輕型快裝電動(dòng)起重機(jī)的研制與運(yùn)用

摘要:為滿足鐵路站臺(tái)風(fēng)雨棚的制作、安裝等工程項(xiàng)目的施工需要，成功研制了一種輕型快裝電動(dòng)起重機(jī)，通過工程實(shí)踐運(yùn)用，確保了施工安全和工程進(jìn)度。

關(guān)鍵詞:起重機(jī);研制;安裝;運(yùn)用

1概述

本公司常年從事鐵路站臺(tái)風(fēng)雨棚的制作、安裝等工程項(xiàng)目，由于站臺(tái)風(fēng)雨棚立柱材料主要為鋼筋混凝土和鋼結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)自身重量大、形狀多變，且其制作、安裝過程都在施工現(xiàn)場進(jìn)行，起吊、翻轉(zhuǎn)等操作特別困難。尤其是在坑洼不平的站臺(tái)，上跨站臺(tái)高壓供電線，施工空間狹窄，旅客行人來往頻繁，不能進(jìn)行封閉施工，常規(guī)吊車無法進(jìn)入中間站臺(tái)施工等諸多不利因素的情況下，要確保施工安全和工程進(jìn)度，迫切需要研制一種適應(yīng)特殊施工要求的吊裝設(shè)備。

1.2 設(shè)備的性能特點(diǎn)

1.2.1 全組合式軸銷聯(lián)結(jié)，拆裝簡便、安全、快捷。配重采用鋼軌余料，根據(jù)要求增減，堆碼方便。

1.2.2 塔頭、塔身均可旋轉(zhuǎn)折疊，使起重機(jī)穿越棚梁和橫跨站臺(tái)的高壓線安全無憂。

1.2.3 單只承載1500kg的萬向車輪，輔以槽鋼或鋼板使起重機(jī)在坑洼地段推行自如。

1.2.4 簡單的正反轉(zhuǎn)電器控制線路和按鈕開關(guān)使操縱安全可靠。支腿由螺紋桿調(diào)節(jié)升降，使底盤架保持水平，保證起重機(jī)作業(yè)時(shí)更加穩(wěn)定。

2起重機(jī)關(guān)鍵參數(shù)的確定

2.1 塔身穩(wěn)定性校核

塔身采用Oslash;200×8鋼管，長度L=400cm，材質(zhì)Q235A，材料彈性模量E=200×105N/cm2，壓桿長度系數(shù)μ=2，最小慣性矩I=1183.53(cm4)，底盤架、支腿及塔頭采用12號(hào)槽鋼進(jìn)行框架式組焊。該起重機(jī)塔身按一端固定、一端自由、偏心受壓桿件作受力分析并校核。

對于圓截面壓桿，柔度為:

應(yīng)用歐拉公式計(jì)算臨界載荷，

即:臨界載荷

而工作載荷P=30(kN)

工作安全系數(shù)

查標(biāo)準(zhǔn)得結(jié)構(gòu)強(qiáng)度工作安全系數(shù)n=1.5

結(jié)論:因nG>n，所以塔身穩(wěn)定性可靠。

2.2 吊臂最大幅度時(shí)整機(jī)抗傾覆穩(wěn)定性校核(受力分析見圖)

設(shè)計(jì)最大載荷P=3000kg

吊臂自重G1=60kg

塔身自重G2=252kg

底盤自重G3=240kg

拉桿自重G4=24kg

起升機(jī)構(gòu)自重G5=410kg

配重自重G6=2600kg

按力矩法校核:

∑MA=(0.6G4+1.15G3+1.7G5+2.3G6-1.45G1-2.1P)×9.8

=(0.6×24+1.15×240+1.7×410+2.3×2600-1.45×60-2.10×3000)×9.8

=(14.4+276+697+5980-87-6300)×9.8

=5687.92(N·m)

結(jié)論:因∑MA>0，所以整機(jī)抗傾覆穩(wěn)定性可靠。

2.3 電氣部分設(shè)計(jì)(略)

3起重機(jī)的安裝與調(diào)整

圖2起重機(jī)的總裝圖

3.1 起重機(jī)的總裝圖(見圖2)

3.2 起重機(jī)的安裝

起重機(jī)的安裝采取分步作業(yè)方式進(jìn)行。

3.2.1底盤及動(dòng)力系統(tǒng)的安裝

在施工區(qū)域選擇適宜的位置，先將卷揚(yáng)機(jī)總成、電控箱安裝在底盤架總成上，再將支腿總成安裝在底盤架總成上，使底盤架下的萬向輪脫離地面，并根據(jù)起重要求擺放好配重鋼軌，調(diào)節(jié)螺紋桿，保持底盤架水平。接通電源，空載試車。

3.2.2 塔身及吊臂的安裝(見圖3)

將塔身水平安裝在底盤架聯(lián)接座上，用軸銷將塔身與底盤架前銷孔進(jìn)行鉸接。用舉升工具或人力將塔身舉高近2米，用臨時(shí)支撐桿進(jìn)行穩(wěn)定性固定。用銷軸將塔頭與塔身前銷孔進(jìn)行鉸接，用繩索將吊臂固定在塔身上。啟動(dòng)起重機(jī)，放出鋼絲繩，按序穿好鋼絲繩，繩端用繩卡牢固地連接在吊臂上。將吊鉤用繩索連接在塔身上。

檢查各聯(lián)接部位，確認(rèn)連接安全可靠后，點(diǎn)動(dòng)起重機(jī)正轉(zhuǎn)，將塔身緩緩拉起至豎立位置，用軸銷與底盤架聯(lián)接座聯(lián)接，并安裝好拉桿。

松去吊臂與塔身間的捆綁繩索，點(diǎn)動(dòng)起重機(jī)正轉(zhuǎn)，將吊臂緩緩拉起至安裝位置，用銷軸與塔身聯(lián)接。點(diǎn)動(dòng)起重機(jī)反轉(zhuǎn)，松去吊鉤捆綁繩索，完成起重機(jī)安裝

3.2.3 起重機(jī)行走

向上調(diào)節(jié)支腿螺桿，使萬向車輪著地后，人工推行起重機(jī)至目的地。如遇坑洼地面，可用鋼板或槽鋼鋪墊行走。

3.3 起重機(jī)的拆卸

將吊鉤用繩索捆綁在塔身上，并啟動(dòng)起重機(jī)拉緊鋼絲繩。拆除拉桿及塔身與底座后面的銷軸，啟動(dòng)起重機(jī)，放出鋼絲繩，使塔體緩緩下降至塔頭觸地，用臨時(shí)支撐桿撐穩(wěn)塔身，拆除塔頭及鋼絲繩，將塔身支撐桿移開，放下塔身，逐件拆除各部件，即完成起重機(jī)拆卸作業(yè)。

3.4 起重機(jī)的變幅

將吊鉤用繩索捆綁在塔身上，點(diǎn)動(dòng)起重機(jī)稍微拉緊吊鉤。將塔頭與塔身聯(lián)接座后面的銷軸取出(見圖4左圖):

點(diǎn)動(dòng)起重機(jī)，放松鋼絲繩，使塔頭緩緩向下旋轉(zhuǎn)，用輔助聯(lián)接板和銷軸將塔頭與聯(lián)接座相連(見圖4右圖)。啟動(dòng)起重機(jī)，放松鋼絲繩，松開捆綁吊鉤繩索。

4工程實(shí)際運(yùn)用

該機(jī)在株六復(fù)線新平壩、貴定、白秧坪等站臺(tái)風(fēng)雨棚立柱制作、安裝施工中發(fā)揮了決定性作用，累計(jì)完成建筑面積7643 m2，安裝單柱棚架106榀、雙柱棚架22榀，達(dá)到平均每臺(tái)班安裝14榀立柱以上，比原來使用人工安裝，提高了6榀/臺(tái)班。工效提高后，工期得到進(jìn)一步縮短，平均工期縮短率為57%，采用該設(shè)備，不用外租起吊設(shè)備進(jìn)行吊裝，節(jié)省了設(shè)備租賃費(fèi)用，每班可減少作業(yè)人員5人，節(jié)約了工資，降低了管理成本。工程質(zhì)量合格率達(dá)到100%，受到建設(shè)、監(jiān)理、設(shè)計(jì)單位的充分信賴，遠(yuǎn)期效益顯著。

5結(jié)論

本機(jī)用鋼量少，自重輕，全現(xiàn)場安裝，運(yùn)行和維護(hù)成本較低。安拆和轉(zhuǎn)運(yùn)方便快捷，特別適合在站臺(tái)等特殊地段的風(fēng)雨棚施工。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，剛度和強(qiáng)度符合使用要求，經(jīng)現(xiàn)場超載實(shí)驗(yàn)(吊3.8噸)和工程實(shí)際運(yùn)用，起重機(jī)整體和局部均未出現(xiàn)任何構(gòu)件變形和焊縫開裂問題。

要使起重機(jī)吊裝作用半徑增大，行走更加快捷方便，進(jìn)一步提高整機(jī)性能，擴(kuò)大起重機(jī)的運(yùn)用范圍，可考慮增設(shè)液壓頂升變幅機(jī)構(gòu)、電控回轉(zhuǎn)及行走系統(tǒng)。

參考文獻(xiàn)

【1】盧耀祖 鄭惠強(qiáng) 機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。2004年4月同濟(jì)大學(xué)出版社;第1版

【2】唐劍兵 機(jī)械基礎(chǔ)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。2006年2月重慶大學(xué)出版社;第1版