抓斗改进措施探讨

抓斗改进措施探讨叶浪

（广东永通起重机械股份有限公司，广东佛山528000）摘要：抓斗用于抓取各类松散的堆积物，进行装车、卸车、转堆、加料等作业，在长时间的使用中难免会产生各种问题，为此，对单绳两瓣抓斗在实际应用中存在的诸多问题进行分析，并在此基础上提出了相应的改进措施，通过设计改造，提高了抓斗的使用寿命，提高了装卸效率。关键词：抓斗；开闭机构；缓冲装置；技术指标中图分类号：TH24文献标识码：ADOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2018.10.054性接触，钢链与滑轮表面的磨损量都非常大，钢链条与滑轮组的使用寿命都大大降低。另外该起重方式采用单根钢链条，整个抓斗连同物料全部的重量都承载于单根链条，增加了安全风险隐患。②在实际操作中，抓斗张开过程中，下承梁及物料在重力的作用下，下落时瞬间的冲力很大，连接钢链条的卸扣在使用中变形甚至脱扣的情况时有发生，该抓斗并未设置缓冲装置，存在安全问题。③实现挂球式抓斗开闭操作，必须依靠起重机钩头侧向起升和下降，该步骤全部由起重机司机自己掌控，对司机的操作水平要求较高，司机操作难度较大，装卸效率较低。2抓斗改进措施2.1开闭机构改造将该类型的两瓣单绳抓斗的开闭机构进行改造，由挂球式改为戟叉式开闭机构。鄂板、撑杆、上承梁和下承梁主框架等主要部件保留，拆掉原抓斗上的挂钩、挂球、滑轮等部件，增加带凹槽的导轨、滑动横梁，并将原钢链条起升改为钢丝绳起升。具体改造方法如下：①抓斗张开就位时，滑动横梁上升图1挂球式单绳两瓣抓斗开闭机构示意图

目前，港口虽然出现了许多类型的散货连续卸船机，但是抓斗以其生产效率适中、操作简单、可靠耐用、价格低廉、制造容易等优势，在散货装卸中仍然广泛应用。抓斗在长时间的使用中难免会产生各种问题，这不仅会影响抓斗的正常工作，降低装卸效率，也会产生安全隐患。因此，在实际的生产中进行技术改造势在必行，以适应装载量不断增加的趋势，提高装卸效率。港口单绳两瓣抓斗是起重机装卸散料的一种常用取物装置，其自动开闭方式为挂球式开闭，见图1.1单绳两瓣抓斗.com.cn. All Rights Reserved.抵住抓斗上承梁下部，起升钢丝绳通过滑动横梁和上承梁，提起抓斗放至适当的取料点。②放松起升钢丝绳，滑动横梁在重力作用下沿导杆下滑，与下承梁相碰，滑动横梁的戟叉碰撞到戟叉支撑板，使它的一个叉口指向导轨凹槽。③提升起升绳，滑动横梁带动戟叉上移，戟叉口卡住导轨凹槽。继在实际应用中该开闭形式抓斗有如下问题：①该型号抓斗受载荷及结构，为满足起重载荷要求，起升张开与闭合全部采用单根8tT8级钢链条，增加了抓斗的自重，货物的抓取量受到影响，而且在实际运行中钢链与滑轮组相互硬南京理工大学学报，2000，24（6）：540-543.［11］魏芳胜.二自由度冗余驱动并联机器人运动学及动力学研究［D］.西安：长安大学，2013.［12］郭卫东，张玉如，陈五一.3PSS并联机构的运动轨迹规划与仿真［J］（1）：.机械设计与研究，2004，2019-21.————————，男，工程硕士，高工，研究作者简介：张毅勃（1968—）方向为机械设备维护、维修，轧钢设备选型、安装、调试，主要从事热轧板带设备管理工作。〔编辑：白洁〕·54·2018年第10期

续提升起升绳，经滑动横梁带动导杆、下承梁，使抓斗挖掘物料，直至完全闭合。④抓斗连同货物放到指定位置后，放松起升钢丝绳，滑动横梁下降到最低点，使戟叉碰撞到戟叉支撑板，使它的2个叉尖全部进入导轨凹槽内。⑤提升起升钢丝绳，戟叉轮经滑杆叉口的作用翻转至水平，继续提升戟叉轮翻转与滑杆平行，滑动横梁上升抵住上承梁，抓斗斗体和物料在重力作用下开启，直至卸料结束。2.2缓冲装置改进缓冲装置改进的目的是为解决原挂球式抓斗未设置缓冲装置，该抓斗张开时货物及下承梁下落时冲量过大的问题。经过反复试验，为单绳抓斗设计安装聚氨酯缓冲器，将其对称安装在抓斗上承梁上，经2根链条底部连接至下承梁，总长度为抓斗张开最大开度上承梁与下承梁的距离。经过反复实践，选择压缩力满足12t的聚氨酯缓冲垫，总长度为300mm，压缩行程为100～200mm。从实际运行效果中看，该缓冲装置在生产作业中运行很好，有效地缓冲了抓斗张开时的冲力，排除了安全隐患，减少了链条连接卸扣的损坏率，节约了成本。3单绳两瓣戟叉式开闭抓斗改造技术指标3.1各主要部件重量各主要部件重量，查起重机设计手册可得：鄂板为1.404t，上承梁为0.653t，下承梁为0.555t，撑杆为0.49t，滑动横梁为0.163t。3.2主要部件设计技术指标开闭绳最大拉力，取Φ＝1.6，S闭＝Φ·Q额＝1.6×8＝128kN。上横梁滑轮组合力：抓斗倍率m=3，P上＝S闭×（m－1）＝12.8×（3－1）＝256kN。下横梁组合力：P下＝S闭×m＝12.8×3＝384kN。滑动横梁：P上＝256kN。滑轮受力：PP上2128 kN。滑轮两端中心距L＝11.2cm。3.3滑轮轴和夹板轴的设计轴的设计和其他零件的设计相似，包括结构设计和工作能力计算2个方面内容，滑轮轴选择45#钢，屈服强度σs＝355MPa，取安全系数n＝2.5.经计算确定滑轮轴直径为80mm，可满足强度要求。小型铸造滑轮的强度尺寸决定于铸造的工艺条件，一般不进行强度计算。夹板受力时卡口卡住导杆凹槽，成45°夹角。夹板受力：TP上4cos45。250.70790.52 kN。夹板轴受力：FT29 052.3245.26 kN。ScienceandTechnology&Innovation┃科技与创新夹板两端中心距：L＝7cm。夹板轴弯矩：MFL44 526.157479.20 kN。夹板轴截面模量：Wd332。夹板轴选择45#钢，屈服强度σs＝355MPa，取安全系数n＝2.5.经计算确定夹板轴直径为65mm，可满足强度要求。3.4滑杆的设计尽量选择对称的构件截面和焊缝位置，滑杆截面定位正方封闭箱形，底部设计成螺栓、螺母连接下承梁。P下＝384kN，滑杆下部适当位置设置凹槽，取预紧系数K0＝4.0，螺栓的相对刚度系数KC＝0.3，则P合＝（K0＋Kc）×P下＝（4.0＋0.3）×3.84×102＝1651kN。钢材的选择原则是保证结构安全可靠地满足使用要求，同时要经济合理，降低造价。选择45#钢材质，取安全系数n＝1.7，σs＝355Mpa，则lpsn3551.7208.8 MPa.滑杆底部连接螺栓，直径为d，则d≥1.3p合≥1.31 651lp208.8≥10cm。以此确定滑杆底部螺栓直径为10cm，则强度满足要求。根据下承梁底部螺栓的装配位置，确定滑杆尺寸为边长140mm方形。3.5钢丝绳的选用Q额＝80kN，由2根钢丝绳承担载荷，其中，钢丝绳最大工作静张力Smax＝Q额2802＝40kN；根据起重级别，取安全系数n＝6；钢丝绳破断张力SP＝nSmax＝6×40＝240kN；选用钢丝绳公称抗拉强度为1670MPa或1770MPa，6×37＋FC类，钢丝绳直径为22mm。4结束语综上所述，抓斗的改造对于提高装卸效率、节约成本具有重要的意义。港口单绳两瓣抓斗存在抓取散杂货装卸效率低、操作复杂、张开时冲量过大等弊端，针对此状况，提出了该类型单绳抓斗开闭机构的改进方法，以及研发新的缓冲装置进行了设计改造。经过实践应用，改造后的单绳两瓣抓斗在装卸生产实践中运行良好，不仅提高了装卸效率，节约了成本，同时也大大排除了安全隐患。参考文献：1］郭永兴，张立盛.单绳抓斗的改进［J］.起重运输机械，2011（11）：24-26.2］尹衍新，许崇华.散货抓斗的失效分析及改进对策［J］.港口科技，2012（12）：8183-8184.〔编辑：张雅丽〕·55·.com.cn. All Rights Reserved.［［