及使用單位專家組審核后進行實施。

施工班組應掌握工作內(nèi)容、施工程建設序、施工規(guī)范及施工部位的技術關鍵點等，編制施工過程控制的工藝技術文件，制定特殊工藝技術控制程序。

1.3　勞動力安排

本工程建設為綜合加裝工程建設，施工人員包括鉗工、起重工、水暖工、電焊工、氣焊工、電工、電調(diào)工、油漆工、架子工、測量工、鉚工和硫化工等，依照工程建設進度情形可隨時進行增調(diào)，以滿足加裝需要。

1.4　施工機械的安排

當晚加裝前須組織機械電子設備的調(diào)遷，及時進入當晚及加工區(qū)域。施工中的機械電子設備依照每日施工安排統(tǒng)一調(diào)度，以提高機械使用率。電液推桿

2復原前檢測

在斗輪桁架復原前，對斗輪取料機整機進行檢查，并重點對桁架部件及電子設備進行檢查和檢測，并統(tǒng)計整理損壞情形，為復原工作做好準備。

斗輪取料機檢查內(nèi)容包括：對斗輪取料機重點位置及電子設備進行檢查；對斗輪驅(qū)動裝置進行檢查；對斗輪傳動軸及軸承進行檢查；對斗輪結構進行檢查；對桁架皮帶機進行檢查；對俯仰鋼絲繩進行檢查；對司機室及其平臺鋼結構進行檢查；對潤滑和灑水系統(tǒng)進行檢查；對平臺、梯子、欄桿、腳踏板等附件進行檢查；對斗輪高低壓電纜和控制電纜進行檢查；對司機室內(nèi)外部電纜進行檢查；對防撕裂、拉繩、跑偏、打滑等開關進行檢查；對皮帶秤系統(tǒng)進行檢查；對照明系統(tǒng)進行檢查；對GPS定位儀和監(jiān)控系統(tǒng)進行檢查。斗輪取料機具體檢查內(nèi)容見表1。

3復原工藝技術

3.1　穩(wěn)定機身

首先，將取料機機身進行錨固，將回轉(zhuǎn)機構鎖死。為防止在拆除斗輪平臺及桁架前段時發(fā)生后仰傾覆，在中部俯仰拉繩位置增加配重。配重加裝示意圖見圖2。選用4電液推桿組俯仰后配重塊（80 t的配重）作為地面固定端，配重塊放置在中部俯仰拉繩位置的正下方。經(jīng)過排序，選用4根10 t倒鏈和4根Ф36 mm鋼絲繩連接桁架中部拉繩的吊點和地面配重塊，對桁架后端進行封閉。為防止鋼絲繩對桁架結構造成損傷，同時增加受力荷載面積，在桁架的吊點處增加包角。

圖2  配重加裝示意圖

斗輪取料機俯仰機構簡圖見圖3。平衡時俯仰液壓油缸不受力，依照臂架力矩平衡方程可得出增加配重產(chǎn)品質(zhì)量的排序公式。經(jīng)過排序，需要增加的配重產(chǎn)品質(zhì)量不少于28.5 t。

圖3  俯仰機構簡圖

聯(lián)系使用單位技術員及取料機司機，啟動大機，緩慢頂升俯仰液壓油缸，吊車鋼絲繩隨著俯仰液壓油缸的頂升緩慢提升，始終使吊車鋼絲繩處于繃緊狀態(tài)且不受力。液壓油缸頂升至前端俯仰鋼絲繩松弛且可以拆除時停止頂升，同時吊車鋼絲繩保持繃緊狀態(tài)，然后拆除前端俯仰鋼絲繩。

在前端俯仰鋼絲繩拆除后，緩慢放松吊車鋼絲繩，同時回收俯仰液壓油缸，兩者同步進行，直到中部鋼絲繩繃緊，配重架處于水平位置，此時后配重架桁架部分的拉力大于配重自重。配重架調(diào)平示意圖見圖4。靜止觀察無風險后將吊車脫離，此時機身處于穩(wěn)定狀態(tài)，機身穩(wěn)定工作完成。

圖4  配重架調(diào)平示意圖

3.2　拆除斗輪機構及損傷的桁架

（1）拆除驅(qū)動裝置、皮帶、潤滑和灑水系統(tǒng)管路等。

（2）拆除電氣設施，包括動力纜、控制纜、通信纜等，并進行標記，妥善存放。此部分可以與上述步驟同時進行。電液推桿

（3）采用DN630的螺旋鋼管加工制作斗輪支撐。制作4組高度為2.3 m的鋼支墩，并將支墩焊接固定在整塊鋼板上，以防止支墩傾覆。斗輪支墩示意圖見圖5。支墩的放置間距依照箱型梁的尺寸進行調(diào)整。固定平臺制作可與輔助設施拆卸同時進行。

圖5  斗輪支墩示意圖

（4）拆除斗輪平臺。在利用原有吊點的同時，增加2個吊點，吊點位置選在箱型梁的最前端側(cè)面筋板上，采用馬腿形式焊接。斗輪平臺拆除示意圖見圖6。使用130 t吊車及4根Ф28 mm的鋼絲繩樁基斗輪平臺，樁基應緩慢進行。拆除斗輪平臺的樁基示意圖見圖7。在斗輪離開地面10 cm后停止樁基，在靜止狀態(tài)下進行觀察，確認無風險后進行切割工作臺。從原有焊口處向尾側(cè)預留200 cm，在該位置進行切割，并預留200 cm余量，以便在工廠焊接拼裝，同時將走道板和欄桿等一起切割。在切割完成后，將此拆除部分放置在預制支墩平臺處，同時為確保安全可靠，拆除全過程使用升降車。斗輪及斗輪平臺拆除后放置示意圖見圖8。

圖6  拆除斗輪平臺示意圖

圖7  拆除斗輪平臺的樁基示意圖

圖8  斗輪及斗輪平臺拆除后放置示意圖

（5）拆除斗輪及斗輪平臺上設施。采用整體拆除的形式拆除驅(qū)動裝置，然后拆除料塊格柵、漏斗設施，最后拆除斗輪。采用130 t電液推桿吊車拆除斗輪，2根Ф28 mm的鋼絲繩從斗輪兩側(cè)固定在銷軸上，并在銷軸上做固定點，防止鋼絲繩滑出銷軸，再用2個3 t手拉葫蘆固定斗輪，防止起吊過程中斗輪轉(zhuǎn)動，在拆除連接螺栓后將斗輪吊至固定平臺進行檢查復原。拆除斗輪的樁基示意圖見圖9。將拆除后剩下的斗輪平臺運送至加工廠，與臂架焊接在一起。

圖9  斗輪拆除樁基示意圖

（6）拆除司機室及跨線橋。使用25 t吊車拆除司機室及跨線橋。整體拆除司機室，但不拆除司機室的任何外部接線。在拆除司機室底部連接結構后，將司機室整體移動至后部臂架上進行固定?？缇€橋拆除后落地放置并保存，待后續(xù)進行加裝。

（7）拆除臂架部分。切除支點前側(cè)剩余損壞桁架，拆除桁架支點后側(cè)剩余部分時使用25 t電液推桿吊車和4根Ф28 mm鋼絲繩進行樁基，樁基時使用加裝時留下的吊點。當?shù)跗鹫蹟嗖糠咒摻Y構時，采用機械拆除連接點處高強螺栓，以免對結構造成破壞。將損壞桁架吊至空地后，拆除托輥、托輥架、拉繩限位及聲光報警系統(tǒng)等構件，并運至庫房妥善保管，以備加裝時使用。拆下的連接板返廠進行表面處理及摩擦因數(shù)試驗，最后隨新制作的桁架一同返場。

3.3　整體樁基

（1）將重新制作的桁架運至施工當晚。

（2）利用原臂架支撐加工制作支撐，同時制作8個支墩，并將支墩焊接固定在整塊鋼板上，以防止支墩傾覆。斗輪桁架前部樁基后直接放置于支墩上。斗輪桁架前部支撐示意圖見圖10。

圖10  斗輪桁架前部支撐示意圖

（3）在臂架上加裝托輥、托輥架、中間架、梯子欄桿、電纜橋架、水管和聲光報警系統(tǒng)等，在加裝時要預留出皮帶硫化搭設平臺位置。

（4）采用1臺130 t吊車和1臺160 t吊車完成前段臂架的樁基。臂架整體樁基示意圖見圖11，吊車位置示意圖見圖12。當臂架樁基調(diào)整完畢后，加裝桁架中部節(jié)點連接板，使用定位銷進行固定，然后用高強螺栓固定。用鋼支墩支撐前拉繩吊耳，使斗輪平臺穩(wěn)定。拆除用于固定的配重塊，連接板處支撐架不動。

圖11  整體樁基示意圖

圖12  吊車位置圖

桁架對接加裝允許偏差應滿足《水運工程建設產(chǎn)品質(zhì)量檢驗標準》（JTS 257—2008）要求，并將加裝尺寸進行書面記錄。

（5）加裝前拉繩。將斗輪桁架上方司機室恢復到原來的位置，并使俯仰油缸通電，采用就地模式頂升液壓油缸。用吊車將前拉繩吊起，待前拉繩連接板與桁架上連接板重合且前拉繩處于松弛狀態(tài)時，停止頂升液壓油缸。然后，用銷軸連接2電液推桿塊前拉繩連接板。

（6）添加配重塊。當前拉繩銷軸加裝完成后，將液壓油缸收回，使斗輪桁架保持水平位置。依照取料機中心位置前后的產(chǎn)品質(zhì)量，排序出此狀態(tài)下需要添加的配重，使取料機能夠重新保持平衡。經(jīng)排序，每個配重塊重約20 t，共需添加3塊配重塊。在添加配重塊時，每添加1塊后均須仔細觀察斗輪桁架俯仰狀態(tài)，若有異常及時停止。

（7）機身重新穩(wěn)定。當機身受力平衡時，機身需要重新穩(wěn)定。拆除連接板處支撐架，頂升液壓油缸，然后將斗輪平臺放置于距離地面3 m處，用鋼管支撐。機身重新穩(wěn)定支撐圖見圖13。

圖13  機身重新穩(wěn)定支撐圖

3.4　加裝斗輪、驅(qū)動裝置及其他附屬設施

（1）采用160  t汽車吊樁基斗輪，將2根Ф28 mm的鋼絲繩固定在斗輪兩側(cè)軸上，使用2個3 t手拉葫蘆固定斗輪本體，防止起吊過程中斗輪發(fā)生轉(zhuǎn)動，最后使用2個5 t手拉葫蘆調(diào)整斗輪角度，樁基就位后進行固定。斗輪樁基示意圖見圖14。

圖14  斗輪樁基示意圖

（2）更換斗輪軸承。使用400電液推桿目砂紙對軸承進行打磨，采用熱裝工藝技術加裝新軸承，軸承裝配到相應的位置后進行自然冷卻，冷卻完成后對軸承進行清洗，加裝時要注意軸承的正反面。

（3）在加裝聯(lián)軸節(jié)及更換張緊套過程中，注意裝配的工藝技術，按順時針方向逐個緊固螺栓，并嚴格按照規(guī)定的扭矩值擰緊螺栓。

（4）加裝驅(qū)動裝置及其附屬平臺。

（5）加裝塊煤格柵、導料槽及其附屬設施。

3.5　恢復電氣電子設備

（1）在加裝司機室時，恢復拆除部分的電氣線纜，包括動力纜、控制纜和通信纜等。

（2）恢復潤滑和灑水系統(tǒng)等。

（3）加裝俯仰配重。

4取料機復原

為確保取料機復原工作及時完成，經(jīng)過仔細檢查，在充分利用桁架部分未損壞的電子設備及構件的情形下，對損壞部件進行復原。

4.1　復原內(nèi)容

復原內(nèi)容主要包括：更換取料機斗輪桁架前部鋼結構；更換4個損壞的斗子；復原導料槽及其附屬設施；復原俯仰鋼絲繩連接板；更換桁架皮帶機損壞的中間架、托輥架、托輥等；桁架皮帶牽引及硫化；更換俯仰配重架；更換司機室電液推桿；復原平臺、梯子、欄桿、腳踏板等附件；恢復潤滑系統(tǒng)；恢復灑水系統(tǒng)；復原電氣室及斗輪高低壓電纜、控制纜；復原防撕裂、拉繩、跑偏、打滑等開關；恢復皮帶秤系統(tǒng)；恢復照明系統(tǒng)；換裝新的GPS電子設備，重新敷設同軸電纜；恢復監(jiān)控系統(tǒng)。

4.2　檢查復原情形

取料機具體復原情形見表2。

4.3　復原檢測工作

在復原過程中，還須對重點部件進行專業(yè)檢測，主要包括高壓電纜交接實驗、斗輪驅(qū)動同軸度檢查、關鍵部位鋼結構探傷等。電液推桿

5檢測及試車

5.1　檢　測

當具備調(diào)試前提后，通知使用單位負責人，對動力纜和控制纜進行校線及絕緣檢測，確保通暢無接地，并對通信纜進行線路檢測，確保通信正常。

5.2　空載試車

首先，進行俯仰動作操作，調(diào)整和檢測俯仰極限限位等保護裝置。其次，啟動斗輪，檢測運轉(zhuǎn)部位是否有振動和過熱等情形。再次，啟動懸皮，檢測運轉(zhuǎn)部位是否有振動和過熱等情形、皮帶是否跑偏等。最后，做好相關記錄，在一切都正常運行后空載調(diào)試完成。

5.3　重載試車

先按800 t/h取料，并檢查取料機各個部件。當各部分工作正常后，經(jīng)過一段時間后將取料量逐漸增加至1 000 t/h、1 200 t/h、2 200 t/h和2 600 t/h。在各個取料量下，取料機均穩(wěn)定運行一段時間后工作人員須檢查電子設備情形，如未發(fā)現(xiàn)問題，最終使取料機到達3 000 t/h的額定運量。在此過程中取料機均正常工作，滿足性能要求。

6結　語

按照本復原工藝技術，公司在1個月內(nèi)完成取料機的復原任務，達至正常使用功能。復原完成后，對取料機進行空載、重載試車及復查，并進行連續(xù)取料工作臺。取料機各系統(tǒng)工作正常、性能完好，符合相關規(guī)范和業(yè)主使用要求。經(jīng)過當晚檢驗，加裝產(chǎn)品質(zhì)量滿足合同和圖紙要求，所有尺寸偏差均在規(guī)范允許偏差內(nèi)。電液推桿

桁架是取料機的主要受力部件，復原的重點和難點是確保機身穩(wěn)定、避免結構變形和做好受力平衡排序以及在當晚前提和電子設備交貨情形下按使用單位要求及時完成復原任務。本復原工藝技術的成功實施，可為今后類似項目提供經(jīng)驗借鑒。