大拉杆托辊装置的磨损原因及改造

1、 大拉杆托辊装置的磨损原因及改造 引言 大拉杆托辊的频繁损坏一直是门座式起重机在生产、 制造过 程中亟待解决的问题。托辊的磨损直接影响钢丝绳的使用寿命， 两者的损耗增加了企业使用成本，降低了生产效率。因此，研究 如何延长大拉杆托辊的使用寿命，对提高作业效率和经济效益， 具有重要意义。 笔者结合设计和施工中经验， 对大拉杆托辊装置 进行了改造，以有效提高其使用寿命，降低其对钢丝绳的磨损。 1. 大拉杆托辊的磨损原因 根据原有的大拉杆托辊装置的结构形式可知： 该装置中供钢 丝绳移动的上下的空间有限， 钢丝绳在收放时， 理论上认为其在 承载时处于拉直状态。 但在实际工作中， 由于大拉杆两侧的钢丝 绳

2、一般在 20 多米，其自重使其即使在受载过程中也会出现下兜 情况，从而使得钢丝绳与托辊之间易发生滚动摩擦。 同时，门座式起重机为港口装卸设备， 钢丝绳托辊装置裸露 在外部，工作环境比较差、容易进水和细砂等杂物，因而易发生 锈蚀和卡死现象， 使托辊不能转动， 导致钢丝绳与托辊形成滑动 摩擦，从而加速了钢丝绳和托辊的磨损 1 。 此外，根据门座起重机的不同工况，在门机的作业过程中， 托辊的磨损程度也不相同。目前，在港口使用过程中，门座起重 机的作业工况主要以抓斗居多， 在这种情况下， 托辊的磨损情况 相对与吊钩工况较为严重， 且主要出现在开闭钢丝绳运动路径下 的托辊。这种情况的出现，主要是由于抓斗

3、在开闭斗的瞬间，钢 丝绳的受力变化比较大， 导致钢丝绳出现瞬时的张紧和松弛， 此 时若托辊的定位高度过高或转动不灵活， 都会对托辊装置产生一 定量的磨损。随着频繁的持续作业，该磨损将越来越严重，最终 导致托辊装置的局部损伤。 2. 大拉杆托辊的磨损过程 在钢丝绳与托辊的摩擦条件下， 托辊的磨损要经过磨合、 稳 定磨损和剧烈磨损三个阶段。 处于磨合过程的大拉杆托辊， 绳辊 间的磨损率最小。 稳定磨损阶段， 这时托辊上呈现出最佳磨损状 态的绳纹状 U 形槽。如果不能实现稳定磨损的条件， 钢丝绳托辊 将直接进人剧烈磨损阶段， 托辊将迅速磨损损坏， 使用寿命缩短。 图二是钢丝绳托辊的不同磨损形式。 图

4、中 a 是磨合阶段没有结束 便进人剧烈磨坏的钢丝绳托辊， b 是进人稳定磨损阶段后磨坏的 钢丝绳托辊。从图中可以看出， a 呈半圆柱面磨损，钢丝绳托辊 一旦发生平衡中心偏移， 便很难运转， 这时托辊不但对钢丝绳不 起保护作用反而还起磨损破坏作用。 b 呈周圈磨损，这种磨损托 辊对钢丝绳的有一定保护性 2 。但持续磨损下去，就会进入剧 烈磨损阶段，直至大拉杆托辊完全不能使用。 3. 大拉杆托辊装置的改良途径 由于门座式起重机的工作环境比较复杂， 钢丝绳托辊长期在 室外，容易发生锈蚀和卡死现象，使托辊不能转动，导致钢丝绳 与托辊形成滑动摩擦， 从而加速了钢丝绳和托辊的磨损， 同时托 辊装置的形式及

5、定位尺寸设计不合理也会对钢丝绳产生磨损。 因 此在设计时，应从以下几点着手： （1）合理选用托辊形式； （2）设计合适的托辊支架； （3）制定适合的定位尺寸。 为了有效地降低钢丝绳托辊对钢丝绳的磨损，在设计过程 中，托辊装置进行了多次改造， 最终将托辊装置改型设计为单个 钢丝绳对单个托辊装置的形式。 同时， 将同侧钢丝绳托辊前后分 置，并且在单个托辊装置上分别设置三节聚四氟乙烯托辊， 方便 用户有针对性的更换磨损的托辊。 大拉杆在门机运动过程中一直保持水平向上的夹角， 且距离 物重的距离远， 因此在作业过程中， 大拉杆工作段的钢丝绳下兜 相对严重， 在定位托辊装置的安装支座时， 要最大限度地降

6、低托 辊定位中心高度和托架高度， 以保证钢丝绳在受力过程中脱离托 辊，减少钢丝绳与托辊之间不必要的磨损。 为了最大程度的防止 下兜的钢丝绳与托辊之间发生磨损性接触， 在确定大拉杆托辊装 置的安装托架的高度时，可以结合钢丝绳下兜量h （以水平方向 为参考计算）。 介于钢丝绳在受载中存在下兜情况以及瞬时受载时的上弹 情况，设计托辊支架时，在其上部设置挡绳装置，但在挡绳装置 与托辊之间需留有足够的空间， 以防止受载时钢丝绳与挡绳装置 之间产生不必要的摩擦。 为防止钢丝绳在受载过程中左右晃动而 与托辊支架内侧面发生摩擦，在支架内侧面安装可拆卸的耐磨 板，以增强支架的耐磨度。另外焊接定位钢丝绳托辊装置时，要 严格校核其空间位置，确保钢丝绳在受力作业时处于脱空状态， 不与装置组成部分发生摩擦。 改良后的钢丝绳托辊装置， 在使用过程中的使用寿命得到了 明显提高，托辊装置与钢丝绳之间的局部有害磨损也有了改善， 大幅度的降低了其维修频率， 在港口门座式起重机中得到了推广 性的使用。 4. 结束语 一般门座式起重机单根钢丝绳的长度约百米， 而钢丝绳托辊 装置安装在大拉杆上， 因此更换钢丝绳和大拉杆托辊装置的工作 量比较大，