文/ 河南神火集團(tuán) 李國林
某鋁廠為地方國有企業(yè),于2004年建設(shè)投產(chǎn),由于當(dāng)時企業(yè)規(guī)模不大,經(jīng)濟(jì)實力不強(qiáng),籌集24萬噸電解鋁項目建設(shè)所需巨額資金相當(dāng)困難,因而在建設(shè)期間,改變了很多設(shè)備的設(shè)計初衷。以起重機(jī)(也稱“行車”)為例,為了減少投資,原計劃從專業(yè)起重設(shè)備加工企業(yè)訂購的20 臺行車,全部轉(zhuǎn)為購買圖紙自行加工,再報技術(shù)檢驗部門驗收合格后投入使用。此舉雖然節(jié)約了建設(shè)資金,滿足了生產(chǎn)使用,但畢竟不是專業(yè)廠家加工制作的設(shè)備,制作過程中存在較多的不規(guī)范、一些安全隱患和不利于生產(chǎn)組織的因素,給企業(yè)后續(xù)生產(chǎn)過程中的特種設(shè)備管理帶來一定困難。本文針對使用過程中遇到的幾處設(shè)備缺陷,按照冶金行業(yè)起重機(jī)械的技術(shù)要求,及時進(jìn)行改造,使整體設(shè)備優(yōu)化升級,達(dá)到安全使用的目的?,F(xiàn)將改造成果歸納總結(jié),希望為同類企業(yè)提供一些參考。
該鋁廠成品車間安裝3 臺16/3.2 噸雙梁橋式起重機(jī),主要用于起吊15 噸真空鋁液抬包,以及配合工人完成向混合爐爐內(nèi)倒鋁作業(yè)。加工過程中可能由于施工期緊張或資金不到位的原因,駕駛室不符合GB/T20303.5 的要求:(1)自制駕駛室空間比較狹??;(2)保護(hù)柜、凸輪控制器及主令控制器又都安裝在駕駛室內(nèi),占用大量空間;(3)保護(hù)柜內(nèi)部分線徑較細(xì),未按要求選用標(biāo)準(zhǔn)電纜;(4)線頭多處裸露,接線工藝不規(guī)范。施工粗糙、線路易磨損漏電傷人,空間狹小,發(fā)生火災(zāi)后工人很難逃脫。
本著最大限度地開發(fā)駕駛室空間來進(jìn)行組織改造,首先將駕駛室交流保護(hù)控制柜(GQR)挪出,安裝在行車梁上,駕駛室內(nèi)只保留一個控制箱,將柜內(nèi)電源總開關(guān)QS1、緊急開關(guān)QS2 安裝在控制箱內(nèi),便于司機(jī)操作;熔斷器FU1與FU2、主接觸器KM、以及過電流繼電器KA0—KA5仍安裝在保護(hù)柜內(nèi);并最大限度地減少駕駛室內(nèi)用電設(shè)施和線纜數(shù)量,嚴(yán)格按照電氣施工工藝鋪設(shè)電纜和安裝元器件。最終增加了駕駛室空間,優(yōu)化了駕駛室線路敷設(shè)造,解決了上述缺陷,達(dá)到GB/T20303.5 的要求。
16/3.2 噸雙梁橋式起重機(jī)主要技術(shù)參數(shù)為:主鉤起吊重量16 噸,起升速度19m/ 分鐘,副鉤起吊重量3.2 噸,起升速度19.7m/min,起升高度18m,跨度28.5m,大車行走速度101.4m/min,小車行走速度44.6m/min。車間生產(chǎn)使用過程中發(fā)現(xiàn)主鉤提升速度19m/min 偏高,在配合工人向爐內(nèi)倒鋁作業(yè)時,抬包不好控制,容易對工人造成傷害;在將真空抬包落到汽車上時,容易造成車輛損壞;在主鉤頭上限位故障,個別工人習(xí)慣性依賴限位停車時,留給工人反映的時間較短,滾筒和鉤頭容易裝壞。自投產(chǎn)以來,幾乎每年都有類似事故發(fā)生,為企業(yè)安全生產(chǎn)埋下較大的隱患。經(jīng)分析,是選用減速機(jī)ZD650-40.17-3CA 的速比40.17 較小所致,因而需進(jìn)行優(yōu)化改造??蛇x擇的改造方式有:(1)更換減速機(jī),投入資金多,改造動作大,影響小車強(qiáng)度;(2)考慮變頻調(diào)速控制,因車間工作環(huán)境比較惡劣,腐蝕性粉塵多,容易對電阻箱及電動機(jī)碳刷等設(shè)備部件腐蝕造成過早老化,需選擇鼠籠式電機(jī)代替繞線式電機(jī),使用PLC 加變頻器進(jìn)行調(diào)速控制,但遇到兩個問題:一是需重新購置鼠籠式電動機(jī)、PLC 元件和變頻器等;二是起吊高溫液態(tài)金屬作業(yè),安全穩(wěn)定性要求較高,由于環(huán)境惡劣,電器元件容易損壞,很難保證運行穩(wěn)定。(3)根據(jù)小車上部部件布局如圖1,電機(jī)和減速機(jī)中間有較大空間,足夠增加安裝一臺中小型減速機(jī)如圖2,來進(jìn)一步降低速度,即在原減速機(jī)減速的基礎(chǔ)上,另外增加一級減速,來降低主鉤速度。
增加安裝的減速機(jī)2 型號是ZD25-2-1,速比值為2。如圖2 所示,電機(jī)安裝位置需平移250mm;減速機(jī)2 與減速機(jī)1(型號ZD650-40.17-3CA)配套使用,能將主提升速度降到8.5m/min,圓滿解決了速度快的問題;高速軸?60mm、低速軸?70mm 滿足軸徑要求,聯(lián)接端分布在減速機(jī)中線兩側(cè),安裝時直接水平固定在小車平臺上即可;高速軸容許輸入功率50Kw 以上,滿足生產(chǎn)現(xiàn)場提升重物的使用要求;軸的尺寸仍采用?60mm;聯(lián)軸器1 和2 尺寸不變,外徑?100mm,內(nèi)徑與軸配套;聯(lián)軸器3 外徑尺寸增加10mm 變?yōu)?110mm,內(nèi)徑與軸配套加工;減速機(jī)2緊挨著減速機(jī)1 安裝,可減少使用一段軸和一對聯(lián)軸器,只需加工安裝一段長705mm 的軸。同時考慮安裝質(zhì)量是保證正常運行的重要環(huán)節(jié),安裝時還要注意:(1)電機(jī)的定位凸臺、電機(jī)軸與減速機(jī)軸的尺寸配合在誤差范圍內(nèi);(2)認(rèn)真校正減速機(jī)2 的基礎(chǔ)高度尺寸,使電機(jī)與減速機(jī)自然連接,保證減速機(jī)軸與電機(jī)軸的同心度一致,且二者外側(cè)法蘭平行;(3)嚴(yán)禁用鐵錘等擊打,防止軸向力或徑向力過大而損壞軸承或齒輪。
圖1 小車上部部件布局圖
圖2 增加安裝中小型減速機(jī)圖
橋式起重機(jī)主梁大多采用箱形結(jié)構(gòu),因為箱型結(jié)構(gòu)的外形緊湊,與現(xiàn)代建筑物很協(xié)調(diào),是最佳工藝,但箱型結(jié)構(gòu)最大的弱點是橋架易變形,出現(xiàn)下?lián)犀F(xiàn)象,造成:(1)大車啃軌;(2)小車爬坡和溜車;(3)電動機(jī)過載;(4)發(fā)生重大設(shè)備和人身安全事故。分析原因有主梁內(nèi)應(yīng)力影響;維修和使用的不合理;運輸和安裝不當(dāng);制造時下料和焊接不當(dāng)。該廠多數(shù)行車存在50~70mm 的下?lián)现担饕呛髢身椩蛟斐?。依?jù)主梁的允許下?lián)现挡灰^LK/2000(LK 是大車標(biāo)準(zhǔn)跨度值),跨度28.5m 的雙梁橋式起重機(jī)主梁應(yīng)修下?lián)现悼蛰d不超過19mm;依據(jù)主梁空載應(yīng)須上拱度的范圍F=LK/1000(1±0.1-0.3),跨度28.5m 的雙梁橋式起重機(jī)主梁上拱度為25.65-37.05mm。符合JB/T7688.1-2008 中要求的不低于0.7LK/1000。
根據(jù)以上數(shù)據(jù),對橋式起重機(jī)大梁下?lián)闲迯?fù),通過支撐頂起、火焰矯正、拉筋張緊、焊接加固四個步驟來完成:(1)支撐頂起,在主梁底部1/4、1/2 和3/4 位置處取三個點,均用?200 的厚壁鋼管支撐,其中1/2 位置處鋼管底部安裝100 噸千斤頂,用于火焰烘烤加熱時頂動大梁上拱;(2)火焰矯正,通過加熱,使其容易變形,達(dá)到矯正形的目的,選取主梁兩端的1/5 處,對箱形主梁進(jìn)行火焰矯正;(3)拉筋張緊,在主梁底部下蓋板的兩端距梁端部約3m 處,安裝兩個支承座并分別留4 個穿孔,用?20的圓鋼充當(dāng)拉筋,拉筋上的螺母旋轉(zhuǎn),與千斤頂一起作用,使主梁產(chǎn)生上拱,張緊示意圖見圖3(仰視圖);(4)焊接加固,待拱度達(dá)到要求后,在被烘烤的鋼板上面覆蓋一層10mm 厚的鋼板,不是加強(qiáng)起重機(jī)橋架的強(qiáng)度和剛度,而是對該處鋼板加固,因為鋼板內(nèi)部會產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,具有引起主梁再次下?lián)系囊蛩亍?/p>
圖3 張緊示意圖
(1)小車行走輪使用自動調(diào)心軸承,由于小車運行軌道安裝尺寸有誤差,平行度不夠,普通軸承安裝后,遇到兩軌道變形時,發(fā)生啃軌通過困難,而自動調(diào)心軸承鋼球、保持架、內(nèi)圈對于外圈心軸可作一定程度的自由傾斜,具有自動調(diào)心性能,能從一定程度上減少啃軌現(xiàn)象,該廠安裝了d80 調(diào)心軸承,最大允許傾斜度0.07rad,小于國家標(biāo)準(zhǔn)要求,僅起到微量校正小車的作用,不產(chǎn)生安全隱患,基本杜絕了啃軌現(xiàn)象。
(2)鉤裝置的改造,傳統(tǒng)防脫鉤一直采用薄鐵皮與彈簧做成卡子使用,一般使用壽命不足300 次,該廠采用?6mm 的圓鋼與配重設(shè)計制作了經(jīng)久耐用的防脫鉤,在不發(fā)生碰撞的情況下,可長久使用。
(3)按照《起重機(jī)設(shè)計規(guī)范》(GB3811-83)的要求,選用線接觸型鋼絲繩;電機(jī)按照規(guī)定使用冶金用電機(jī),個別高溫環(huán)境中使用H 級絕緣的電機(jī)。
總之,橋式起重機(jī)作為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)和起重運輸中實現(xiàn)生產(chǎn)過程機(jī)械化、自動化的重要工具和設(shè)備,可減輕操作者的勞動強(qiáng)度,提高生產(chǎn)率。該廠對照國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求,通過上述各項措施的認(rèn)真實施,技術(shù)監(jiān)督部門的嚴(yán)格驗收,全方位優(yōu)化升級改造后的起重機(jī),設(shè)備運行狀況良好,駕駛室空間及配電、主梁拱度、主鉤速度和小車啃軌等現(xiàn)象都有了根本性的改善,降低了故障率,提高了安全性能,節(jié)約了備件資金,杜絕了人身和設(shè)備事故,為企業(yè)安全經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定運行提供了保障,在同類企業(yè)中有普遍的借鑒意義。