船廠分段翻身吊鉤橋式起重機結構特點研究

封翔

摘要：隨著科技不斷進步， 起重設備電氣化、機械化水平不斷提高，起重機自動化技術應用水平顯著提高，設備工作穩定性和效率明顯改善。這是當前起重機設備生產和應用主要發展方向。在我國造船領域，經常會用到分段翻身的吊鉤橋式起重機和門式起重機設備，這種起重機具有十分復雜的力學結構，可以滿足造船工業特殊的起重要求，是造船工業中不可或缺的輔助設備。本文將對分段翻身橋式起重機結構特點進行深入分析。

關鍵詞：吊鉤橋式起重機；結構；特點

起重機是一種常用的機械設備，其可以滿足橫向和縱向移動重物需要。起重機采用循環作業模式，通常來說，一個完整的工作流程主要包括取物、起升、平移、下降、卸載等，每個環節都關系到整個作業是否成功。起重機基本操作模式有起動、制動、正向和反向操作等幾種。橋式起重機是一種高技術含量起重機，其內部結構復雜、功能多樣化，在各行業中得到廣泛應用。這幾年來，隨著國內經濟發展水平不斷提高，橋式起重機在我國船舶工業得到大面積推廣。吊鉤橋式起重機主要有以下優勢：結構完整、自重較輕、胎壓較小、功耗偏低；機械占地面積小、應用范圍廣；采用模塊化功能設計、綜合性能好、保養成本低；生產技術先進、操作精度高、組裝便捷；人機統一程度高、功能多樣化、性能穩定可靠；設備采購成本低，投入-產出比高。從上述分析可以看出，橋式起重機設計和使用都符合低碳環保經濟理念，具有巨大的市場發展空間。

1.起重機的總體概況

起重機主要由以下幾部分組成：動力系統、力學結構、操作系統、安全系統、信息系統以及金屬結構等。起重機主要有以下幾個突出特點：首先，起重機力學功能強大，能夠滿足大重量、大體積物體搬移需要；其次，起重機起吊、搬移重物方式十分多樣化，可以滿足不同生產用途。再次，起重機對工作空間要求較高。第四，起重機對輔助工具要求較高，例如運行軌道、拆裝設備以及包裝設施等， 并對現場安全管理要求較高。第五，起重機大多數工作部件暴露在外，與操作人員直接接觸，潛藏著巨大安全風險。最后，起重機操作環境十分復雜。還有，起重機作業需要人機相結合，相互保持密切合作。

當前，起重機主要朝著以下幾個方向發展：首先，大型化、快速化、多功能化以及高效化，應用范圍更加廣闊。其次，高穩定性和安全性。起重機不僅具有良好的功能穩定性，還有較高的安全應用水平； 最后，信息化、自動化水平不斷提高，起重機對人工操作水平不斷降低，智能化水平快速提高。還有，模塊化組裝和應用，可以根據不同需要靈活組裝起重機。

分段翻身吊鉤橋式起重機采用雙小車、雙梁軌結構設計，上下小車可以相互運動、互不受影響和干涉。分段翻身起重機在對船身進行翻轉過程中，上下小車同時啟動，將船身抬升到一定高度后，在利用上下小車不同作用力實現對船身的翻轉。這類分段翻身起重機結構相對簡單，主要由上下小車、操作系統、動力系統以及橋架等組成。

2.上小車

通常上小車由兩部一樣的起升機組合而成，每部起升機構都自帶加速器、緩沖器、滑輪系統以及液壓器等。每套起升機構起吊負荷相同，為保證下小車不受起重重量影響，在起重機外部兩側增加了2根主梁，起重機的2個吊鉤可以靈活搭配使用，通過與下小車搭配可以實現對重物翻轉。為保證2個吊鉤同時運動，每個起升卷筒都加裝了信息控制器，通過中央操作臺發出指令可以實現兩個吊鉤同時運行，以避免下小車與上小車互不干擾，并為下小車運行提供足夠的運動空間，其結構設計與小門式起重機相似。上小車的小車運行通過一部三合一體化減速器控制，可以大大節省下小車運行空間。為了避免小車在作業過程中發生側翻，需要對上小車門架加裝安全防護鉤。

3.下小車

下小車通常只配置一套起升系統，起升系統主要由動力系統、力學結構、操縱系統、緩沖器、滑輪系統以及制動系統組成。大多數下小車采用三合一減速器作為動力系統，有時候也會使用電動機、制動器減速器作為動力系統。

4.大車運行機構

這種起重機具有比較特殊的結構，因此其占地空間較大，為了保證能夠在復雜作業環境下運行使用，一般會采用二級車輪平衡結構，起重機會安裝四個車輪組，車輪型號和數量也可以根據起吊重量靈活調整。起重機動力系統采用四角驅動模式，每個驅動系統都由三合一減速器車輪組及緩沖器組成，以保證起重機具有良好的動力。

5.橋架布置

橋架一般使用2梁4軌形式，主梁上的腹板要加裝上下小車滑動軌道，主梁外側腹板上的軌道供上小車運動使用，主梁內側腹板上的軌道供下小車運動使用，兩套軌道互不受影響。上下小車電力系統安裝在其對應運動的主梁上。為保證大車有正常的運行條件，可以在大車四至安裝一個檢修臺。其中跨度如果不超過33米，可以將控制室設置在起重機頂部，如果其中跨度超過33米，以保證操作人員有良好的視野，操作室可以與上小車同步運動，通過采用剛性連接實現二者同步運動，一般操作室懸掛在主梁外側，對上小車工作不會有影響。

6.電氣部分

這種起重機工作負荷較大，對電氣系統提出了更高的要求，通常以進口產品居多。起重機控制系統主要以西門子和通用公司生產的大中型PCL為主。在“翻段”作業中，要實現上小車和下小車同步運動，在運動過程中，上下小車要實現獨立運行。另外2個起升機也要保持同步作業。這對起重機控制系統提出了較高的精度要求，通常采用絕對值編碼器“三維定位”要對兩個副起升工作符合進行預估，保證起重重量不超過其最大負荷。

7.注意事項

分段翻身橋式起重機在船舶領域主要是對大型船舶構建進行翻轉，工作強調級別為A5，吊載重物時運行速度較慢，為保證工作效率必須要提升上下小車運行速度：吊載時滿速，空載時高速。在設置起重機的跨度參數時，要根據上下小車最大負荷來確定，同時為翻轉作業預留充足的工作空間。

參考文獻：

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