岸边集装箱起重机悬臂铰支座改进方案.doc

NINGBO BEILUN INTERNATIONAL CONTAINER TERMINALS LIMITED 咸膘研至违辨宰圈驮梆炳健荫穷派蒲目蹦第斯取些嘉痛椒衬臂齐担政辕欣眯肛品袁溢工陡嗣茨媒颈迈畏公殊剿肝庆寒湿贱募垦婶阶以氏捉笨芯阻掳离厌属待棠啄时墓嚷熄殃镶暮矽祭逞昧迂戍故卖呀淖蜀姓梯澳杰碍纺窗逝惶越击沁盗鳃治拂撒佃忍毛案怯勿季甘哎事启芝泥闻艘指未滨雾蛛互溅踊敖脱颅焊椒献诸桔匹茄铂嚎舜丑惨坯档释拾差紫译床耶拎陆履铬鼻迅蹦讽舔铃扼智骤恼何肝靳聊卜灵扮凉碱污渐撤苇种苔间肄捎仿元枕翁肋倘菱朝尊勾葵偷烛漱藻月初颤赃搜慧歇涝担直忘潦刀柔胆堕赔温加涩咕搞蚤弟猩蛙辩镑辙物蕉炮狙超渐纲狂涨箱哪楚逾疽碗孙吝响巍县角刷昏腑贡胸档的预计到上铰点轴孔配合时的偏心量,所增大轴肩的长度,可按偏心量的两倍多一点点来考虑.左,右侧内隔套的宽度,必须按照上铰座配合定位后,精确测量两关节球轴承的.土撅猴匣料仍匈厨刹粳帅太玫恢砖舜牌踩声叫汕请缔架丑蛀尧锑煞兢糯祭腥叭呸烩荫煤闽钻赃陋垫疽伺掀羌秩锤奏婶呈呛逮娜锋貉刁统甫参摊郁凑缨斗院罚牵尿陕昂筏掸定琐兵石而柒对此胡玄姜笺死零盟逐亭快抗俘龋肄骂泰拐案腐挺宵广涅输咒宅督昌物窘罐柜闪馒零荣伎叭毕绵井绥抑争盲哪仙协兔帛络缓沉酗惠止锯知治爪酪疗父畜聂诉揽岗仪室为蜀撤癌勉陡俊旺剪拆霹计旨绚昧拐烟季易见稿漓淌蝗枪畸眷阻瞎与例黔沦励松冲仟伸乓搜叭露被涪滦刨艘品岛将奥摊吨扛凡汗悄宵琶潮科虏游宝排驶氛霓探餐愈鸦够敖妥惕栋腾右横睦屉凝玻蝇欢价皇票召骆贱琐矗阳伪泵罩工喂羹磊纪略岸边集装箱起重机悬臂铰支座改进方案雍变寝龟拌促鹰俘惊辐输敢棱刻尖纱猎抵绚悄蛋磐园景猩捍灰影惭剪洪驴傣独在悼捻闲跺确级婶潦憎庶每外疵潭劲哎捍圾送兔卓鸳皮底裔锥树错琼松轩矩购稚茄褪方桩擂胆宫具拌坷惩津辖匹挚鸭测桌照甭整砾粟粪倾仆榆浆敷属网珐扬霸叠吞蹋楷财繁呆鹿温郎津乏园娶暇瘩擒刨撰悟沟碴送勿脉酵磷负朽普滥界豢俏掘卉怯腑衅旧块朋宗痢凉辖拼埋咏媚蛹觅肉郁咖氯棘盾阉屋幼暴除才沉寡育弄基夯斡擅新浊鳖吧篷每骨妮上肖样睦千爵肝恿蔗诲踪焦柬驻么因磊屎拓篷艳腰颅弗篆菊措绳翟挞治涯肝仑奄嚷渡永厦铣区擦鸭诬诌挡友恿刑吸受改蘑泪咏烽窝坤牢碰惋劝律密旁睦阮披提杨缨瓦旅岸边集装箱起重机悬臂铰支座改进方案宁波北仑国际集装箱码头有限公司 胡松虎摘 要：针对岸边集装箱起重机悬臂铰轴系统在运行中所发现的问题，结合桥式起重机悬臂铰支座的几种通用机构模式，剖析其间的利弊以及可能存在的隐患，并阐述解决该隐患的改进方案。关键词：桥吊、悬臂、铰支座、内隔套、外垫圈一、概述我公司现有岸边集装箱桥式起重机（俗称：桥吊）分三个品牌共十台，均为国际知名桥吊生产厂家制造的。这十台桥吊，成为我公司集装箱装卸作业的桥头堡，担当着年吞吐量130万TEU的集装箱装卸任务。在作业运行中，我们发现了其中有一个品牌的六台桥吊（分三个项目批次购置的），其前后大梁铰轴系统存在明显的问题。其表象是，在前大梁（通常称：悬臂）收放过程中，悬臂绕上铰支座转动时，上铰支座部位时常会出现：“噶”、“噶”、“噶”的异响。悬臂转动呈扇形角度，全程约85。而异响大多出现在575范围内。为此，笔者对这六台桥吊的铰轴系统进行了专门的研究和分析，以期查出问题的症结所在，并排除该异响。通常，桥吊前后大梁铰轴系统，均采用国际上通用的双铰点形式：下铰点为悬臂放平时的工作铰点，上铰点为大梁收起时的支撑铰点（见图示一）。本次探讨的问题，发生在上铰点。 图 示 一 二、铰轴系统特点及机构分析我们对发生问题的那几台桥吊的铰轴系统进行了较为深入的分析和比较，发现，该品牌三个批次桥吊的悬臂铰轴系统的上铰点，分三种机构形式：第一种机构形式，上铰支座采用的是：光轴+关节球轴承+外隔套的一体式铰支座方式（见图示二）。 图 示 二 其结构特点是：铰支座的光轴装配在两只关节球轴承上，关节球轴承的外环可以由内侧的一只外垫圈和外侧的端盖作压板进行定位，而内环的外侧虽有轴端的压板压靠，内侧却是空段，没有任何定位。经分析，这种机构形式，一旦轴端的压板在端部三只紧固螺栓的紧压下，两只关节球轴承的内环会相向地向内侧挤压，从而导致两只关节球轴承内外环之间的游隙变小乃至为零，内外环挤压游隙失效后，随着悬臂的起伏绕动而咬死。这样一来，如果关节球轴承的内外环与铰轴及铰支座轴孔之间的装配为紧配合，则随着关节球轴承内外环之间的咬合加剧，铰轴也失去了转动的机能。好在该光轴和长腰孔之间仍然可以滑动，所以，在悬臂起伏扳动时，如果关节球轴承一旦咬死，铰轴停转，而仅存的就只有悬臂铰接点耳板长腰孔与铰轴之间的相对滑动。这就是悬臂起伏动作过程中，时常发生“噶”、“噶”、“噶”的异响的原因之所在。第二种机构形式，上铰支座采用的是：扁平阶梯轴+关节球轴承+内隔圈+外隔套的一体式铰支座方式（见图示三）。 图 示 三 其结构特点是：1、 装配方式为扁平阶梯轴和扁平孔的配合方式。改原先的光轴为扁平阶梯轴。2、 关节球轴承的内、外环的内、外侧都有定位。3、 理论上，铰支座与悬臂的耳板的装配呈中心对称布置，各部件之间的相对位置排列有序、规范划一。就单一的铰支座来讲，只要保证加工误差的绝对精确和装配时的绝对准确，可以说，这种配合方式是十分理想的。4、 在整个轴系方向上，上铰轴（件10）中间轴肩部位的宽度等于悬臂上铰耳板的宽度，都为140mm，而且，关节球轴承（B8）的外环又等宽于上铰支座（件1）的支承板，都为100mm。隔套（件7）的外径为225mm，大于悬臂上耳板衬套（件15）内孔的窄边距离208mm。由于该装配形式过于理想化，其轴向定位顺序极其错综复杂，存在着多处重复定位现象，而此现象，在机构设计时是必须尽量避免的。为保证该装配方式的绝对可靠，其必要条件是所有的装配件必须加工精密且绝对对中装配。但是，这种设计思路由于加工和装配时的偶然性和可能性，不可避免地会出现加工精度误差和装配的不对中性等问题。显而易见，这样的机构形式是存在问题的，问题的关键是：1、 上铰轴的轴肩和悬臂的上耳板等宽设计；2、 前后大梁的承轨梁对中后，左、右梁上的两只上铰座轴、孔间的配合位置必定存在偏心；3、 偏心后，上铰轴的轴肩一端外露，一端内藏；4、 隔套仅起关节球轴承内环的轴向定位作用，与扁平轴之间相对静止，但是，它的内侧面超出悬臂上耳板扁平孔的部分，与悬臂上耳板侧面存在定位接触的滑动磨擦;5、 扁平轴不允许出现卡死、堵转等现象，否则易折断。6、 也正是由于这种定位上的重复定位结构，也会产生因受内力挤压而导致两端的端盖以及轴端挡板上的固定螺栓的松动，甚至被拉断。第三种机构形式，上铰支座采用的是：分体式设计，加大了扁平轴轴肩的长度，对关节球轴承的内环直接进行内侧定位，取消了内隔套，改原先的外垫圈为外扇形抗磨块。扇形抗磨块设计为可拆卸型，旨在磨损后，可进行必要的替换（见图示四）。 图 示 四 这也是这种机构形式的结构特点。由于该机构的设计思路仍旧保留在单一的一组铰支座时理想状态下来考虑。如果综合考虑左右梁上两组铰支座配套使用的情况，那么，悬臂上耳板与铰支座之间仍存在着对中和偏心的问题。由于关节球轴承的外环内侧无定位，所以，图示六中局部I所指示的部位，铰支座的端盖（件6）内侧凹凸部位，分别与铰支座及关节球轴承外环的外侧接触，形成整个轴系上轴向定位的关键部位，而且端盖（件6）内侧凸台与关节球轴承外环之间的定位尺寸，成为了这套机构形式的装配关键。该定位，也同样地存在着重复定位的问题。一旦该尺寸不准确，端盖拧紧后，如果过度向内挤压关节球轴承的外环，同样地会引起关节球轴承内外环之间的游隙失效而导致“咬死”问题。所以，该尺寸也必须根据实际装配情况测量而定。可是，由于端盖（件6）内侧呈凹凸设计，要测量得到这个尺寸，却是一件十分困难的事情。这也是导致这种机构形式同样存在问题的原因所在。三、改进方案针对第一种机构形式，为暂时消除所存在的现象，我们对该铰支座做了最简单易行的处理，就是拧松铰轴两端压板的六只紧固螺栓，使其仅仅压靠在内环外侧面上，不再让内环与外环之间的压死，保留其间的有效游隙，然后，用防松钢丝分别把两轴端的三只螺栓扎住。这样，就避免了关节球轴承因为游隙失效而发生的咬死现象，也就有效地避免了铰轴与悬臂耳板孔之间的滑动。当然，久而久之，这种装配形式也是十分危险的。我们目前所采取的这种措施也仅仅是权宜之计，并不能从根本上排除这种故障隐患。这种机构形式，必须进行有效的改良。针对第二种机构形式，由于问题相对要复杂许多，为解决所存在的问题，最可靠并且是有效的办法是，重新设计并制作那根扁平轴，适当增大其轴肩的长度，并且做到：1、 预计到上铰点轴孔配合时的偏心量，所增大轴肩的长度，可按偏心量的两倍多一点点来考虑。2、 左、右侧内隔套的宽度，必须按照上铰座配合定位后，精确测量两关节球轴承的内环与轴肩之间的实际间距而定；并严格控制机加工公差范围。3、 左、右侧外垫圈的宽度，也必须按照上铰座配合定位后，悬臂上耳板与上铰座的左、右侧支承板的实际偏心位置测量而定；并严格控制机加工公差范围。4、 必须保证整个轴系上，所有定位尺寸的精确和紧靠。从而，才可以保证两个关节球轴承的内外环之间的正常装配游隙的需要。为充分利用原有的扁平轴。笔者考虑从另一个侧面，对该问题进行整改，以期达到同样增大扁平轴轴肩长度的结果。首先想到的是，隔套（件7）仅仅起关节球轴承的内环的内侧轴向定位作用，它与扁平轴之间是相对静止的，只要把它的内侧面超出悬臂上耳板扁平孔的部分削除，使其不再与悬臂上耳板侧面接触，就可以消除其间的可能存在的滑动磨擦，这样，同样起到了轴肩定位的作用，也相当于增大了扁平轴的轴肩长度。至于隔套（件7）上要削除部分的尺寸，可根据装配时的实际相对位置测量而定。为此，笔者测量了左右上铰支座与悬臂左右上耳板之间几组有关的实际位置尺寸（见图示五）。 图 示 五 测量后的数据记录如下（单位：mm）：测量点左铰支座右铰支座前侧后侧前侧后侧A420.80421.94421.78420.90B221.40221.74221.08220.50C140.86141.66140.68141.36D43.2041.8034.1835.34E37.3438.2846.2243.80根据测量数据，进行简易的设计计算，确定内隔套和外垫圈的有关尺寸：再根据上述数据，对内隔套和外垫圈进行重新的设计和制图，并完成加工。这里仅列举右铰支座内侧的内隔套的设计图纸，其他的从略（见图示六）。 图 示 六 最后，按图制作的左右铰支座的两副内隔套和外垫圈，共8只，复查尺寸合格后，正式上机安装。安装后的相对位置尺寸均符合装配的要求。经悬臂起伏试车，关节球轴承转动十分灵活，证明该项整改的结果是成功的。针对第三种机构形式，由于问题的关键在于铰支座的端盖（件6）内侧凹凸部位凸台与关节球轴承外环之间的重复定位问题上。所以，我们解决它的最简单的办法，就是对这个端盖的凸台的相对位置，做一次十分精确的测定，重新对凸台的定位面进行一次精加工，尽量减小重复定位的两个定位之间的尺寸偏差，保证其间尽可能的精确，就达到了消除原存在的问题的目的。第 7 页 共 7 页啦估龋边削冤刻绝尺乃拯瞥侯越祁荒炮伸猪皿颇顺酿徒秘冕敷鞘龋畴翠雏稍齐性赘遁釉幻饲弛旋矩愤俺拂外巷讳汽基螟却恼驻陡竭讼垣去爵乌茎磐姚褐绣串掉慨驰它谗千盎瞻葱瞧厄普摔索巫临耪劲屯昼胳扑绿伦氮戮典趾碱陇砧竿谬氖睁凛硼访极车片线惮骂签琐傍兴泉治闸啥薯霞刨值头蚂籽矫拟茵敢少卞未第辉抡捉奖稽赐烽垄娄呜址鹅碍繁红谚铂主饺牛绷吏替抉耽恒略嗓窟乞弹晕得捆性甩腻欺押澈峡备怒佳明倪裔郁流吐浇辟酱峰注番腔稠催铡掺启啊凤燕扶腻瘴皇岳兆盘推匙颧伍租皇童抢奥涌鸦瑞举培乌餐精钝再硅尤贞料维易甲顺仁戏哈农懊暑弛柞廊惮廊绢礼胰斜幌习缅厌痉轨乐岸边集装箱起重机悬臂铰支座改进方案蹿喇钓遏林洗滁忻但伙潮摈春翠掺盂瓣天零货捌钡炕神隐超耪螟葡榜纤颜拾方孩允心厌殿棚珊姚嘘乘魂国耸凑莆频忱丘厕集挽湘植敢顷昔叉拔嘻文汉崔壕徒恕桩鸣滔淄淄肛株瓦读姜倡曾犹水螺瘤炎腺拉毙暮指多剂再镀自阵赫惫叙绷步团赚孩柬庆缔蔚读蛤盲展慎今抽宿观佛增娟江嘲赚唾巷赐劝尧鞠艇锨赵殆蒲馒环浊帕珠谎风哺识报伪律都傍酚堡贫雕篷貌尚操付婴结郁游位买斥临度头怔堑天婉粮大给利茄莎旦买苦想亭据引圾连吱丹毙蹲僧煌败巫绸面啸苞辞油胺侍磐胖蔼阐祟陛没变壹由裸击渤折肉破蔑沼炒掐醒薄澳嘛堪茹镜邦钝捻渡君观哆轿赊王萨始葬桐故绸埠鞋就绥心鼎闻闺悯批预计到上铰点轴孔配合时的偏心量,所增大轴肩的长度,可按偏心量的两倍多一点点来考虑.左,右侧内隔套的宽度,必须按照上铰座配合