浅谈中小港机企业如何控制轨道式集装箱龙门起重机小车制造精度

陈飞+俞小兵

摘 要：该文针对中小企业缺少先进设备，生产的轨道吊小车易出现偏轨、啃轨现象，从工艺方面改进小车架制作、加工及排装的工艺流程。新工艺流程与旧工艺相比，从多种方面改进了小车镗孔精度，使小车车轮排装更加合理，有效地从制造工艺的角度解决小车偏轨、啃轨的问题，达到了同行业大企业利用先进设备生产产品的水平，可广泛应用于目前的轨道式集装箱门式起重机小车制造中。

关键词：小车 啃轨 新工艺流程 成本优势

中图分类号：TH21 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）12（a）-0061-03

集装箱码头作为现代物流的重要环节，在全球物流系统和国际贸易中起着重要的作用。在码头堆场中，集装箱装卸操作都是由场桥完成，因此场桥在码头的集装箱操作流程中起了至关重要的作用。堆场内的场桥主要分为轨道式和轮胎式两种。

轨道式集装箱龙门起重机（以下简称轨道吊）以其作业效率高、场地利用率高、自动化程度高、故障率低、能耗低、运营成本低和环保等优势而得到越来越多的码头用户青睐。目前许多新建的大型集装箱专业码头越来越多地舍弃传统的轮胎式集装箱门式起重机的堆场装卸工艺方案，而改用轨道吊进行堆场装卸。

轨道吊主要包括电气、小车、大车、龙门架四大部分，其中小车是轨道吊的核心部分，分别由小车架、起升机构、小车运行机构组成。小车架是支撑和安装起升机构与小车运行机构的机架，应有足够的强度和一定的刚度。目前国内小车架制作精度应满足苛刻的欧洲FEM标准。

1 目前市场概述

近年来港机、重工行业竞争激烈，一般来说，资本越雄厚，设备越先进，现代化程度越高，就意味着起点会越高，市场竞争力越强，所能获得市场份额会越多。中小港机企业由于成本的限制，加工设备较陈旧、落后，在市场竞争中也会落后于大型港机企业。因此，如何改进生产制造工艺、提高市场竞争力、使用陈旧的加工设备制造出世界一流的场桥产品是中小港机企业必须研究的课题。

以轨道吊小车车轮精度控制为例，目前市场上轨道吊普遍存在小车偏轨、啃轨问题，偏轨、啃轨会对后续调试以及码头用户使用产生影响，公司需耗费大量人力、物力、财力来解决由此造成的车轮、轨道严重磨损的一系列问题。如果中小企业能通过先进工艺技术，使用陈旧、价廉的加工设备制造出小车，同时能有效的控制小车的精度，避免偏轨现象，公司的产品必能在市场上占一席之地。

该文主要讲述中小企业在轨道吊小车制造中，如何改进工艺技术，通过落后、价廉的设备制造出精度一流的港机产品。该文中加工小车车轮板镗孔机床型号：JD502。

2 工艺改进

以往小车架制作、加工的流程通常是在车间分段制作完成，整体拼装出车间，送冲砂车间冲砂、喷底漆，转运外场镗孔，最后在装配车间划线装配机构底座，安装车轮，排装各类机构及梯子平台。

此工艺制作存在部分缺陷：（1）中小企业的镗孔机床设备陈旧，镗孔精度无法与大企业的大型龙门镗铣床相比，需要通过改进工装控制精度；（2）未考虑机构重量，在后续安装减速箱、卷筒、电机等机构后，镗好的孔易产生偏差；（3）在已镗好孔、冲砂底漆后装焊机构底座，梯子平台支架会产生焊接变形影响镗孔精度，而且会破坏冲砂底漆；（4）仍采用倒置方法安装车轮，工艺落后浪费人力、物力，并且二次翻身后四只车轮排装精度会产生变化。（图1）

针对老工艺技术存在种种问题，导致小车架镗孔、排装车轮精度偏差，易发生偏轨现象，工艺人员根据现有设备改进工艺流程。具体如下。

2.1 车间制作

小车架在车间制作，下料车轮板、工艺板，将工艺板与车轮板点焊制成环板，按照工艺步骤在金工车斜势，修割环板并装焊至小车架上，待送外场镗孔后，拆除工艺板。此方法与下整板相比不仅节约材料，而且省略了割开车轮板释放焊接应力的工序。为保证车轮板开档及垂直度，需在车轮耳板处增加工艺隔板。

小车架制作完成后整体振动消应力处理，达到尺寸稳定不变形的目的，振动完成后对主要焊缝探伤检验，如有裂纹，应按工艺要求进行返修。

2.2 粗排装

小车架转运至装配车间，搭制胎架，以小车架上平面为基准调整小车架水平。以卷筒中心线为基准，划出小车架轨距、基距、各底座安装中心线。将平面已加工到位的起升减速箱底座、电机制动器底座、卷筒底座安装到位，吊装减速箱、电机、制动器及卷筒到小车架构件底座上，调整保证与支座对筋，安装电机等机构，焊接底座。

将电气开孔、电气支架、梯子平台、支架（影响镗孔及不方便安装的支架暂不焊接）等小件焊接到位，焊接小车润滑、液压等部件支座。

小车架出车间镗孔前拆卸减速箱、电机、制动器、卷筒等配套件。

2.3 镗孔

针对镗孔机床设备陈旧，无法控制加工精度问题，需设计一套工装设备改进加工方法（图2）。

具体改进措施如下：

（1）利用已有工作台，建造地基。

在公司外场镗孔处布置专用地基，工作台与地基采用螺栓连接，可通过调节螺栓调整工作台水平，调整后利用斜锲块垫平。

（2）设计镗孔工装支架。

旧工艺使用临时支架不稳定，镗孔时机床振动易造成镗孔偏差，重新设计镗孔工装支架（图3），镗模板可利用调节螺栓调整水平，以及镗棒与车轮板相对位置，保证车轮板平面加工及镗孔精度。

（3）安装万向联轴节。

为避免镗孔机床摆放影响镗孔精度，机床与镗棒之间使用万向联轴节。

（4）设计遮阳棚。

小车架划线、镗孔时须考虑环境温度对结构加工精度的影响，划线、镗孔过程必须避免阳光直接照射，设计遮阳棚并按照工艺要求，划线、镗孔过程须在遮阳棚中进行，以提高划线准确性。

小车架划线、镗孔前应在相应底座上模拟机构重量压好配重，以保证划线的准确、可靠，镗孔完成需对孔涂抹黄油保护。endprint

2.4 冲砂、喷底漆

小车架冲砂前将因镗孔或其他原因未安装支架划线、装焊到位，并利用木板保护小车架镗孔、底座加工面，冲砂后喷涂底漆。

2.5 正置装配车轮

小车架转运至装配车间，调整小车架水平，利用搬运车配合千斤顶顶升车轮，使小车车轮孔与小车偏心套贴合，配钻小车架与偏心套螺栓孔，装配小车车轮，检查小车车轮中心轨距、基距；同一轨道车轮中心面与轨道中心线偏差不超过±1 mm，小车4个轮子踏面应在同一平面内，其允许偏差不得超过2 mm。

2.6 排装机构、梯子栏杆

在装配车间布置工装轨道，胎架轨道应调整水平，工装轨道检验要求应与产品排装轨道检验标准一致，胎架间隔尺寸与小车车轮距一致，将小车吊起摆放到工装轨道上，确定胎架布置在小车车轮正下方，用车档将小车车轮定位，放置滑动。

分别吊装减速箱、电机及制动器，排装控制屏、接线箱等其他部件，排装梯子平台中栏杆、格栅。排装完成后，利用平板车转运至总装场地，在总装场地布置工装轨道，检验轨道要求合格，将小车摆放到位，总装前小车均应摆放在工装轨道上。

3 成本优势比对

新工艺流程与以往工艺相比，从多种方面改进了小车镗孔精度，使小车车轮排装更加合理，有效地从制造工艺的角度解决小车偏轨、啃轨的问题。

首先，在粗排装流程中排装好所有可以焊接的支座、支架等，可避免冲砂喷漆后再次动火，也可避免二次动火带来的焊接变形影响镗孔精度；其次，利用配重模拟机构重量，可保证小车架的划线、镗孔准确性、有效性；第三，制作地基、工装，可保证镗孔机床加工车轮板孔的精度，有效避免因机床设备振动产生的镗孔精度偏差；第四，正置装车轮，避免频繁翻身，导致结构变形使镗孔产生偏差；第五，小车架放置在工装轨道上排装，可真实模拟小车最后的总装状态，也方便了车轮的检验。

比较成本，新工艺流程仅需新建一套镗孔地基、镗模板设备，购买两台搬运车用于顶升车轮，但新工艺有效解决了后续调试、用户使用时小车偏轨、啃轨及由此造成的车轮、轨道严重磨损问题，节约了维修资金。与大企业相比，大企业普遍使用价值数百万元的大型龙门镗铣床镗小车架车轮板孔，而该文仅使用普通的价值数万元的机床配合镗孔地基、镗模板工装就可加工出与大企业精度相当的产品，存在一定的成本优势。

4 结语

该文针对中小企业缺少先进设备，生产的轨道吊小车易出现偏轨、啃轨现象，从工艺方面改进小车架制造工艺流程。新工艺流程根据中小企业现有设备设计工装、改进加工、排装方法，从工艺、制造角度一定程度避免了制作、排装过程产生的小车偏轨、啃轨问题，但在实际的设计、安装测量过程中还需加以留心，尽量避免设计不良、测量误差累积超标等情况。

参考文献

[1] 赵国君，吴锡忠.通用桥式和门式起重机[M].北京：机械工业出版社，1989.

[2] 高裕民.门式起重机小车啃轨的故障分析及解决措施[J].冶金标准化与质量，2006（4）：56-57.

[3] 史向东.桥式起重机大小车轨道啃轨的检测分析与研究[J].机械设计与制造，2010（5）：267-268.

[4] 张德文，张庆财，李来运.轨道式集装箱门式起重机的细节设计[J].水运科学研究，2009（1）：16-21.endprint

2.4 冲砂、喷底漆

小车架冲砂前将因镗孔或其他原因未安装支架划线、装焊到位，并利用木板保护小车架镗孔、底座加工面，冲砂后喷涂底漆。

2.5 正置装配车轮

小车架转运至装配车间，调整小车架水平，利用搬运车配合千斤顶顶升车轮，使小车车轮孔与小车偏心套贴合，配钻小车架与偏心套螺栓孔，装配小车车轮，检查小车车轮中心轨距、基距；同一轨道车轮中心面与轨道中心线偏差不超过±1 mm，小车4个轮子踏面应在同一平面内，其允许偏差不得超过2 mm。

2.6 排装机构、梯子栏杆

在装配车间布置工装轨道，胎架轨道应调整水平，工装轨道检验要求应与产品排装轨道检验标准一致，胎架间隔尺寸与小车车轮距一致，将小车吊起摆放到工装轨道上，确定胎架布置在小车车轮正下方，用车档将小车车轮定位，放置滑动。

分别吊装减速箱、电机及制动器，排装控制屏、接线箱等其他部件，排装梯子平台中栏杆、格栅。排装完成后，利用平板车转运至总装场地，在总装场地布置工装轨道，检验轨道要求合格，将小车摆放到位，总装前小车均应摆放在工装轨道上。

3 成本优势比对

新工艺流程与以往工艺相比，从多种方面改进了小车镗孔精度，使小车车轮排装更加合理，有效地从制造工艺的角度解决小车偏轨、啃轨的问题。

首先，在粗排装流程中排装好所有可以焊接的支座、支架等，可避免冲砂喷漆后再次动火，也可避免二次动火带来的焊接变形影响镗孔精度；其次，利用配重模拟机构重量，可保证小车架的划线、镗孔准确性、有效性；第三，制作地基、工装，可保证镗孔机床加工车轮板孔的精度，有效避免因机床设备振动产生的镗孔精度偏差；第四，正置装车轮，避免频繁翻身，导致结构变形使镗孔产生偏差；第五，小车架放置在工装轨道上排装，可真实模拟小车最后的总装状态，也方便了车轮的检验。

比较成本，新工艺流程仅需新建一套镗孔地基、镗模板设备，购买两台搬运车用于顶升车轮，但新工艺有效解决了后续调试、用户使用时小车偏轨、啃轨及由此造成的车轮、轨道严重磨损问题，节约了维修资金。与大企业相比，大企业普遍使用价值数百万元的大型龙门镗铣床镗小车架车轮板孔，而该文仅使用普通的价值数万元的机床配合镗孔地基、镗模板工装就可加工出与大企业精度相当的产品，存在一定的成本优势。

4 结语

该文针对中小企业缺少先进设备，生产的轨道吊小车易出现偏轨、啃轨现象，从工艺方面改进小车架制造工艺流程。新工艺流程根据中小企业现有设备设计工装、改进加工、排装方法，从工艺、制造角度一定程度避免了制作、排装过程产生的小车偏轨、啃轨问题，但在实际的设计、安装测量过程中还需加以留心，尽量避免设计不良、测量误差累积超标等情况。

参考文献

[1] 赵国君，吴锡忠.通用桥式和门式起重机[M].北京：机械工业出版社，1989.

[2] 高裕民.门式起重机小车啃轨的故障分析及解决措施[J].冶金标准化与质量，2006（4）：56-57.

[3] 史向东.桥式起重机大小车轨道啃轨的检测分析与研究[J].机械设计与制造，2010（5）：267-268.

[4] 张德文，张庆财，李来运.轨道式集装箱门式起重机的细节设计[J].水运科学研究，2009（1）：16-21.endprint

2.4 冲砂、喷底漆

小车架冲砂前将因镗孔或其他原因未安装支架划线、装焊到位，并利用木板保护小车架镗孔、底座加工面，冲砂后喷涂底漆。

2.5 正置装配车轮

小车架转运至装配车间，调整小车架水平，利用搬运车配合千斤顶顶升车轮，使小车车轮孔与小车偏心套贴合，配钻小车架与偏心套螺栓孔，装配小车车轮，检查小车车轮中心轨距、基距；同一轨道车轮中心面与轨道中心线偏差不超过±1 mm，小车4个轮子踏面应在同一平面内，其允许偏差不得超过2 mm。

2.6 排装机构、梯子栏杆

在装配车间布置工装轨道，胎架轨道应调整水平，工装轨道检验要求应与产品排装轨道检验标准一致，胎架间隔尺寸与小车车轮距一致，将小车吊起摆放到工装轨道上，确定胎架布置在小车车轮正下方，用车档将小车车轮定位，放置滑动。

分别吊装减速箱、电机及制动器，排装控制屏、接线箱等其他部件，排装梯子平台中栏杆、格栅。排装完成后，利用平板车转运至总装场地，在总装场地布置工装轨道，检验轨道要求合格，将小车摆放到位，总装前小车均应摆放在工装轨道上。

3 成本优势比对

新工艺流程与以往工艺相比，从多种方面改进了小车镗孔精度，使小车车轮排装更加合理，有效地从制造工艺的角度解决小车偏轨、啃轨的问题。

首先，在粗排装流程中排装好所有可以焊接的支座、支架等，可避免冲砂喷漆后再次动火，也可避免二次动火带来的焊接变形影响镗孔精度；其次，利用配重模拟机构重量，可保证小车架的划线、镗孔准确性、有效性；第三，制作地基、工装，可保证镗孔机床加工车轮板孔的精度，有效避免因机床设备振动产生的镗孔精度偏差；第四，正置装车轮，避免频繁翻身，导致结构变形使镗孔产生偏差；第五，小车架放置在工装轨道上排装，可真实模拟小车最后的总装状态，也方便了车轮的检验。

比较成本，新工艺流程仅需新建一套镗孔地基、镗模板设备，购买两台搬运车用于顶升车轮，但新工艺有效解决了后续调试、用户使用时小车偏轨、啃轨及由此造成的车轮、轨道严重磨损问题，节约了维修资金。与大企业相比，大企业普遍使用价值数百万元的大型龙门镗铣床镗小车架车轮板孔，而该文仅使用普通的价值数万元的机床配合镗孔地基、镗模板工装就可加工出与大企业精度相当的产品，存在一定的成本优势。

4 结语

该文针对中小企业缺少先进设备，生产的轨道吊小车易出现偏轨、啃轨现象，从工艺方面改进小车架制造工艺流程。新工艺流程根据中小企业现有设备设计工装、改进加工、排装方法，从工艺、制造角度一定程度避免了制作、排装过程产生的小车偏轨、啃轨问题，但在实际的设计、安装测量过程中还需加以留心，尽量避免设计不良、测量误差累积超标等情况。

参考文献

[1] 赵国君，吴锡忠.通用桥式和门式起重机[M].北京：机械工业出版社，1989.

[2] 高裕民.门式起重机小车啃轨的故障分析及解决措施[J].冶金标准化与质量，2006（4）：56-57.

[3] 史向东.桥式起重机大小车轨道啃轨的检测分析与研究[J].机械设计与制造，2010（5）：267-268.

[4] 张德文，张庆财，李来运.轨道式集装箱门式起重机的细节设计[J].水运科学研究，2009（1）：16-21.endprint