1 引言

岸桥小车张紧系统安装在后大梁位置，采用液压油缸驱动，是小车机构的重要组成部分。张紧油缸能保证钢丝绳一直处于张紧状态，且能消耗掉因小车工作而引起的钢丝绳变长量，确保小车在作业中平稳、安全运行。张紧系统各结构件的良好状态直接影响到小车牵引钢丝绳的使用寿命与设备安全使用性能。

为了提高测控系统的稳定性，电源电压的串联级数越少越好，在器件选型时将器件的供电电压作为一个考虑因素。测控系统硬件电路中各器件的供电电压有-3.3 V、3.3 V和5 V 3种。因此可采用三级变换的方式来提供各器件的供电电压，即24 V到5 V、5 V到3.3 V以及3.3 V反转为-3.3 V[9]。

2 岸桥小车张紧系统结构特点与使用情况

2.1 小车牵引钢丝绳缠绕情况

小车钢丝绳牵引系统设在机器房中部，牵引卷筒外侧的一根钢丝绳，穿过机器房底盘出绳口，直通前大梁端部滑轮，改向后穿过运行小车海侧的均衡滑轮，转向180°按相反缠绕路径回到卷筒上固定。卷筒内侧的另一根钢丝绳，穿过机房底盘出绳口，直通后大梁尾部的张紧装置滑轮，改向后绕入运行小车陆侧的均衡滑轮，转向180°按相反缠绕路径回到卷筒上固定。完成缠绕后，调节陆侧方向的钢丝绳的长度，使张紧油缸的行程位置基本一致(见图1)。

图1 岸桥小车陆侧牵引钢丝绳缠绕图

2.2 小车张紧系统结构特点

小车张紧系统布置在后大梁联系梁平台处，位置与小车牵引钢丝绳走向对应，整体钢结构包括张紧油缸、杠杆摆臂、铰点支座、张紧滑轮[1]。如图2所示，小车牵引钢丝绳往前拉力作用于摆臂下方张紧滑轮上，利用中间铰点支撑，通过杠杆摆臂将钢丝绳作用拉力传递到摆臂上方的张紧油缸上。在小车的启动和制动过程中，小车钢绳受到的张力会随着运行阻力、惯性力和风力的变化而变化，系统通过张紧油缸跟随小车钢丝绳拉力大小变化进行伸缩动作，使钢丝绳时刻处于张紧状态，以保证小车正常运行。

图2 岸桥小车张紧系统结构图

2.3 小车张紧系统结构缺陷分析

小车张紧摆臂铰点采用“通轴+铜套+两侧卡板定位”的形式安装到铰点底座上，摆臂与轴件通过铜套作为间接支撑(见图3)。

图3 岸桥小车张紧摆臂铰点结构图

岸桥小车静止时作用于张紧油缸压力为87 kN，而当加速状态时作用于张紧油缸压力为366.7 kN，数据说明由于岸桥小车架自重大，岸桥作业时由于小车速度的变化，导致小车张紧钢丝绳受到的拉力不断变化，时而增大，时而减小，小车张紧系统各结构件承受瞬间冲击力非常大[2]，致使摆臂呈常态性摆动。铜套虽有润滑管路设计，但因压力过大结构件间受力部位偶尔处于干磨状态，导致小车张紧摆臂摆动时，除了铜套耐磨转动外，还带动轴件作轻微转动，从而磨损铰点底座轴孔。随着时间推移，铰点底座轴孔磨大到一定程度，必须进行结构维修。

3 改造方案的确定

3.1 探究改造方案

根据以上方案分析，A方案和B方案对钢结构修改变动比较大，均需对钢结构进行镗孔施工，维修成本较高，维修工期长，改造后实用效果尚不明确，日后维修工作量与改造前基本一致。为了既能保证原结构性能，又能缩短维修工期、降低维修成本，且日后检修方便，决定选择C方案。

江西环境工程职业学院“测量基础”课堂教学设有82个课时，学期末有2周的实训，课程教学中涉及 “教什么”和“怎么教”的问题。为了能让学生扎实掌握测量的基本理论知识和基本技能，经过认真的教学设计，把该课程概括为：基础知识模块、基本测量技能模块和普通测量技能模块，各模块包含的知识点[2-3]，如图1所示。

安装法兰端盖前，需按要求标注好精铣尺寸，采用手提式单槽铣刀将铰点支座轴孔粗铣到法兰所需尺寸，将法兰端盖镶套到原腹板上。焊接固定法兰端盖前，先把新轴、滑轮与左右2个法兰端盖装配，调节好同轴度后采用焊接工艺与腹板固定，轴采用单边卡板固定，卡板通过焊接安装，现场施工仅1天。

加工法兰端盖及轴端卡板：根据原机端盖2倍厚度加装新端盖；材料为45#钢材，法兰端盖要求调质HB220～250，尺寸见图5。

(1)A方案：摆臂铜套换成轴承，改善润滑效果，避免铜套与轴件干磨。类似于滑轮结构，需要将摆臂铰点结构进行扩大修改，铰点位置钢结构强度加强，需进行镗孔作业，再安装合适的轴承以及隔套。此方案可解决铜套与轴干磨的问题，但结构变动比较大，工期相对较长，改造成本高，日后维修涉及轴承、轴以及隔套等。

3.2 改造方案的确定

小车张紧系统结构件承受瞬间冲击力非常大，摆臂常态性摆动，因结构特性易导致铜套、轴件、铰点底座磨损。倘若不进行改造，维修时需要将底座轴孔进行填焊修补，镗孔精加工，单次维修工期需要4～5 d，无法满足码头繁忙的生产作业需求；且镗孔作业需要准备的镗孔设备庞大，排装、吊装工程量大，高空作业极不便利。因此，对小车张紧摆臂铰点结构的改造势在必行，需要从缩短维修停机时间、控制维修成本、保障维修质量几个方面选择可行方案：

3.3 材料准备

加工必要配件新长轴：根据新定端盖厚度尺寸，以及原机轴件长度核定，轴径不变，采用T型轴，单边卡板形式；材料为45#钢材，要求调质HB220～250，基本尺见图4。

(3)C方案：铰点底座轴孔外侧镶套新端盖，加长轴件，降低维修难度。从保证结构性能、降低维修难度出发，在铰点底座轴孔外侧镶套新端盖，根据加装新端盖后的长度加工新轴以及铜套。此方案简化了维修流程，维修成本低、工期短，一般当天维修可出勤，日后维修仅涉及轴、铜套以及端盖，新端盖磨损后方便更换。

图4 新轴

图5 法兰端盖和轴端卡板

(2)B方案：铰点底座加装端盖与轴承，允许铜套干磨轴转，解决铰点轴件微转磨损问题。类似于传动齿轮结构，需要将铰点底座板材加厚，根据轴承选型进行镗孔作业，铰点底座加装轴承，使得铰点轴件微转不会导致底座轴孔磨损；为限制径向窜动，轴两侧需加装封闭式端盖。此方案结构变动比较大，工期相对较长，改造成本高，日后维修涉及轴承、轴、铜套以及端盖等。

4 结 语

岸桥小车张紧摆臂铰点结构通过改造后，可迅速恢复设备出勤，既能保证原结构性能，又能缩短维修工期、降低维修成本，钢结构变动小，现场维修工作量小，改造后检维修更加便利，使用效果良好。

参 考 文 献

[1] 王文斌.机械设计手册(第2卷)[M].北京：机械工业出版社，2004.

[2] 王晓东,管战鹰,徐彻,等. 岸桥小车张紧系统故障分析[J].港口装卸，2009 (5) :24.