我河南矿山起重机公司于2014年承制的超低温的俄罗斯U型集装箱门机的制作工艺技术要求浅谈

发布:河南省矿山起重机有限公司
我公司于2014年承制的俄罗斯U型集装箱门机的制作工艺及技术要求简要
2014-7-2

——2014年7月我公司承接了一批出口至俄罗斯的规格型号为MGA636T-25M+10/11MU型集装箱门机。

——因使用方地处西伯利亚地区,纬度较高,气候严寒,冬季漫长,在设计时对起重机的钢结构、机构零部件及电气设备等的设计和选型需做其它考虑,使其能够在-40℃的低温环境下正常工作。

——当环境温度低于-30℃时,通常使用的钢板像玻璃一样脆弱,电缆像钢筋一样僵硬,机构上覆盖着厚厚的冰雪,润滑油都已结成硬块,将传动齿轮冻在一起,制动轮、制动盘、车轮和轨道都被坚硬的冰层覆盖,起重小车摇摇欲坠,PLC数据异常,空调不再工作,极大地考验了制作方的设计和制作能力。


——为了起重机在低温环境下正常工作,国家标准对低温环境工作的起重机的构造设计作出严格规定。在GB/T 3811-2008《起重机设计规范》有如下关于低温起重机的设计规定:

1)下列情况的承载构件和构件钢材不应采用沸腾钢:①虽然可以不用计算疲劳但工作环境温度低于-20℃时直接承受动载荷的结构以及受拉、受弯的重要承载构件;②工作环境温度等于或低于-30℃的承载结构;③非焊接结构工作环境温度等于或低于-20℃的直接承受动载荷且需要计算疲劳的结构。

2)在用户未**提出室外工作起重机结构的比较低工作环境温度时,可取为起重机使用地点的年比较低日平均温度。对不确定使用地点的起重机,工作环境温度由设计制造单位根据具体情况确定。

3)起重机的电气设备应能在起重机运行场所的环境温度范围内正常工作。当环境温度不能满足所选电气设备工作要求时,应采取冷却或加温措施。

4)在室外的起重机结构的比较低工作环境温度取为起重机使用地的年比较低日平均温度。当起重机的结构工作环境在-10℃以下时,随着温度的降低,材料脆性破坏的危险性越来越大。

5)在GB/T6067-1985《起重机械安全规程》有如下关于低温起重机的设计规定:工作温度低于5℃的司机室,应设安全地采暖设备。

6)在GB50017-2003《钢结构设计规范》关于低温钢结构的设计规定:提高寒冷地区结构抗脆断能力的要求,结构形式和加工工艺的选择应尽量减少结构的应力集中。在工作温度等于或低于-30℃的地区,焊接构件宜采用较薄的组成板件。在工作温度等于或低于-20℃的地区,焊接构件的构造宜符合下列要求:①在桁架节点板上,腹杆与弦杆相邻焊缝焊趾间净距不宜小于2.5t(t为节点板厚度);②凡平接或T形对接的节点板,在对接焊缝处,节点板两侧宜做成半径不小于60mm的圆弧并予打磨,使之平缓过渡;③在构件拼接部位,应使拼接件自由段的长度不小于5t,t为拼接板厚度。

7)在工作温度等于或低于-20℃的地区,结构施工宜满足的要求有:①安装连接宜采用螺栓连接;②受拉构件的钢材边缘宜为轧制边或自动气割边。对厚度大于10mm的钢材采用手工或剪切边,应沿全长刨边;③应采用钻成孔或先冲后扩钻孔。

一、机构零部件在低温环境的选型

1)外购件

——例如电动机、制动器、润滑装置、轴承、空调设备等,应向供货商提出温度要求,在订货技术要求中应明确提出外购件的低温要求,并与供货商就低温和常温使用的实现细节进行沟通,注意整机与外购件的详细接口,例如在低温环境下选用带加热器的减速器,应落实清楚加热器的与电气系统的详细接口。制动器的摩擦面应注意防冰雪,否则会导致制动器的制动力矩减小。

2)机械加工件

——联轴器、减速器、轴、吊钩组、滑轮组等应采用锻造件,并应进行热处理,适当热处理可大幅度提高材料的低温抗脆断性,一般不进行抗脆性验算,能满足低温抗脆性要求。机构零件应避免使用铸造零件,**是减速器的壳体,三合一减速电机的壳体一般用球墨铸铁铸造,应避免采用,而采用钢板焊接的壳体制造,由于某些铸件的抗脆性较差,铸造零件低温抗脆断性分析计算很复杂,应尽量回避。机构底座、卷筒等应采用焊接构件,按钢结构等同处理。

3)各种油料

——包括润滑油和液压油等,在一般情况下,在室外工作的起重机,其冬季和夏季的温差较大,同一部件应选择2种选择不同温度范围的油料,同时在使用维护图纸或说明书中说明油料使用和更换要求。

另外,也可以将机构布置在保温的机器房中,在工作状态时,机构零部件按常温考虑。

二、电气设备的设计注意事项

——电气系统中的各个元件要求正常的工作温度范围一般为0℃~40℃,过高或过低的温度都会对电气系统中的电气元件产生较大的影响,过低的温度也会导致元件性能参数发生变化。当温度低于正常范围时,三极管放大倍数会降低,晶体振荡器频率会降低。再如PLC和变频器中记忆体只能在5℃~55℃的环境下工作,若低于这个温度,由于材质的钝化,可能会造成数据读写的错误,从而对电气系统产生致命的错误,给起重机的作业安全造成隐患。据统计,温度每低于正常温度10℃,PLC和变频器等这些智能系统的性下降25%。

——所以,在设计电气系统时,比较而简便的方法就是尽可能将电气设备安装具有保温及防护等级不低于IP44的电器室内。另外,当起重机在严寒刚开始工作时,应对电气室的电气设备进行预热,起重机会在达到常温环境后再开始正常工作。

——对于*须暴露在室外的电线电缆、插座、照明设备、限位开关等电气元件,在设计时应注意其工作温度范围,选用符合规定低温的电气元件。

三、起重机的低温设计其他注意事项

——在低温环境下,一般冰雪天气较多,甚至会有暴雪天气,应考虑由暴雪引起的偶然荷载;对于起重机易造成积雪的部位,应能便于进行清理。

——对于室外工作的门式起重机,考虑到冰雪对起重机轨道、起重机供电电缆沟的影响,不可忽视对土建提出满足低温工况的设计要求,要考虑到融化积雪再次结冰后可能会使起重机车轮、供电电缆、夹轨器凝结在地面构件上,故在要求土建设计时应使起重机轨道高于地面约20mm,起重机钢轨的安装槽及供电电缆沟应排水通常,以避免积水。

——公司对此项目高度重视,专门成立了由经验丰富的设计人员和制作人员组成的项目组,在工艺设计、设备选型等方面同俄方深入沟通,在制作过程中,俄方相继派出焊接监理工程师、电气监理工程师现场监制。
 


——目前该批起重机使用良好,得到了俄罗斯专家的一致好评。


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