龙门钩吊具设计关键点浅析

李新凯， 王金刚， 郭富强

（河南卫华重型机械股份有限公司， 河南 新乡 453400）

铸造起重机室炼钢连铸工艺中的主要设备之一，用于吊运熔融金属。标准JB/T 7688.5—2012《冶金起重机技术条件第5 部分：铸造起重机》中要求铸造起重机的吊运重罐铁水、钢水或液渣时，应采用固定式龙门钩吊具。

1 龙门钩吊具结构形式

龙门钩吊具由动滑轮组、起重横梁、吊叉装置、板钩及防热辐射装置等等组成。动滑轮组和防热辐射装置安装固定在起重横梁上，吊叉装置和板钩组装后通过铰轴也安装在起重横梁上（见图1）。

图1 龙门钩吊具

1.1 动滑轮组

动滑轮组包含滑轮、滑轮轴、滑轮罩、间隔环及轴套等零部件（详见图2）。

滑轮采用轧制结构，对称布置安装在滑轮轴上。每片滑轮均和滑轮轴上的润滑油孔一一对应，实现单点润滑。如图2 中所示，中间两件滑轮直径一般大于两侧其余滑轮直径，避免钢丝绳相互交叉干涉。

滑轮轴原材料应选用锻制棒材，材质优先选用40Cr 或 42CrMo 合金钢。

滑轮罩采用全封闭分体式结构，其侧面板和圆弧顶板等处与滑轮本体间不宜超过钢丝绳直径的20%～30%，能够防止钢丝绳脱出绳槽。滑轮罩下部设置灰尘口。

图2 动滑轮组

1.2 起重横梁

起重横梁采用刚性焊接结构，保证刚度和强度满足标准中的要求。翼缘板、腹板、滑轮侧板之间的焊缝应进行无损检测。

标准JB/T 7688.5—2012《冶金起重机技术条件第5 部分：铸造起重机》中对起重横梁进行了下列要求：

1）起重横梁下翼缘板下部应设有防热辐射装置。该装置可靠连接外还应加设链条（或其他原件）将它悬挂在横梁上防止连接损坏时坠落。

2）起重横梁下翼缘板不应有对接焊缝。

3）起重横梁中的主要承载件，如滑轮组侧板、吊耳板等，当板材厚度超过40 mm 时，在下料前应进行超声波检测，并应达到GB/T 2970—2004 中表4 规定的I 级质量。

此外，滑轮组侧板的长度方向与钢板的轧制压延纤维方向一致。且轴孔处宜设置自润滑轴套，改善零件间的转动，提高使用寿命。

1.3 吊叉装置

吊叉装置包含吊叉、销轴、轴端挡板等零部件（见图3）。

图3 吊叉装置

吊叉采用焊接件结构，其主要受力板材厚度超过40 mm 时，在下料前应进行超声波检测，并应达到GB/T 2970—2004 中表4 规定的I 级质量。

标准JB/T 7688.5—2012《冶金起重机技术条件第5 部分：铸造起重机》中对焊接吊叉进行了下列要求：

1）焊接吊叉的受力方向应与钢板的轧制压延纤维方向一致，且钢板的力学性能不低于Q355B 板。

2）焊接吊叉主要受力角焊缝按JB/T6061 的规定进行磁粉检测时，不允许有裂纹，其它焊接质量应达到GB/T 19418—2003 中C（中等）的规定，并在机加工前做退火处理以消除焊接应力。

此外，吊叉上的加强板端面和轴孔应在焊接完成并消除应力后进行整体加工，且装配后销轴和吊叉无相对转动。

1.4 板钩

板钩采用叠片式结构，由多层板钩片铆焊而成（详见图4）。

标准GB/T 10051.13—2010《起重吊钩第13 部分：叠片式吊钩技术条件》中对板钩片的材料、尺寸偏差、表面和内部质量等方面均有具体要求，重点突出以下几点：

1）板钩片钢板应采用力学性能不低于GB/T1591规定的Q355B 的材料制造。

2）切割钩片时，应保证钩片的长度方向与钢板的轧制压延纤维方向一致。

3）钩片下料前应对钢板进行超声波检验，且应达到GB/T 2970—2004 第8 章表4 中规定的I 级。

4）钩片叠装时必须贴紧，各钩片间的缝隙不得大于0.5 mm。

板钩片的尺寸依据标准GB/T 10051.15—2010《起重吊钩第15 部分：叠片式吊钩》进行核算，其中板钩的钩口直径D 和高度H 应结合具体钢包尺寸相应变化及确定，保证满足使用要求。且标准GB/T 3811—2008《起重机设计规范》中规定铸造起重机用片式单钩宜采用低合金高强度钢，其强度计算中相应于钢材的屈服点的安全系数不应低于2.5。

板钩上轴孔的轴套荐用自润滑轴套，摩擦阻力小，转动灵活。

板钩使用过程中应依据标准GB/T 10051.14—2010《起重吊钩第14 部分：叠片式吊钩使用检查》进行日常的检查维护，以保证安全及提高寿命。

图4 板钩

2 结论

龙门钩吊具设计应以标准GB/T 3811—2008 为基础，满足标准JB/T 7688.5—2012、GB/T 10051.13—2010 和GB/T 10051.15—2010 的相关要求进行设计。关键点如下：

1）零部件中关键板材的受力方向应与钢板的轧制压延纤维方向一致，且钢板的力学性能不低于Q355B板，并进行超声波检测。

2）钩距L 的极限偏差满足标准JB/T 7688.5—2012《冶金起重机技术条件第5 部分：铸造起重机》中表1 的规定

3）装配后两钩口的工作面相对高低差不应大于0.002 L，且最大值不应超过10 mm。

4）板钩钩口中心至起重横梁下防热辐射装置的高度距离h 应能满足钢包倾翻不小于120°。

5）起重横梁和板钩上的轴孔宜设置自润滑轴承，减少摩擦阻力，提高使用寿命。