地鐵隧道用門式起重機的設計

李文潔　楊杰　孫玉橋（秦皇島天業通聯重工股份有限公司，河北秦皇島　066000）

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地鐵隧道用門式起重機的設計

李文潔楊杰孫玉橋
（秦皇島天業通聯重工股份有限公司，河北秦皇島066000）

【摘 要】介紹了一種在地鐵隧道施工中吊運渣土的門式起重機，本文對門式起重機的各部件結構、特點等進行了詳細描述。在地鐵隧道的施工中，由于空間結構的限制，挖掘后的渣土不能長時間存放在隧道內，需要使用起重機將渣土從地下吊運到地面上處理。要求有較高的工作循環制，以實現較高的工作效率，同時能夠實現自動翻渣功能，以保證工作效率。

【關鍵詞】地鐵隧道施工門式起重機門吊

1　結構組成及特點

如圖1所示，本門式起重機主要由：①金屬結構；②電氣系統；③平臺；④小車；⑤大車行走等部分組成。

圖1　門式起重機示意圖

2　金屬結構

金屬結構由主梁、懸臂梁、支腿組成。主梁和懸臂梁是起重小車的直接承力部位，為箱形結構，起重小車在兩根主梁上所鋪的軌道上運行。支腿與主梁設置了多個接口，可以適應多種軌道跨度。

3　小車

小車主要由起升、吊具、翻渣和運行機構組成。其主要特點是：對常規門式起重機的起升機構進行改進的同時，專門增加了針對地鐵施工而設計的翻渣機構，用以提高工程的施工效率，同時減少了由于多人員參與帶來的安全隱患問題。

3.1起升機構

起升機構主要由電機、減速器、制動器、聯軸器、浮動軸及卷筒組成。電動機全部采用國內較成熟的變頻制動電機，可以消除由于起升速度快而帶來的較大的沖擊力。電動機通過浮動軸和鼓型齒式聯軸器與減速器連接，減速器低速端帶動纏繞有鋼絲繩的卷筒。通過控制電動機的正反轉，可實現吊具的起升和下降。在卷筒端部安裝有螺旋高度限位器和超載保護限制器，在減速器高速軸端兩側各安裝一套液壓塊式制動器，以上安全裝置可以保證設備故障的及時發現和制止，避免造成不必要的損失。

3.2吊具

吊具結構主要由動滑輪組、平衡梁、叉形件及吊帶組成。主要用于提升并運輸裝滿渣土的渣斗。

為防止渣斗在起升過程中旋轉，在吊具上設置兩套動滑輪組，根據渣斗的實際大小來設置吊具平衡梁的長度和截面尺寸，滿足強度要求。吊帶形式根據渣斗吊裝凸頭尺寸確定。吊帶與平衡梁采用上下軸孔垂直布置的叉形件連接，即可以保證了渣斗與吊具易于拆分，又能保證渣斗的左右擺動，防止渣土吊運過程中傾翻。

3.3翻渣機構

如圖2所示，翻渣機構主要由1吊具結構、2伸縮油缸、3翻渣掛鉤以及4渣斗兩部分組成。翻渣機構利用四連桿工作原理輔助主起升機構吊具及渣斗完成翻渣工作。主要工作原理為：

圖2　翻渣機構

（1）將渣斗上設計好的吊裝凸頭安裝到吊具吊帶上，吊帶上的接口設計為上大下小的安裝形式，這樣既能保證渣斗使用過程中始終固定在吊具上，又能夠實現翻轉作業；（2）將渣斗提升，使渣斗底部超過掛鉤中心，這個過程油缸處于全部伸出狀態；（3）將油缸收回，達到掛鉤前移至渣斗下掛點下部狀態，此時下降渣斗，使渣斗的翻轉凸頭準確的落到翻渣掛鉤上；（4）吊具帶動渣斗的吊裝凸頭繼續下落，使渣斗以翻轉凸頭為圓心繼續傾翻，實現渣斗內渣土傾倒；（5）將渣土傾倒到指定位置后，起升吊具，使渣斗的翻轉凸頭脫離翻渣掛鉤，此時將伸縮油缸全部伸出，使翻渣掛鉤離開渣斗底部；（6）下降渣斗到地下裝渣土位置，準備下一個工作循環。

4　大車行走

大車行走主要由均衡梁、三合一減速機及輪組組成。大車行走采用分別驅動的形式，采用8輪行走，包括4組主動輪和4組從動輪。由三合一減速電機驅動起重機運行作業，在大車運行機構兩側安裝手動夾軌器和緩沖器。

行走機構采用三合一式變頻制動減速電機驅動，直接將車輪組上的輪軸插入到減速電機的空心軸中即可，與分體式驅動機構相比，結構緊湊，體積小重量輕，噪音小效率高，安裝簡單行走平穩，與車輪組連接簡單便于拆修。

5　結語

采用先進的控制技術及設計方法，針對特殊工程的設計，使得起重機具有成本低、適應性強的特點。經現場使用，本文所述的門式起重機完全滿足地鐵隧道施工的需要。

參考文獻：

［1］張質文，虞和謙，王金諾，等.起重機設計手冊.北京:中國鐵道出版社，1998.

［2］GB/T3811—2008起重機設計規范.

作者簡介：李文潔（1984—），女，漢族，河北秦皇島人，專科學歷，機械工程師，研究方向：起重機械。