內河 500t浮式起重機設計淺析

高迎旭

(黑龍江和松遼水系航運規劃辦公室)

1 引 言

重大裝備制造業是黑龍江省工業的支柱產業之一。我省設計生產的 600MW級超臨界火電機組、五軸聯運重型數控車床、超大型數控立、臥車等,均是國內外領先產品。這些產品科技含量高、設備集成度強、外形大、重量重。采取陸路運輸對軌道或路面破壞極為嚴重,巨大的外形難以通過橋梁、涵洞以及收費站等。面對目前設備外運困難,廠家即將南遷的困境,江海聯運是我省重型裝備外運的一條新途徑,目前黑龍江水系內起重船舶最大起重能力為 16t,不能滿足重大裝備的吊裝和換裝,為此交通部水運科學研究院設計的500t內河浮式起重機“龍海號”成為我省江海聯運的重要裝備,“龍海號”自2008年試航以來已完成 10余次的吊裝和換裝任務,500t浮式起重機投入使用具有重要的社會效益和經濟效益。

2 500t浮式起重機的關鍵技術

2.1 淺吃水、低凈空通過能力

通常起重量達 500t的浮式起重機其空載航行吃水2.5m,滿載吊重吃水 4.5m。因受松花江航道條件限制,“龍海號”500t浮式起重機航行吃水僅為 1.25m,滿載吊重吃水 2.7m,比常規尺度的同規模浮式起重機吃水大大減小,船舶性能和尺度適合于黑龍江水系通航條件。且受松花江大頂子山航運樞紐通航船閘寬度 28m和通航凈空制約,黑龍江 500t浮式起重機型寬不能大于 26m。并首次實現內河 500t浮式起重機航行時起重機主臂架自行放倒,全設備及結構至水面高度不超過10m。

表 1 已建浮式起重機吃水

2.2 卷揚機構形式創新

由于人字架結構高度較小,受繞繩系統鋼絲繩偏角要求的限制,本起重機各卷揚機構卷筒裝置采用了一種特殊的大直徑、小長度、多層卷繞的雙聯結構形式。

2.3 控制技術先進

在內河大型服飾起重機上首次采用PLC集中控制和變頻技術,實現了對起重機電氣的綜合監控,提高了起重機的安全和使用性能。

3 500t浮式起重機主要技術參數及總體布置

3.1 船舶主要技術參數

表2 船舶技術參數

3.2 起重機主要技術參數

整機工作級別：A4。

主鉤：

額定起重量：雙鉤 500t,

單鉤300t;

工作幅度范圍：7.5～20m;

起升高度：甲板面上 25m;

下降深度：甲板面下 5m;

起升速度：1.4m/min。

副鉤：

額定起重量：100t;

起升速度：5m/min;

工作范圍變幅時間：28min;

臂架全程俯仰時間：62min。

起重機質量：476t。

3.3 起重機主要機構技術參數

(1)主起升機構。

電動機：型號 YZP315S-4,

功率：132kW,

轉速：1485r/min;

減速器：型號 TE1240-280-IIR,

速比280;

高速軸制動器：型號 YWZ5-400/125,

制動力矩 1000～2000Nm,

制動輪直徑 Φ400mm;

低速軸制動器：型號 SB250-2150×30,

制動力矩 1500Nm,

制動盤直徑Φ2150mm;

卷筒槽底直徑：Φ1500mm。

主起升鋼絲繩采用線接觸光面鋼絲繩,其規格為

NAT6×31SW+FC1770ZS934594GB8918;

主起升卷筒卷繞層數：9;

主起升鋼絲繩倍率：18。

(2)副起升機構。

電動機：型號 YZP225M-6,

功率37kW,

轉速982r/min;

減速器：型號 TE995-280-IIR,

速比280;

高速軸制動器：型號 YWZ5-250/50,

制動力矩 250～500Nm,

制動輪直徑 Φ250m;

低速軸制動器：型號 SB100-2000×30,

制動力矩 1000Nm,

制動盤直徑 Φ2000mm;

卷筒槽底直徑：Φ1500mm。

副起升鋼絲繩采用線接觸光面鋼絲繩,其規格為

NAT6×31SW+FC1770ZS457291GB8918;

副起升卷筒卷繞層數：5;

副起升鋼絲繩倍率：12。

(3)變幅機構。

電動機：型號 YZP315S-4,

功率132kW,

轉速1485r/min;

減速器：型號 TE1110-180-IIR,

速比180;

高速軸制動器：型號 YWZ5-400/80,

制動力矩 600～1250Nm,

制動輪直徑 Φ400m;

低速軸制動器：型號 SB250-2150×30,

制動力矩 1500Nm,

制動盤直徑 Φ2150mm。

卷筒槽底直徑：Φ1500mm。

變幅鋼絲繩采用線接觸光面鋼絲繩,其規格為

NAT6×31SW+FC1770ZS934594GB8918;

變幅卷筒卷繞層數：6;

變幅鋼絲繩倍率：16。

3.4 黑龍江 500t浮式起重機總體布置

黑龍江 500t浮式起重機主要由主起升機構、副起升機構、變幅機構、鋼絲繩纏繞系統、臂架結構、人字架結構、電控系統、起重機船舶等部件組成。設主吊鉤 2套,副吊鉤 1套。

黑龍江 500t浮式起重機為非回轉式結構,臂架結構通過下部鉸支承聯接在船舶甲板前部,通過鋼絲繩牽引作起伏運動以改變工作幅度。人字架結構聯接在船舶甲板中后部,呈人字形布置。主起升卷揚機構、副起升卷揚機構、變幅卷揚機構布置在人字架結構下的船舶甲板上。主起升和副起升鋼絲繩纏繞系統滑輪中設超負荷限制器。主起升、副起升、變幅機構均設極限位置限位開關裝置。500t浮式起重機采用全變頻驅動,PLC控制,電控系統設置在專門的艙室內。

4 試車情況

2008年 8月 14～16日,500t浮式起重機重載試車,試車荷載為哈爾濱電機廠提供的 20余塊厚鋼板。重載試車荷載情況見表 3。

表 3 500t浮式起重機重載試車荷載表

5 結束語

500t浮式起重機投入使用具有重要的社會效益和經濟效益。特別適合于在內河上游和江河支流航道條件較差的水域進行重大件的裝卸作業,在重機設備、電力設備、化工設備等大型、特大型設備的運輸和裝卸作業中將起到非常重要的作用,具有廣闊的推廣應用前景。