劉玉春，吳丙恒，王榮鵬

（鞍鋼股份有限公司煉鋼總廠，遼寧 鞍山 114021）

夾鉗橋式起重機(jī)用于鋼廠、船廠、港口、堆場(chǎng)和倉(cāng)儲(chǔ)等室內(nèi)或露天的固定跨間，裝卸及搬運(yùn)鋼板、板坯等物料。夾鉗吊具分為電動(dòng)動(dòng)力開閉方式和重力開閉方式兩種。電動(dòng)動(dòng)力開閉式夾鉗使用兩鉗夾住板坯完成吊運(yùn)，其缺點(diǎn)是外形尺寸大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高，且只能水平或近似水平方向移動(dòng)；重力開閉式吊具由于外形小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，移動(dòng)方便靈活，廣泛用于板坯搬運(yùn)。但傳統(tǒng)重力夾鉗吊具的缺點(diǎn)是長(zhǎng)度方向只能吊運(yùn)一種規(guī)格的鋼坯。為了實(shí)現(xiàn)吊運(yùn)不同長(zhǎng)度規(guī)格鋼坯的功能，研制了新型板坯重力夾鉗吊具，使用效果較好。本文對(duì)此作一介紹。

1 傳統(tǒng)板坯重力夾鉗吊具

1.1 結(jié)構(gòu)分析

傳統(tǒng)板坯重力夾鉗吊具采用鉸接四連桿機(jī)構(gòu)，包括支承座、轉(zhuǎn)槽式啟閉機(jī)構(gòu)、啟閉座、啟閉鉤、啟閉銷、連臂、鉗臂、連接板、同步軸、彎臂等，示意圖見圖1。

圖1 傳統(tǒng)板坯重力夾鉗吊具示意圖Fig.1 Schematic Diagram for Traditional Hoisting Tool to Gravity Clamp for Gripping Slabs

傳統(tǒng)板坯重力夾鉗吊具啟閉鉤在夾具動(dòng)作時(shí)連接或釋放夾具的上下兩部分，上部直接連在吊梁上，下部直接掛在與連接板焊合的啟閉銷上。它的動(dòng)作靠轉(zhuǎn)槽式啟閉機(jī)構(gòu)推動(dòng)，同步軸動(dòng)態(tài)連接著左右鉗臂，使其動(dòng)作近似同步。因此，啟閉銷必須同時(shí)推動(dòng)或松弛啟閉鉤動(dòng)作，然后啟閉鉤與同步軸接觸與脫開來實(shí)現(xiàn)夾鉗吊具的夾持與松開，實(shí)現(xiàn)吊運(yùn)鋼坯的功能。由于同步軸是與鉗臂剛性連接，因此有兩對(duì)以上鉗臂，此種結(jié)構(gòu)不能實(shí)現(xiàn)單一鉗臂獨(dú)自工作。

1.2 能力分析

傳統(tǒng)板坯重力夾鉗吊具上梁與起重機(jī)吊鉤連接，起升機(jī)構(gòu)吊起夾鉗吊具，啟閉鉤呈吊掛狀態(tài)。此時(shí)夾鉗吊具為打開狀態(tài)，夾鉗吊具至板坯正上方，起升機(jī)構(gòu)下降吊鉤使夾鉗吊具底梁支板放置在板坯上。繼續(xù)下降吊鉤，吊具上啟閉鉤依靠重心偏移至旁側(cè)，提起夾鉗。此時(shí)夾鉗吊具掛鉤從吊掛點(diǎn)脫離，啟閉機(jī)構(gòu)為脫開狀態(tài)。繼續(xù)提升吊鉤，夾鉗夾緊板坯，提升吊鉤吊起板坯吊運(yùn)到指定位置，下降吊鉤，板坯下落到指定位置。板坯繼續(xù)下落至底部，啟閉機(jī)構(gòu)的掛桿頭下滑進(jìn)入吊掛點(diǎn)位置，然后提升吊具，啟閉機(jī)構(gòu)為吊掛狀態(tài)。繼續(xù)提升，夾鉗吊具脫離板坯，完成一個(gè)工作循環(huán)。

以上分析可見，傳統(tǒng)板坯重力夾鉗裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，自重輕，但受限于機(jī)構(gòu)同步裝置剛性固定在鉗臂上，鉗臂必須同時(shí)張開和閉合。不能實(shí)現(xiàn)一對(duì)鉗臂正常工作張開閉合，而另一對(duì)鉗臂只是鉗口張開處于停止作業(yè)狀態(tài)。因此，傳統(tǒng)板坯重力夾鉗吊具只能吊運(yùn)一種規(guī)格的板坯，吊運(yùn)不同規(guī)格的鋼坯只能選擇電動(dòng)夾鉗。

2 新型板坯重力夾鉗吊具

2.1 結(jié)構(gòu)分析

新型板坯重力夾鉗吊具具有四對(duì)鉗爪，依然采用四連桿機(jī)構(gòu)，包括連臂、鉗臂、連接板、吊梁、啟閉裝置、吊軸、防脫軸等，示意圖見圖2。啟閉裝置工作示意圖見圖3。其中，圖3（a）為啟閉器芯軸與支撐座連接，吊具橫梁與鉗臂整體連接在一起，鉗體處于張開狀態(tài)；圖3（b）為啟閉器芯軸底部與支撐座接觸,芯軸旋轉(zhuǎn)90°；圖3（c）為啟閉器芯軸與支撐座脫離,吊具橫梁與鉗臂整體脫開,鉗體處于閉合狀態(tài)。

圖2 新型板坯重力夾鉗吊具示意圖Fig.2 Schematic Diagram for New Hoisting Tool to Gravity Clamp for Gripping Slabs

圖3 新型板坯重力夾鉗吊具啟閉裝置工作示意圖Fig.3 Operating Diagram for Start-stop Device for New Hoisting Tool to Gravity Clamp for Gripping Slabs

新型四對(duì)鉗爪板坯重力吊具中，除了中間兩對(duì)鉗臂由一個(gè)開閉裝置控制，其它兩對(duì)鉗臂都有單獨(dú)的開閉裝置。在開閉裝置控制鉗臂張合工作時(shí)，首先需要把開閉裝置中的鎖銷抽出，這樣鉗臂即可開始工作；如果不需要鉗臂參與工作，只要保持對(duì)應(yīng)鎖銷鎖緊即可。因此，吊運(yùn)超長(zhǎng)板坯可以用四對(duì)鉗臂，中長(zhǎng)板坯可以用三對(duì)鉗臂，短坯可以用兩對(duì)鉗臂，特殊情況下也可用一對(duì)鉗臂工作。

2.2 能力分析

新型板坯重力夾鉗吊具功能的實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵在于鋼坯的平整度，鋼坯的平整度超出啟閉機(jī)構(gòu)中啟閉銷頭在啟閉座內(nèi)旋轉(zhuǎn)90°的范圍時(shí)，控制四對(duì)鉗爪的啟閉機(jī)構(gòu)將無法同步運(yùn)行，夾具也將無法工作。對(duì)此，在啟閉座下增加了調(diào)整彈簧，解決了鋼坯平整度造成的吊具無法正常工作問題。

上述分析可見，新型板坯重力夾鉗吊具彌補(bǔ)了傳統(tǒng)夾鉗的缺點(diǎn)，使其既可以吊運(yùn)較短的板坯，也可吊運(yùn)較長(zhǎng)的板坯，性能可靠，故障率低，符合綠色環(huán)保理念。

3 新型板坯重力夾鉗吊具的應(yīng)用

3.1 應(yīng)用條件

板坯重力夾鉗吊具工作時(shí)，靠鉗臂夾緊板坯，鉗牙對(duì)板坯產(chǎn)生向下的摩擦力而吊起板坯。吊裝長(zhǎng)板坯時(shí)（長(zhǎng)度大于11 m），必須使夾具處于開口狀態(tài)，即吊起夾具時(shí)左右兩鉗牙保持稍大于板坯的距離不變，兩鉗臂不產(chǎn)生夾緊動(dòng)作，并且取出兩側(cè)啟閉座上的鎖銷，四個(gè)鉗體均參與工作。新型板坯重力夾鉗吊具作業(yè)圖見圖4。

圖4 新型板坯重力夾鉗吊具作業(yè)圖Fig.4 Flow Chart for New Hoisting Tool to Gravity Clamp for Gripping Slabs

3.2 操作步驟

（1）運(yùn)行天車，使夾具處于被吊板坯的正上方，對(duì)正板坯放下夾具。夾具下落過程中，連接板接觸板坯時(shí)，啟閉銷鎖頭完成90°旋轉(zhuǎn)。再次提起夾具時(shí)啟閉機(jī)構(gòu)動(dòng)作而啟閉銷頭脫離啟閉座槽，鉗臂夾緊并吊起板坯。

（2）將板坯吊運(yùn)到指定位置正上方后放下夾具，夾具下降過程中，板坯接觸地面（或車、船等）后啟閉機(jī)構(gòu)的啟閉銷插入啟閉座內(nèi)，即鎖頭開始在鎖槽內(nèi)旋轉(zhuǎn)。夾具繼續(xù)下落到最低位置，以便鎖頭完成90°旋轉(zhuǎn)。再次提起夾具時(shí)，啟閉銷頭掛住啟閉座槽，鉗臂不再夾緊，夾具處于開口狀態(tài)。

（3）運(yùn)行天車，使夾具處于被吊板坯的正上方，進(jìn)行下一次吊裝。

（4） 夾持吊運(yùn) 10～16 m 的長(zhǎng)板坯時(shí)1～4鉗爪同時(shí)使用；夾持吊運(yùn)7～10 m的中長(zhǎng)板坯時(shí)1～3鉗爪同時(shí)使用；夾持吊運(yùn)4～7 m的短坯時(shí)2和3鉗爪同時(shí)使用。吊裝4～10 m板坯時(shí)，需要把兩側(cè)的鉗體啟閉座上的鎖銷插入啟閉座內(nèi)，使啟閉銷不能旋轉(zhuǎn)，保持兩側(cè)鉗體一直處于開口狀態(tài)。其它操作與夾持長(zhǎng)板坯的順序一樣。

3.3 注意事項(xiàng)

四組鉗體的啟閉銷頭應(yīng)同時(shí)掛住啟閉座槽內(nèi)。如果沒有掛住，需要調(diào)整銷頭90°就可以正常使用。正常使用時(shí)，吊梁每次都必須放到最低，才不會(huì)影響設(shè)備功能及損壞設(shè)備。這樣可以保證啟閉機(jī)構(gòu)的啟閉銷頭與啟閉座上蓋板充分接觸，來保證啟閉銷頭旋轉(zhuǎn)90°，完成啟閉銷與啟閉座槽的掛合與脫開。

鞍鋼股份有限公司煉鋼總廠使用新型四對(duì)鉗爪板坯重力夾鉗吊具后，實(shí)現(xiàn)了各種長(zhǎng)度規(guī)格板坯的夾持吊運(yùn)。而且該吊具價(jià)格便宜，易損件及配套件更換方便，維護(hù)成本低，有較強(qiáng)的實(shí)用性。在線使用平穩(wěn)可靠，完全適用于高溫狀態(tài)下對(duì)鋼坯的吊運(yùn)，為生產(chǎn)提供了便利。

未來需要研究自動(dòng)抽拉鎖銷鎖住芯軸及解鎖功能，使該吊具具有動(dòng)力夾鉗的功能，滿足綠色制造的要求。

4 結(jié)論

（1）分析傳統(tǒng)板坯重力夾鉗吊具的結(jié)構(gòu)及工作能力后，研制了一種新型四對(duì)鉗爪板坯重力夾鉗吊具，該吊具除了中間一個(gè)開閉器控制兩對(duì)鉗臂開合以外，兩側(cè)的鉗臂均可單獨(dú)控制?？梢愿鶕?jù)規(guī)格，實(shí)現(xiàn)各種長(zhǎng)度板坯的夾持吊運(yùn)。

（2）該新型四對(duì)鉗爪板坯重力夾鉗吊具結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，而且價(jià)格便宜，易損件及配套件更換方便，維護(hù)成本低，有較強(qiáng)的實(shí)用性。在線使用平穩(wěn)可靠，完全適用于高溫狀態(tài)下對(duì)鋼坯的吊運(yùn)，為生產(chǎn)提供了便利。

（3）未來需要研究自動(dòng)抽拉鎖銷對(duì)芯軸鎖住及解鎖功能，使該吊具具有動(dòng)力夾鉗的功能，滿足綠色制造的要求。