斗轮堆取料机配重结构改造与实施

骆尚杰

广州港股份有限公司新港港务分公司

1 引言

广州港股份有限公司新港港务分公司一台悬臂式斗轮堆取料机(以下简称斗轮机)限于码头空间，其配重采用钢丝绳牵引配重块形式。配重系统由1个固定配重及1个重约45 t的活动配重构成(见图1)。变幅机构卷筒通过变幅钢丝绳使得臂架俯仰，通过2条配重升降钢丝绳带动活动配重沿配重架的导轨上下活动。

该机配重结构已使用近8年，升降钢丝绳直径磨损近7%，即将达到报废标准，且钢丝绳内部无法观测，因此存在钢丝绳断裂的安全隐患。一旦其中1条配重升降绳断裂，活动配重将发生倾斜，可能卡在导轨之间[1]。若操作司机未发现升降绳断裂而继续作业，另外1条钢丝绳的受力将翻倍甚至更大，发生损伤甚至断裂，活动配重下坠，整机可能会发生倾覆，造成机毁人亡事故。因此需要更换配重升降钢丝绳，同时改造配重系统，提高设备安全性能。

1.臂架 2.前拉杆 3.斜支架 4.立柱 5.后臂架 6.固定配重 7.活动配重 8.配重钢丝绳绳 9.变幅钢丝绳图1 配重结构示意图

2 改造方案

该斗轮机配重结构存在的主要问题是，配重升降钢丝绳只有2条。为提升安全性，对该斗轮机活动配重升降钢丝绳缠绕系统进行改造，将活动配重升降钢丝绳的根数变为4条，并在每2条钢丝绳之间加装平衡梁以作断绳保护(见图2)。

1.配重升降绳 2.活动配重 3.平衡梁 4.断绳保护器图2 钢丝绳缠绕系统图

对钢丝绳缠绕系统的关键改进如下：

(1)拆除原斜支架左、右2根杆件顶部2个平衡滑轮，更换为2根平衡梁，每根平衡梁穿2根钢丝绳。

(2)拆除旧配重升降绳(2根，直径36 mm，长度70 m)，更换为新升降钢丝绳(4根，直径36 mm，长度30 m)，连接活动配重箱和斜支架。

(3)立柱顶部安装断绳保护器，若该处平衡梁的2根钢丝绳断裂1根，平衡梁保护绳可拉住平衡梁，起断绳保护作用。

(4)活动配重箱上方钢丝绳吊耳不变，但对支座做适当加固。

3 施工方案与安全校核

本项目的施工涉及对斗轮机主体构件的吊装，若工艺不当，则可能造成结构件及钢丝绳断裂甚至整机倾覆、机损人亡的事故，因此需要对工艺进行详细的制定，避免发生安全事故[2]。

更换配置钢丝绳需要吊起后方45 t活动配重，臂架部分和斗轮部分也需一并吊起才有可能确保平衡。为了保证安全，需进行稳定性校核(见表1)。

表1 稳定性校核计算

除去活动配重、臂架及斗轮部分后，门座、立柱及后臂架等部分合成质心为-3.1 m，而大车轨距为7 m(后侧路轨坐标为-3.5 m)，因而合成质心落在大车路轨之内，更换钢丝绳时整机是稳定的。

为了确保施工平稳，在前臂架顶升与活动配重起吊过程中，慢速放松臂架变幅钢丝绳，预先让臂架底部缓慢搁置在防风支架上；用吊车慢速起吊活动配重，臂架自然缓慢下落，防风支架受力逐步自然增加。同时需要考虑因吊车钢丝绳断裂、油缸失压等各种原因而发生吊钩和活动配重突然下坠、造成整机倾翻的意外情况。为保证意外发生时，整机依然保持平衡，需增加临时的活动配重保险绳(件200)连接活动配重与斜支架，增加临时的斜支架保险绳(件201)连接立柱及斜支架(见图3)。

100.防风支架(胎架) 101.门座 102.吊车 200.配重保险绳201.斜支架保险绳图3 施工方案示意图

为确保临时保险绳在出现意外时能及时、有效、安全地产生作用，临时保险绳不能过于松弛。因此应预先进场测量所需要的保险绳长度，并合理设计结构，张紧保险绳。

鉴于以上的分析和计算，提出以下施工方案：

(1)斜支架上部焊接配重升降绳、平衡梁限位绳相关的支座及吊耳。

(2)在立柱顶部及斜支架上部焊接吊耳、支座，安装斜支架临时保险绳。

(3)在配重箱顶部及斜支架上部焊接吊耳、支座，安装配重临时保险绳。

(4)将大车行走到锚定位置。

(5)利用变幅机构慢速下降臂架，使臂架底部缓慢地落在防风支架上。

(6)用吊车慢速起升活动配重，臂架自然下落，最后完全搁置在防风支架上。

(7)预紧斜支架临时保险绳和活动配重临时保险绳。

(8)拆除2根配重升降旧钢丝绳，安装4根配重升降新钢丝绳及其平衡梁。

(9)利用吊车下降活动配重。

(10)安装4根平衡梁限位钢丝绳，连接斜支架及平衡梁。

4 结语

本项目对采用活动配重平衡的斗轮堆取料机的配重钢丝绳缠绕系统进行改造，将原来的2条配重绳改造为4条，并安装平衡梁和断绳保护器。由于项目的施工可能影响整机稳定性，因此对施工步骤进行分析和计算，提出了稳定、安全的施工方案，并依据该方案顺利、安全地完成了改造，可为其他类似设备的改造提供参考。