超大型平頭塔機(jī)平衡臂拉桿安裝方式優(yōu)化設(shè)計(jì)

郭紀(jì)斌+李青云+張樂+張捷

摘 要：本論文對(duì)超大型平頭塔式起重機(jī)的平衡臂拉桿安裝進(jìn)行分析研究，主要研究工作為：建立平衡臂仿真模型，然后考慮大型塔機(jī)平衡臂安裝中的實(shí)際情況并對(duì)其進(jìn)行分析，從而完成超大型平頭塔機(jī)平衡臂拉桿安裝方式的優(yōu)化設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：超大型平頭塔機(jī)；拉桿；優(yōu)化設(shè)計(jì)；安裝

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.12.258

1 引言

根據(jù)建筑市場(chǎng)及工程機(jī)械發(fā)展趨勢(shì)，國(guó)內(nèi)工程機(jī)械領(lǐng)軍企業(yè)重點(diǎn)著力于大型超大型平頭塔式起重機(jī)研制，進(jìn)而提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。目前國(guó)內(nèi)開發(fā)的大型超大型平頭塔式起重機(jī)雖然能夠滿足工作要求，但也存在自重大，穩(wěn)定性差和安裝困難等缺點(diǎn)。

2 平衡臂拉桿仿真模型的建立

平衡臂拉桿端部通過銷軸與塔頭連接，尾部通過銷軸與平衡臂臂架連接，其主要作用是在塔機(jī)工作過程中，對(duì)塔頭和平衡臂臂架進(jìn)行連接，從而平衡起吊重物時(shí)吊重的重量。

塔頭結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)采用方鋼焊接主體結(jié)構(gòu)，與平衡臂拉桿連接處設(shè)置銷軸耳板，從而通過銷軸與拉桿連接固定。在受力方向上主要是受水平拉力和豎直壓力。

平衡臂臂架主要采用工字鋼作為弦桿，利用圓鋼把弦桿焊接在一起，從而形成臂架結(jié)構(gòu)。在平衡臂臂架尾部放置有平衡重來平衡掉起重臂及吊重的重量。由于平衡臂臂架端部是和塔頭通過銷軸進(jìn)行鉸接連接，所以臂架必須要通過拉桿與塔頭進(jìn)行連接，從而保持臂架的水平。

平衡臂拉桿采用圓鋼制造，在端部和尾部分別設(shè)計(jì)有銷軸耳板，從而完成和塔頭及平衡臂臂架的連接。

通過以上分析，利用Creo軟件建立平衡臂拉桿安裝系統(tǒng)仿真模型。

3 平衡臂拉桿安裝方式的分析

一般情況下，大型塔機(jī)平衡臂多為多臂節(jié)結(jié)構(gòu)，臂節(jié)之間通常通過拉桿進(jìn)行連接。大型塔機(jī)平衡臂結(jié)構(gòu)一般如圖1 所示，包括平衡臂臂節(jié)以及平衡臂尾節(jié)，其中平衡臂臂節(jié)的下弦桿與平衡臂尾節(jié)相連接，平衡臂臂節(jié)的上弦桿與平衡臂尾節(jié)之間通過拉桿相連接，拉桿在與平衡臂臂節(jié)的上弦桿連接時(shí)，需要先借助外部設(shè)備（如汽車吊）通過吊耳將拉桿的端部抬高，然后緩慢放下使拉桿的銷軸孔與上弦桿的銷軸孔對(duì)正，才能安裝連接銷軸，使拉桿與平衡臂臂節(jié)的上弦桿連接。

安裝連接銷軸時(shí)，一般采用兩種方式對(duì)正銷軸孔，一是采用外部設(shè)備（如汽車吊）拉住拉桿，二是采用人工托舉方式舉起拉桿。采用第一種方法時(shí)，外部設(shè)備（如汽車吊）的使用費(fèi)用較高，會(huì)增加成本，采用第二種方法時(shí)，人員容易疲勞，會(huì)導(dǎo)致安全事故。而且，以上兩種方法都不能保證拉桿安裝過程中的穩(wěn)定，導(dǎo)致拉桿容易觸碰平衡臂其他結(jié)構(gòu)造成損壞，同時(shí)對(duì)于大型的塔式起重機(jī)來說，拉桿重量更大，銷軸孔的對(duì)正也更加困難。

4 平衡臂拉桿安裝方式的優(yōu)化設(shè)計(jì)

本研究旨在設(shè)計(jì)一種平衡臂拉桿安裝輔助機(jī)構(gòu)（如圖1所示）方案，以解決現(xiàn)有技術(shù)中平衡臂拉桿行安裝時(shí)安裝難度大、成本高、銷軸安裝困難的問題。

本方案研究設(shè)計(jì)的平衡臂拉桿安裝輔助機(jī)構(gòu)，安裝拆卸方便，在平衡臂拉桿安裝過程中，將平衡臂拉桿9至于U型槽3中，有效避免拉桿的擺動(dòng)，防止與其他部件的碰撞損壞，便于安裝。

在拉桿銷軸1安裝過程中，通過液壓頂升裝置5的托舉作用，可以調(diào)節(jié)拉桿9端部銷軸孔2的高度，進(jìn)而方便拉桿銷軸孔2和平衡臂上弦桿銷軸孔4的對(duì)正，方便拉桿固定銷軸1的安裝。

本方案不需使用外部設(shè)備（如汽車吊）提升拉桿9，減少了安裝費(fèi)用；不需人工托舉拉桿9，避免了人員安全事故的發(fā)生。

由于拉桿安裝輔助機(jī)構(gòu)的運(yùn)用，避免了對(duì)塔機(jī)其他部件的損傷，延長(zhǎng)了塔機(jī)的使用壽命。

5 結(jié)論

與現(xiàn)有安裝技術(shù)相比，優(yōu)化設(shè)計(jì)后的安裝方案具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）安全可靠：本方案采用成熟的液壓缸技術(shù)，操作簡(jiǎn)單安全，可靠性高。

（2）節(jié)省安裝費(fèi)用，提升工作效率：該方案不需使用外部設(shè)備，有效降低安裝費(fèi)用；同時(shí)極大的提升了銷軸孔的對(duì)正速度，大大提升了工作效率。

（3）檢修方便：本方案采用成熟的液壓技術(shù)，檢修方便。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：郭紀(jì)斌（1984-），男，湖南長(zhǎng)沙人，研究方向：特種加工技術(shù)及工程機(jī)械設(shè)計(jì)。