港口起重机回转机构安装方式的改进

杨响舟

武汉交科港口机械工程研究所

摘 要：针对港口机械回转机构安装调试难度大、时间长的问题，提出了改进转台结构形式，从而改变回转机构安装方式。该方法制作方便，能够大幅降低工人调试难度，减少工作量，缩短安装调试周期，节约了维修保养成本，提高了设备的生产利用率，对港口装卸设备的维修具有一定的现实意义。

关键词：回转机构； 安装； 改进

1 引言

回转机构通常安装在起重机的回转转台上，动力源(电动机或者液压马达)经过减速器驱动最后一级小齿轮，小齿轮与装在起重机固定部分上的大齿圈相啮合，以实现起重机的回转[1]。回转机构通常有下列3种形式机械传动装置：卧式电动机与涡轮减速器传动；立式电动机与立式圆柱齿轮减速器传动；立式电动机与行星减速器传动[2]。无论那种形式的机械传动装置的传统安装形式通常都是通过上、下定位板将减速器固定在转台上，存在安装调试难度大、时间长的问题[3]。本文提出了改进转台结构形式，从而改变回转机构安装方式。该方法制作方便，能够大幅降低工人调试难度，减少工作量，缩短安装调试周期，节约了维修保养成本，提高了设备的生产利用率。

2 回转机构传统安装形式及特点

传统门机回转机构安装形式如图1所示，减速器通过上定位板和下定位板固定在转台上。上定位板加工出与减速器法兰止口相配合的尺寸，下定位板加工出与减速器轴颈相配合的尺寸，用于减速器水平面的定位。同时上定位板上加工出与减速器法兰相配合的螺栓孔，用于减速器竖直方向的定位，防止减速器上下串动。

图1 回转机构传统安装形式

为方便安装回转机构，转台通常做成如图2所示的结构形式。转台上翼缘板开孔直径通常比减速器法兰止口直径大10～20 mm，转台下表面及回转下箱体下翼缘板的开孔直径通常比减速器轴颈直径大10～20 mm，便于调整回转机构，使小齿轮与回转大轴承的齿侧间隙和接触面积符合啮合要求。

图2 转台结构传统形式

回转机构传统安装方式因转台开孔比较大，调整余量比较大，同时也给调整带来了困难。通常回转机构安装时，要测量齿侧间隙和齿面接触面积，只有2项都符合要求时，回转机构的调整才算合格。齿侧间隙用塞尺测量，一般不大于0.3 mm，因转台上、下开孔都比减速器大20 mm，因此要把齿侧间隙控制在0.3 mm以内是非常困难的，需要反复不断的调整回转机构，费时费力。待齿侧间隙调整合格后，将上、下定位板点焊，给小齿轮(或回转大轴承)齿面涂上红丹，点动回转机构，检查齿面接触情况。通常沿齿高方向接触面不小于40%，沿齿宽方向接触面不小于50%才算合格，这个过程也是不断反复调整的过程。在齿面接触面积符合要求后还要再次测量齿侧间隙，如此反复。当齿侧间隙和接触面调整全部合格后，再将上、下定位板焊牢，回转机构的调整才算完成。在转台回转大法兰及回转机构安装孔机加工精度比较高的情况下，安装调试1台回转机构也要2～3天的时间，除极小起重量的门机外，一般门机都有2套甚至多套回转机构，调试1台起重机通至少4天甚至更长的时间。另外，在上、下定位板的焊接过程中，由于焊接变形及不均匀冷却的过程中，回转减速器的小齿轮轴会承受安装应力，回转机构定位的精度也会受到热胀冷缩的影响，而且这种影响无法消除。

回转机构传统安装方式存在如下缺陷：

(1)调试时间长，工人劳动强度大，人工成本高，不适合现在生产周期短、工期紧的要求。

(2)机加工量较大。除了要机加工转台外还要加工上、下定位板，加工时间长，生产成本高。

(3)由于焊接变形产生的安装残留应力和对回转机构定位精度的影响也无法消除。通常在设备运行2～3个月后，还得将上、下定位板的焊缝刨开，重新调整定位一次，以保证设备的正常运行。

因此，改进回转机构的安装形式，以减轻工人劳动强度，节约生产制造成本，缩短安装调试周期就尤为必要。

3 改进后的回转机构安装方式

现将转台上翼缘板局部加厚，开孔与减速器法兰止口直径相同，镗出与减速器法兰止口相配合的公差尺寸，并与减速器法兰配钻螺栓孔。转台下表面开孔仍比减速器轴颈大20 mm，下箱体的下翼缘板开孔与减速器轴颈直径相同，并镗出与减速器轴颈相配合的公差尺寸，如图3所示。以转台与回转大轴承相连接的法兰面作为基准A，控制转台上表面与之的平行度不大于0.2，回转机构中心线与之的垂直度不大于0.02。以转台上表面安装孔为基准B，下翼缘板安装孔与之同轴度不大于0.02，其他形位公差与转台传统制作方式要求相同。这样，回转机构的安装只需吊装到位，装上螺栓即可。

图3 改进后转台结构形式

改进后的安装方式与传统安装方式相比，在制造方面只是增加了对回转机构安装孔的形位公差要求，因转台是大结构件，强度大，刚度强，在加工过程中不易移动和变形，只要找好了基准，形位公差就可以很容易得到保证，在加工转台与回转轴承相连接的大法兰板时可以一起加工，做到一次装夹加工到位，与单独加工上、下定位板相比，装夹次数少，工序少，受外界因素影响小，加工精度高，累积误差小。

在安装方面，由于有机加工的形位公差来保证精度要求，因此，回转小齿轮与回转大轴承啮合后的齿侧间隙能够得到保证，基本不需要再经过人工调整，只需要给齿面涂上红丹，检查齿面接触面积，看看小齿轮安装有无歪斜即可。整套回转机构安装调试过程不到2小时即可完成，可以减少很多工作量，节省大量时间。

另外，整个安装过程无需焊接，不存在由于焊接时热胀冷缩引起的变形和残留应力，齿侧间隙有保证，小齿轮受力得到较大改善，增加了小齿轮使用寿命。而且，回转机构也不会像传统安装方式那样运行2～3月后需再次调整，节约了维护保养成本。

这种安装方式存在转台尺寸比较大的问题，通常2套回转机构沿转台中心线对称布置，2套回转机构中心距比较大，在加工回转机构安装孔的时候对镗床的要求比较高，一般制造厂家没有这么大的镗床，很难做到一次装夹就可以同时将两套回转机构安装孔加工到位，多次装夹又会影响加工精度。

4 结语

经过改进后的安装方式已经在1 500 t/h装船机和300 t造船门机上使用，能切实有效地节约回转机构安装调试时间，降低工人劳动强度。回转小齿轮的受力也有较大的改善，相比同类型其他机器，小齿轮的磨损情况要好的多，能够降低维护保养成本，值得推广。

参 考 文 献：

[1] 王金诺. 起重运输机金属结构[M]. 北京：中国铁道出版社，1984.

[2] 成大先. 机械设计手册[M]. 北京：化学工业出版社，2013.

[3] 张质文，虞和谦，王金诺，包起帆. 起重机设计手册[M]. 北京：中国铁道出版社，1998.

杨响舟： 430063，武昌区和平大道1040号

Improvements in Installation Methods of Slewing Mechanism for Port Crane

Yang Xiangzhou

Wuhan Jiaoke Institute of Port Machinery Engineering

Abstract：In view of the difficulty and long time of the installation and debugging of the port machinery slewing mechanism, improved turntable structure is put forward to change the installation method of slewing mechanism. This method presents advantages of convenient manufacture, great decrease of the debugging difficulty for workers. Thereby, it not only reduced the workload, but also shortened installation cycle, which saved maintenance costs and improved equipment utilization rate. It is of great significance for port handling equipment maintenance.

Key words：slewing mechanism； insfallafion

收稿日期：2017-06-08

DOI：10.3963/j.issn.1000-8969.2017.04.018