桥式起重机常用的螺栓防松方法

孙英茂

中铁九局集团第四工程有限公司

摘要：随着城市化建设的全面提速和老城区的改造升级，工程项目建设的形式日益多样。城桥式起重机应用场景多在生产车间、仓库和料场，优点有操作灵活，稳定，安全可靠等。桥式起重机是使用范围最广、数量最多的一种起重运输机械。本文主要对桥式起重机常用的螺栓防松方法做论述，详情如下。

关键词：桥式起重机；螺栓；防松方法

引言

桥式起重机广泛应用于港口、机场、煤矿等场所，是货物吊装、材料转运与输送中不可或缺的装备。桥式起重机工作过程中小车加减速、负载惯性以及钢丝绳耦合特性等因素的综合作用下，会引起负载摇摆。起重机摇摆现象会降低负载定位精度、降低设备整体性能并存在安全隐患。

1常用的螺栓防松方式

螺纹连接防松的基本原理是防止螺纹副的相对转动，常用的防松方法大致可分为增大摩擦力防松（简称摩擦防松）、用机械固定件锁紧防松（简称机械防松）和破坏螺纹运动副关系防松（简称破坏螺纹副防松）等三种。（1）摩擦防松方式主要有采用双螺母对顶结构、弹簧垫圈、自锁螺母等。（2）机械防松方式主要有采用开口销、止动垫圈，以及串联钢丝等。（3）破坏螺纹副的防松方式有粘接法、端焊法、冲点铆接法等。

2桥式起重机常用的螺栓防松方法

2.1锁紧螺母防松

对于一些承载较大且不需要经常拆卸的部位，如起升机构制动系统中制动盘与连接法兰的连接螺栓、起重机运行机构中固定车轮装置支承环的连接螺栓，常用锁紧螺母防松。锁紧螺母常与平垫圈（GB/T97.1）配合使用，只需预紧到国标给定的力矩即可，操作简单、防松可靠。锁紧螺母有多种型式，非金属嵌件锁紧螺母（GB/T889.1）适用于工作环境温度不高的桥式起重机，如铸造起重机（特别是吊具）不宜采用嵌尼龙圈的锁紧螺母防松，因铸造车间工作温度较高，螺母中的尼龙圏容易老化（嵌尼龙圏锁紧螺母的工作温度一般低于100℃），会影响螺栓的防松和使用效果，同时会影响后续的安装维护，该部位螺栓可以采用全金属六角锁紧螺母（GB/T6184）进行防松。

2.2焊接防松

对于一些安装后不需要拆卸的部位或安装后检修比较困难部位，必须采取可靠的防松方式，如起重机附属钢结构件（尤其桥架与平台连接部位、司机室与吊架连接部位），这些螺栓连接部位位于桥架下部，安装后检修比较困难，需采取永久的防松方式，如焊接，即螺栓副预紧后将螺母和螺栓点焊固定。这种防松方法操作简单，防松十分可靠，但后续维修时无法拆卸，必须采用破坏的方式拆除，无法重复利用。焊接防松一般适用于低强度螺栓副防松，高强度级别的螺栓副不建议采用焊接防松方式。

2.3关于起重机双限位的检验

市监特设发{2021}16号文《市场监管总局办公厅关于开展起重机械隐患排查治理的通知》中要求在用桥式、门式起重机在2022年3月31日前加装一套不同于原配置形式的高度限位装置，确保该设备满足“双限位”装置的要求。对于已经安装了传动式高度限位装置（如齿轮、蜗轮蜗杆传动式高度限位器等）的在用桥式、门式起重机，不要求设置“双限位”装置。也就是说以电动葫芦作为起升机构的起重机必须设置两套不同形式的高度限位器且功能有效。如何快速检验双限位成为检验的一个难题，常见的双限位组合为重锤限位和断火限位，如果每台双限位检验都需要检验人员通过登高设备手动试验限位器，这样不但降低了检验效率，也无形之中给使用单位带来了负担（必须准备登高设备）。笔者建议生产单位或使用单位将断火限位装在重锤限位动作之前先动作，这样检验人员可以通过伸缩杆轻顶重锤限位看起重机是否能起升，然后再正常往上运行，试验断火限位是否有效，这样检验不仅快捷而且安全。

2.4桥式起重机定位及防摆控制系统的设计

桥式起重机作为一种现代搬运机械设备，具有结构简单、载重量大、省时省工等特点，因此经常作为一种货物运输、吊装的主要设备应用于港口、码头等场所。随着现代运输业和制造业不断发展，桥式起重机也向着高参数、大型化，定位准确等方向发展，主要体现在运行速度和提升高度。由于悬吊钢丝绳的长度增加,钢丝绳在垂直和水平两个方向速度的提高,操纵人员的视距不断加大,使得在准确地对准集装箱以及消除集装箱摆动环节上花费太多的时间,在一定的程度上降低了生产效率,带来了安全隐患。因此如何保证桥式起重机小车稳、准、快地到达目标位置，并提高桥式起重机的防摆性能是一个值得关注的问题。基于桥式起重机定位及防摇控制策略。理论证明了所设计的控制律能够使桥式起重机小车与目标位置差和负载的摆角收敛到0。并在起重机的不同前进速度下进行仿真研究，仿真结果表明了所提出的控制策略能够提高起重机定位精度且达到防摆控制的要求。

2.5分布式控制系统节点设计

2.5.1现场控制器设计

电气回路控制器需要实现对桥式起重机实现电气化控制，保证安全、可靠。电气回路控制器需要采集的数据有24个开关量输入：5个整体供电开关，8个部分供电开关和10个限位开关。桥式起重机上电之后如果电气回路状态正常，整体供电开关和部分供电开关闭合。12个开关量输出：当起重机电气回路与机构位置正常的时候可以对制动器、接触器等进行控制。通过以太网模块与其他控制节点相连并通过工业以太网实现起重机电气回路的信息交换。遥控控制器需要实现遥控器信号的采集和对动力控制单元进行控制。动力回路控制器需要采集的数据有19个数字量输入，全部为遥控器输入信号，遥控手柄的移动控制主起升、大车、小车运动方向和速度。3个开关量输出控制大小车风机的开关和故障复位。主起升、大车、小车速度各分为四个档位，遥控器收集档位和电机转向数据并存储在有关寄存器中，通过以太网模块与其他控制节点相连并通过工业以太网实现信息交换，最终使得动力系统实现相应的要求。

2.5.2动力控制单元设计

动力控制单元需要通过读取、识别现场控制器收集的信号实现对电动机的控制进而实现对主起升、大车、小车等机构运行速度的控制。动力控制单元由变频器和电动机组成，通过读取控制器PLC内部相关寄存器的内容并实现变频器频率的改变，进而改变电动机的转速。通过以太网模块与其他控制节点相连并通过工业以太网实现信息交换和现场控制器对动力的控制。

结语

螺纹标准化经历了260多年的发展历程，螺纹标准多达500多种，螺纹防松一直是个难题，而起重机所用的螺栓种类和规格多种多样，笔者结合多年的生产实践经验，对常用的防松方法进行分析、归类，结合起重机各部件的实际工况进行选择和试验，并在起重机设备上进行应用，取得良好的效果。螺栓防松不仅仅是个技术问题，还需要考虑成本、生产效率、实际工况和使用空间等多种因素，因此螺栓防松问题在起重机械上仍然是个难题，需要不断摸索经验。

参考文献

［1］褚建华，严巳杰，徐广铭，等．农业机械中螺栓防松机理及螺栓防松冗余设计［J］．江苏农机化，2015（2）：25-28．

［2］孙铁华，刘阳，李强．矿山机械用螺栓防松浅析［J］．煤矿机电，2011（6）：116-117．

［3］蔡杨湧，钱存元.基于工业以太网的列车通信网络调度算法优化［J］.计算机仿真，2019，36（4）：69-73+152.

［4］杨冰，嵇建波.基于罗克韦尔Micro800系列PLC的分布式控制系统设计［J］.自动化应用，2019（1）：1-5.

［5］王彦光，赵元.电动轮车辆分布式控制系统设计分析［J］.机械设计与制造，2019（7）：9-12.