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                    我河南礦山起重機公司于2014年承制的超低溫的俄羅斯U型集裝箱門機的制作工藝技術要求淺談

                    發布:河南省礦山起重機有限公司
                    我公司于2014年承制的俄羅斯U型集裝箱門機的制作工藝及技術要求簡要
                    2014-7-2

                    ——2014年7月我公司承接了一批出口至俄羅斯的規格型號為MGA636T-25M+10/11MU型集裝箱門機。

                    ——因使用方地處西伯利亞地區,緯度較高,氣候嚴寒,冬季漫長,在設計時對起重機的鋼結構、機構零部件及電氣設備等的設計和選型需做特殊考慮,使其能夠在-40℃的低溫環境下正常工作。

                    ——當環境溫度低于-30℃時,通常使用的鋼板像玻璃一樣脆弱,電纜像鋼筋一樣僵硬,機構上覆蓋著厚厚的冰雪,潤滑油都已結成硬塊,將傳動齒輪凍在一起,制動輪、制動盤、車輪和軌道都被堅硬的冰層覆蓋,起重小車搖搖欲墜,PLC數據異常,空調不再工作,極大地考驗了制作方的設計和制作能力。


                    ——為了保證起重機在低溫環境下正常工作,國家標準對低溫環境工作的起重機的構造設計作出嚴格規定。在GB/T 3811-2008《起重機設計規范》有如下關于低溫起重機的設計規定:

                    1)下列情況的承載構件和構件鋼材不應采用沸騰鋼:①雖然可以不用計算疲勞但工作環境溫度低于-20℃時直接承受動載荷的結構以及受拉、受彎的重要承載構件;②工作環境溫度等于或低于-30℃的所有承載結構;③非焊接結構工作環境溫度等于或低于-20℃的直接承受動載荷且需要計算疲勞的結構。

                    2)在用戶未特別提出室外工作起重機結構的最低工作環境溫度時,可取為起重機使用地點的年最低日平均溫度。對不確定使用地點的起重機,工作環境溫度由設計制造單位根據具體情況確定。

                    3)起重機的電氣設備應能保證在起重機運行場所的環境溫度范圍內正常工作。當環境溫度不能滿足所選電氣設備工作要求時,應采取冷卻或加溫措施。

                    4)在室外的起重機結構的最低工作環境溫度取為起重機使用地的年最低日平均溫度。當起重機的結構工作環境在-10℃以下時,隨著溫度的降低,材料脆性破壞的危險性越來越大。

                    5)在GB/T6067-1985《起重機械安全規程》有如下關于低溫起重機的設計規定:工作溫度低于5℃的司機室,應設安全可靠地采暖設備。

                    6)在GB50017-2003《鋼結構設計規范》關于低溫鋼結構的設計規定:提高寒冷地區結構抗脆斷能力的要求,結構形式和加工工藝的選擇應盡量減少結構的應力集中。在工作溫度等于或低于-30℃的地區,焊接構件宜采用較薄的組成板件。在工作溫度等于或低于-20℃的地區,焊接構件的構造宜符合下列要求:①在桁架節點板上,腹桿與弦桿相鄰焊縫焊趾間凈距不宜小于2.5t(t為節點板厚度);②凡平接或T形對接的節點板,在對接焊縫處,節點板兩側宜做成半徑不小于60mm的圓弧并予打磨,使之平緩過渡;③在構件拼接部位,應使拼接件自由段的長度不小于5t,t為拼接板厚度。

                    7)在工作溫度等于或低于-20℃的地區,結構施工宜滿足的要求有:①安裝連接宜采用螺栓連接;②受拉構件的鋼材邊緣宜為軋制邊或自動氣割邊。對厚度大于10mm的鋼材采用手工或剪切邊,應沿全長刨邊;③應采用鉆成孔或先沖后擴鉆孔。

                    一、機構零部件在低溫環境的選型

                    1)外購件

                    ——例如電動機、制動器、潤滑裝置、軸承、空調設備等,應向供貨商提出溫度要求,在訂貨技術要求中應明確提出外購件的低溫要求,并與供貨商就低溫和常溫使用的實現細節進行溝通,注意整機與外購件的詳細接口,例如在低溫環境下選用帶加熱器的減速器,應落實清楚加熱器的與電氣系統的詳細接口。制動器的摩擦面應注意防冰雪,否則會導致制動器的制動力矩減小。

                    2)機械加工件

                    ——聯軸器、減速器、軸、吊鉤組、滑輪組等應采用鍛造件,并應進行熱處理,適當熱處理可大幅度提高材料的低溫抗脆斷性,一般不進行抗脆性驗算,能滿足低溫抗脆性要求。機構零件應避免使用鑄造零件,特別是減速器的殼體,三合一減速電機的殼體一般用球墨鑄鐵鑄造,應避免采用,而采用鋼板焊接的殼體制造,由于某些鑄件的抗脆性較差,鑄造零件低溫抗脆斷性分析計算很復雜,應盡量回避。機構底座、卷筒等應采用焊接構件,按鋼結構等同處理。

                    3)各種油料

                    ——包括潤滑油和液壓油等,在一般情況下,在室外工作的起重機,其冬季和夏季的溫差較大,同一部件應選擇2種選擇不同溫度范圍的油料,同時在使用維護圖紙或說明書中說明油料使用和更換要求。

                    另外,也可以將機構布置在保溫的機器房中,在工作狀態時,機構零部件按常溫考慮。

                    二、電氣設備的設計注意事項

                    ——電氣系統中的各個元件要求正常的工作溫度范圍一般為0℃~40℃,過高或過低的溫度都會對電氣系統中的電氣元件產生較大的影響,過低的溫度也會導致元件性能參數發生變化。當溫度低于正常范圍時,三極管放大倍數會降低,晶體振蕩器頻率會降低。再如PLC和變頻器中記憶體只能在5℃~55℃的環境下工作,若低于這個溫度,由于材質的鈍化,可能會造成數據讀寫的錯誤,從而對電氣系統產生致命的錯誤,給起重機的作業安全造成隱患。據統計,溫度每低于正常溫度10℃,PLC和變頻器等這些智能系統的可靠性下降25%。

                    ——所以,在設計電氣系統時,最可靠而簡便的方法就是盡可能將電氣設備安裝具有保溫及防護等級不低于IP44的電器室內。另外,當起重機在嚴寒剛開始工作時,應對電氣室的電氣設備進行預熱,起重機會在達到常溫環境后再開始正常工作。

                    ——對于必須暴露在室外的電線電纜、插座、照明設備、限位開關等電氣元件,在設計時應注意其工作溫度范圍,選用符合規定低溫的電氣元件。

                    三、起重機的低溫設計其他注意事項

                    ——在低溫環境下,一般冰雪天氣較多,甚至會有暴雪天氣,應考慮由暴雪引起的偶然荷載;對于起重機易造成積雪的部位,應能便于進行清理。

                    ——對于室外工作的門式起重機,考慮到冰雪對起重機軌道、起重機供電電纜溝的影響,不可忽視對土建提出滿足低溫工況的設計要求,要考慮到融化積雪再次結冰后可能會使起重機車輪、供電電纜、夾軌器凝結在地面構件上,故在要求土建設計時應使起重機軌道高于地面約20mm,起重機鋼軌的安裝槽及供電電纜溝應排水通常,以避免積水。

                    ——公司對此項目高度重視,專門成立了由經驗豐富的設計人員和制作人員組成的項目組,在工藝設計、設備選型等方面同俄方深入溝通,在制作過程中,俄方相繼派出焊接監理工程師、電氣監理工程師現場監制。
                     


                    ——目前該批起重機使用良好,得到了俄羅斯專家的一致好評。


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