新型通用橋式起重機(jī)輕量化設(shè)計(jì)

摘 要：本文介紹新型通用橋式起重機(jī)輕量化設(shè)計(jì)。特別涉及主副起升機(jī)構(gòu)各部件的布置，大小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的選型和安裝方式，小車架和橋機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及吊鉤的材料級(jí)別選擇，以期能夠?yàn)轭愃圃O(shè)計(jì)提供參考。

關(guān)鍵詞：新型輕量化橋式起重機(jī)；小車架；橋架

中圖分類號(hào)：TH215 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2018）01-0081-02

Lightweight Design of New Universal Bridge Crane

TIAN Zhiwen WANG Fan GAO Xueqin

（Taiyuan Heavy Machinery （Group） Co.， Ltd.， Technology Center，Taiyuan Shanxi 030024）

Abstract： This paper introduced the lightweight design of the new universal bridge crane. In particular， it relates to the layout of the components of the main and auxiliary lifting mechanisms， the selection and installation of the running mechanism of the large and small vehicles， the structural design of the small frame and the bridge machine， and the material grade selection of the hooks， in order to provide reference for similar design.

Keywords： new lightweight bridge crane；small frame；bridge

新型輕量化通用橋式起重機(jī)具有獨(dú)特的設(shè)計(jì)理念，具有高度低、質(zhì)量輕、輪壓小等特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于各類生產(chǎn)車間，降低車間結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)承載能力和建設(shè)高度。使用輕量化起重機(jī)不僅可以有效減少用戶對(duì)廠房建筑的改造成本，而且可以節(jié)省起重機(jī)制造商的原材料投入。因此，開發(fā)該類產(chǎn)品的新結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)綠色制造模式在起重機(jī)制造業(yè)的運(yùn)用勢(shì)在必行。

1 新型輕量化通用橋式起重機(jī)結(jié)構(gòu)組成

新型輕量化橋式起重機(jī)（見圖1）一般采用雙梁雙軌單小車結(jié)構(gòu)，由小車、橋架、大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)、主吊鉤吊具、副吊鉤裝置、司機(jī)室裝置和電氣設(shè)備等組成[1]。小車采用電纜滑車供電。主梁為偏軌窄翼緣箱型梁結(jié)構(gòu)形式，端梁分三段用雙鉸連接，在橋架的兩角分別設(shè)有大車驅(qū)動(dòng)車輪，驅(qū)動(dòng)輪占總輪數(shù)1/2。電氣設(shè)置在主梁外的平臺(tái)上。

1.1 橋架

新型輕量化橋式起重機(jī)橋架由2根主梁、4根端梁、端梁鉸及連接梁組成。橋架通過鉸接式端梁使車輪之間的距離拉大，改善廠房集中受力狀況，省去了大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的平衡架。每根主梁頭部的兩端都安裝有車輪，每根主梁成為一個(gè)獨(dú)立穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，在安裝橋架時(shí)分別把帶有車輪的主梁吊放在廠房的軌道上，用鉸軸連起來(lái)即可，給橋架的安裝帶來(lái)了便利。

1.2 主副起升機(jī)構(gòu)

新型輕量化橋式起重機(jī)主副起升機(jī)構(gòu)（見圖2）采用單電機(jī)、單減速機(jī)、單制動(dòng)器、單卷筒的布置形式。減速器的低速軸驅(qū)動(dòng)一個(gè)雙聯(lián)卷筒，卷筒與減速器之間采用花鍵軸連接，電機(jī)殼體與減速機(jī)殼體采用法蘭連接，電機(jī)軸與減速機(jī)軸連接采用鼓型齒聯(lián)軸器。制動(dòng)器采用電力液壓輪式制動(dòng)器。

主副起升機(jī)構(gòu)起升載荷直接作用在小車架兩側(cè)的端梁上，主副起升減速器前部懸臂式安裝。上滑輪組安裝在上滑輪梁內(nèi)，上滑輪梁安裝在小車架兩根端梁上部。減速器懸空安裝，同時(shí)減速器的箱體有足夠的強(qiáng)度。

1.3 小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)

新型輕量化橋式起重機(jī)輕量化小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)（見圖3）采用“三合一”的驅(qū)動(dòng)方式，即電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)器和減速器合并組裝成一個(gè)部件，“三合一”減速電機(jī)只通過一個(gè)固定鉸支座與車架相連接，輸出端采用鎖緊套與車輪軸相聯(lián)，安裝調(diào)試十分方便，受車架變形影響也小。小車車輪為4個(gè)，1/2集中驅(qū)動(dòng)。

1.4 大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)

新型輕量化橋式起重機(jī)大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)采用“三合一”的驅(qū)動(dòng)方式，大車車輪為8個(gè)，1/2集中驅(qū)動(dòng)。

2 關(guān)鍵技術(shù)特點(diǎn)

2.1 起升機(jī)構(gòu)“四合一”結(jié)構(gòu)形式

“四合一”為卷筒、減速機(jī)、制動(dòng)器、電機(jī)合為一體，卷筒軸側(cè)掛減速器，減速機(jī)高速軸為雙出，一側(cè)通過法蘭套筒與電機(jī)連接，另一側(cè)安裝制動(dòng)輪，而且制動(dòng)器底座焊接于減速機(jī)殼體上。

2.2 起升機(jī)構(gòu)采用三支點(diǎn)支撐安裝形式

起升載荷通過卷筒兩端的軸承座直接作用在小車架兩側(cè)的端梁上，減速器懸臂安裝在端梁的外側(cè)，并通過頭部支撐安裝在端梁上。卷筒的下半部結(jié)構(gòu)下沉到小車架內(nèi)，電機(jī)外殼通過法蘭固定在減速機(jī)外箱體上，制動(dòng)器支座焊接在減速器箱體的另一側(cè)，可有效降低卷筒中心高。同時(shí)，通過上滑輪梁安裝在小車架兩根端梁上部，可降低上滑輪梁的變形對(duì)小車架端梁的影響，小車架結(jié)構(gòu)緊湊，質(zhì)量減輕。

2.3 小車架的設(shè)計(jì)

小車架主要由2根端梁、上滑輪梁和2根連接梁組成。2根端梁和2根連接梁通過焊接組成一個(gè)框架結(jié)構(gòu)，上滑輪安裝在小車架端梁上。這種布置方式的優(yōu)點(diǎn)有：①上滑輪梁和端梁的受力情況可以簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)支梁的受力情況，這種結(jié)構(gòu)形式既保證了小車4輪在任何正常工況下都能與鋼軌接觸，又降低了車架的制造精度要求；②卷筒處設(shè)計(jì)無(wú)車架體，減輕了小車架的質(zhì)量，降低了小車高。

2.4 橋架采用騎馬式結(jié)構(gòu)

主端梁連接采用定位塊+高強(qiáng)度螺栓塔接，安裝裝配時(shí)易于調(diào)整。起重機(jī)吊鉤上極限更小，同時(shí)有利于結(jié)構(gòu)的參數(shù)化和模塊化（特別是端梁）設(shè)計(jì)。

2.5 適應(yīng)輕量化起重機(jī)電氣控制柜的優(yōu)化設(shè)計(jì)

起重機(jī)各機(jī)構(gòu)采用變頻調(diào)速、PLC程序控制、在線運(yùn)行監(jiān)控、故障顯示及報(bào)警，機(jī)構(gòu)互相連鎖，實(shí)現(xiàn)調(diào)速和控制一體化。采用國(guó)產(chǎn)起重專用變頻器，在保證安全可靠的前提下，有效地降低設(shè)計(jì)成本，提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。根據(jù)變頻器大小選擇合適的控制柜尺寸，使元件布置緊湊合理。

2.6 高強(qiáng)度級(jí)別吊鉤材料的應(yīng)用

高強(qiáng)度級(jí)別吊鉤材料的應(yīng)用降低了對(duì)作業(yè)范圍及起重機(jī)自重的影響。吊鉤采用T級(jí)材料，比原M級(jí)吊鉤輕50%以上。

3 結(jié)語(yǔ)

橋式起重機(jī)主要是由小車和大車組成的。小車質(zhì)量的減輕，將決定大車運(yùn)行車輪的選型和主梁截面的大小，起重機(jī)的輕量化應(yīng)主要考慮小車結(jié)構(gòu)的輕量化，有效減輕小車各機(jī)構(gòu)和小車架的質(zhì)量將是輕量化研究的方向。

參考文獻(xiàn)：

[1]張質(zhì)文，王金諾，程文明，等.起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].2版.北京：中國(guó)鐵道出版社，2013.