李衛(wèi)雄

寧波舟山港股份有限公司北侖礦石碼頭分公司

1 引言

小車四卷筒差動牽引式橋式抓斗卸船機(jī)因其性能穩(wěn)定，已成為散貨裝卸的典型設(shè)備，廣泛應(yīng)用于國內(nèi)外各散貨碼頭，為用戶的接卸生產(chǎn)任務(wù)提供了可靠的保證。由于該形式的卸船機(jī)使用萬向聯(lián)軸器將同一電機(jī)驅(qū)動的2個差動減速器進(jìn)行剛性連接，對主小車進(jìn)行牽引驅(qū)動，更換單根鋼絲繩時，須拆除其間的剛性聯(lián)軸器，方能實現(xiàn)單卷筒運(yùn)動，導(dǎo)致維修工藝復(fù)雜、費(fèi)工費(fèi)時及成本高等問題。

針對這些問題，何衛(wèi)林[1]介紹了四卷筒機(jī)構(gòu)鋼絲繩的調(diào)整及更換方法，主要是更換、調(diào)整過程的優(yōu)化。沈東輝[2]提出使用4個變頻調(diào)速電機(jī)分別驅(qū)動2個起升卷筒和2個開閉卷筒，通過電器系統(tǒng)控制來實現(xiàn)起升卷筒和開閉卷筒的同步，這也是對于鋼絲繩更換工藝的一種改進(jìn)，但這種改動難度較大。季承中[3]提出了一種新型的抓斗卸船機(jī)四卷筒差動控制系統(tǒng)，用現(xiàn)代電氣技術(shù)取代機(jī)械結(jié)構(gòu)，達(dá)到控制目的，使經(jīng)常性換繩工作變得十分容易，但該方案基于設(shè)計初期即引入電氣精準(zhǔn)控制，在已有設(shè)備上進(jìn)行改造勢必推廣困難。馬文舒等[4]指出機(jī)械差動占了主流，占到95%以上,表明四卷筒差動形式的應(yīng)用是市場主流，對于電氣差動解決換繩問題，還未廣泛推廣。

雖然這些方法可以解決鋼絲繩維護(hù)和更換，但還是存在修理效率難以突破、維修時對周邊設(shè)備造成損傷以及產(chǎn)生其他使用問題的弊端，同時并沒有很好地對維修工藝進(jìn)行簡化及降低維護(hù)成本。為此，設(shè)計了一種新型橋式抓斗卸船機(jī)小車牽引鋼絲繩更換快速分離裝置。該裝置通過離合器原理可以方便地實現(xiàn)2臺減速器剛性開合的2種連接狀態(tài)切換，簡化了單根小車牽引鋼絲繩更換維護(hù)工藝。

2 現(xiàn)有換繩方法及其弊端

在運(yùn)用現(xiàn)有方法進(jìn)行鋼絲繩更換時，首先將整機(jī)電源切斷，使用扳手將萬向節(jié)法蘭面連接螺栓位置較好的先拆除，然后使用機(jī)房行車和鋼絲繩將需要脫開的萬向節(jié)托住，人員撤離維修區(qū)域，合上整機(jī)電源，點(diǎn)動小車橫行轉(zhuǎn)動，將法蘭面剩余螺栓旋轉(zhuǎn)至方便拆卸位置，切斷整機(jī)電源，繼續(xù)將剩余螺栓全部拆除。用榔頭敲擊萬向節(jié)十字頭部位，使法蘭面完全脫開，進(jìn)而使單一卷筒運(yùn)動，進(jìn)行鋼絲繩更換工作。

修理中存在的主要問題有：法蘭螺栓經(jīng)常拆卸，會造成螺紋損壞，且容易松脫，需要定期緊固或者更換；萬向節(jié)脫開過程中，需要使用榔頭進(jìn)行敲擊，會造成萬向節(jié)損傷；十字頭焊接位置懸掛鋼絲繩，在轉(zhuǎn)動中會造成焊縫磨損，長期重載高速旋轉(zhuǎn)中，會形成裂紋，嚴(yán)重時整個萬向節(jié)斷裂甩出，造成事故。

3 快速分離裝置設(shè)計

3.1 快速分離裝置工作原理

為了解決萬向節(jié)脫開過程中存在時間長、難度大、對零部件損傷大、有安全隱患等一系列問題，在該部位設(shè)計安裝一套快速分離裝置(見圖1)。

圖1 快速分離裝置安裝示意圖

在卸船機(jī)正常作業(yè)中，快速分離裝置通過滑套將左、右兩傳動軸剛性連接起來，實現(xiàn)扭矩的傳遞；修理作業(yè)時，通過扳動手柄帶動滑套運(yùn)動，從而實現(xiàn)左右傳動軸的分離(見圖2)。

1.左傳動軸 2.手柄 3.導(dǎo)桿 4.撥叉 5.滑套 6.右傳動軸 7.箱體圖2 快速分離裝置示意圖

該快速分離裝置可以滿足以下2點(diǎn)功能：一是正常作業(yè)時，能傳遞所需要的扭矩；二是在修理時，能方便快捷的將原有的剛性傳動連接脫開，實現(xiàn)換繩單卷筒運(yùn)動需求。

3.2 快速分離裝置的主要技術(shù)參數(shù)

以應(yīng)用于寧波港舟山港卸船機(jī)上的裝置為例，其主要技術(shù)參數(shù)見表1。

表1 主要技術(shù)參數(shù)表

3.3 快速分離裝置的主要零部件機(jī)械性能校核

快速分離裝置采用花鍵連接的方式進(jìn)行扭力的傳遞，根據(jù)GB/T17855-1999標(biāo)準(zhǔn)以及橫行傳遞要求，對內(nèi)、外花鍵嚙合機(jī)械性能核算見表2。

表2 花鍵強(qiáng)度校核表

4 快速分離裝置的安裝和使用

在設(shè)計之初，就考慮了設(shè)備中的安裝空間。因此，新的裝置安裝比較方便，只需增加4只安裝螺栓孔，即可實現(xiàn)該裝置的整體安裝(見圖3)。

快速分離裝置安裝結(jié)束后，在更換鋼絲繩需要脫開橫行剛性聯(lián)接軸系時，只需要搬動分離裝置上的分離手柄，即可實現(xiàn)軸系的脫開，無需其他工具。換繩結(jié)束后，分離手柄復(fù)位即可實現(xiàn)軸系正常傳動。

圖3 分離器安裝

5 結(jié)語

快速分離器在卸船機(jī)上應(yīng)用后，在鋼絲繩更換以及鋼絲繩平衡調(diào)整修理時，用時明顯縮短，人力物力消耗也大為減少，避免了修理中對設(shè)備零件的損傷。同時，減少了人員在機(jī)房的進(jìn)出，避免了油污的帶出，保持了機(jī)房的干凈整潔。對于所有差動式卸船機(jī)，都可以推廣使用，具有廣闊的應(yīng)用前景。