80／20t桥式起重机安全性能改造

80／20t桥式起重机安全性能改造

随着转炉出钢量的增加，钢水包的不断扩容，起重机起吊能力不足已经对安全生产造成一定的隐患。通过安全性能的改造，提高起重机起吊重量，增加了液压夹钳盘式制动器，确保起重机满足安全生产需求。

标签：减速机；主梁；液压夹钳盘式制动器

1 前言

我厂有起重机30多台，其中两台80/20t起重机位于接受跨区域，跨距22米，起升高度20.5米，主要负责吊运钢水包上连铸回转台，由于转炉出钢量的增加，钢水包的扩容，现在实际载荷高达甚至超过85t，其额定起重能力不足已经对安全生产造成了较大的威胁。

2 存在问题

（1）主钩额定载荷为80t，现钢水包达到85t以上，原有主梁已经不能满足吊重需求。

（2）在吊运钢水包过程中，主钩装置曾出现过传动轴齿式联轴器内齿打磨掉，导致主钩出现下滑现象。

（3）主钩减速机型号为QJS710-50，原减速机齿面为软齿面，载荷超过80t 后，运行时声音较大，齿轮出现异常磨损、点蚀现象，寿命大大缩短。

（4）小车行走减速机经常出现声音异响，机壳容易裂开。

（5）大车运行机构减速机底座螺栓易松动。

（6）主钩动滑轮组原为半包型，主钩钢丝绳出现脱槽的现象。

由此可知，由于起重机原有额定起重能力的限制，已经无法满足转炉出钢量增加的生产需求，经常出现停车检修，为了适应快速生产的节奏，保证安全生产，因此起重机必须进行安全性能的改造。

3 安全校核

3.1 主钩卷筒电动机的校核

现有主钩卷筒电动机的型号为YZR355L2-10，功率132kW，工作级别S3-40%。当负载质量为85t，起升速度6.4m/min，所需电动机功率Pe计算如下：

电动机静功率

Pj=mgv÷η=111.07kW

式中：m—负载质量（单位：kg）；

g—重力减速度9.8N/kg；

v—起升速度（单位m/s）；

η—起升机构总效率，取η=0.8。

根据电机静功率Pj，电持续率JC值为40%，额定功率Pe应满足Pe≥KdPj，

其中Kd为系数，机构级别为M7时取Kd=0.95，则有

Pe≥KdPj=111.07×0.95=106kW

电机功率132kW≥106kW，因此现有的电机能够满足负载重量提升后的需求。

3.2 主钩减速机校核

现有主钩减速机型号：QJS710-50，公称中心距为710mm，n=570r/min，i=50，依据文献[1]，减速机许用输入功率为138kW≥132kW，所以现有的减速机能够满足负载重量提升后的需求。

4 改造方案

（1）主梁加固。

①主梁内部大筋板框架用16mm厚Q345B钢板进行焊接加固，保证主梁的强度。

②在主腹板的中间位置向两端用20#槽钢焊接直到端梁位置为止，提高主腹板的局部稳定性。

③所有对接焊缝的坡口形式应符合GB985（986）标准要求，其中手工焊用E5016，埋弧焊用H10Mn2和焊剂HJ431。

④主梁的对接焊缝质量要求为：射线检测按照GB/T3323-2005《金属熔化焊焊接接头射线照相》要求，透照技术不低于A级，合格级别为Ⅱ级；超声波检测按照JB/T10559-2006《起重机械无损检测钢焊缝超声检测》的要求，按照Ⅰ级焊缝合格要求控制。

⑤桥架加固后，主梁应具有标准的拱度0.9S/1000～1.4S/1000即20～31mm （S为起重机跨距）和不小于S/2000水平旁弯度即11mm。

⑥主梁加固完成后，主梁各项数据都至少提高10%，使起重机的实际载荷能力至少达到85t以上。

（2）减速机输入端齿式联轴器改成制动轮联轴器，并配套增加一个电力液压块式制动器，增强主钩装置的制动性能。

（3）卷筒上加装SB250液压夹钳盘式制动器，其安装简图如下：

①首先需在主钩卷筒组尾部轴承座端加焊Q345C材质的贴板，然后将制动盘用铰制孔螺栓固定在贴板上，其中间可均布4个M10×40螺栓来调整制动盘与卷筒轴的垂直度。

②安装制动器应夹持在制动盘上正确位置（即制动器与支座及底座均处于正中位置并通过螺栓连接在一起后再与小车底板焊牢。

③支座安装螺栓的拧紧力矩为2900N·M，制动器安装螺栓的拧紧力矩为3500N·M。

④液压夹钳盘式制动器其工作原理是当液压站在控制系统指令下向制动器油缸供给压力油，推动活塞向外侧运动并进一步压缩弹簧，制动瓦在活塞杆的牵引下脱离制动盘，制动力矩消除；当液压站在系统指令下接通回油通道，压力油在碟簧力作用下回流液压站油箱，活塞和活塞杆向制动盘侧运动，碟簧力通过制动瓦传递到制动盘上，产生规定的制动力矩。SB250制动器的主要部件如图2。

电机和电磁换向阀同时得电，系统向油缸供油，油缸动作到位后，压力继续上升，至压力继电器设定高压力后发讯使电机断电，电磁铁不失电，此时油缸保持进油保压状态；如系统有泄漏使压力降低至压力继电器设定低压力时，开关接通电机，使得系统维持在设定压力范围内变化，油缸都处于进油保压状态，制动器始终打开。

当电机和电磁阀同时失电时，系统迅速卸荷，油缸靠弹簧的作用复位，制动器进行制动。

基于这个原理可在驾驶室联动台上增加急停按钮，可确保卷筒组随时进行突发性制动，使吊运热态液体的起重机安全性能得到进一步的提高。

（4）所有电力液压块式制动器全部改成YWZ5系列。

（5）主钩减速机QJS710-50内脏全部改成硬齿面，解决了点蚀、磨损等现象，有效的提高了减速机的寿命。

（6）小车运行机构减速机机壳原铸钢件改为焊接件，强度高，使机壳不容易被震裂。

（7）大车运行机构减速机底座钢板加厚，连接螺栓由M20改为M24，底座加装压块，解决螺栓松动引起底座拉裂问题。

（8）主钩动滑轮组半包型改为全包型，滑轮片改为轧制，防止钢丝绳脱槽。

（9）主、副钩装置传动长轴和小车运行机构传动轴全部改成SWF系列十字轴式万向轴联轴器连接，承载转矩更大，磨损量小，传动更加平稳。

（10）钢丝绳润滑脂由普通锂基脂改为耐高温专用脂，延长钢丝绳使用寿命。

（11）原主钩卷筒钢丝绳型号为6W（19）-32.5-155I，现改为32.5NAT6×19W+IWR-1870（钢芯），公称抗拉强度由1550MPa提高到1870MPa，公称抗拉强度等级提高，以满足起重量增加的需求。

5 改造效果

（1）改造后，起重机起重量由80t提升为85t，从根本上解决超载的安全隐患。

（2）通过改造后，起重机的各部分设备得到了优化，降低了故障的发生率，减少停车检修时间，节约了检修成本。

（3）起重机安全性能得到进一步提升，为快节奏的安全生产提供更好的基础。

参考文献

[1]成大先.机械设计手册[M].第四版，北京：化学工业出版社，2002.

[2]起重机设计手册[M].北京：机械工业出版社，1980.

[3]通用桥式起重机GB/T14405-2011[S].