900t轮胎式搬运机的设计

900t轮胎式搬运机的设计
来自：中国港口设备信息网来源：转载 2009-9-7 10:11:25
郑州大方桥梁机械有限公司为满足铁路客运专线900t箱梁吊装施工需要，为中铁二十二局集团有限公司和中铁十一局株洲桥梁有限公司设计制造了2台DLT900型轮胎式搬运机，用于京津城际轨道交通工程4号和5号标段32m、24m、20m箱梁在预制场内的吊装、运输施工。

1.主要技术性能与指标
额定起重量：9000kN
跨度(净跨)：42．3m(40．8m)
起升最大高度：9．5m
吊钩起升速度：0~0．5m／min(重载)
0~1．5m／min(空载)
天车配置：2台，定点起吊，吊点纵向变跨，横向可调，满载调整250mm
台车：4辆4轴线2纵列轮胎式台车，液压悬挂；全液压驱动，电液控制
台车性能参数：
运行速度：0～35m／min(空载)
0～17m／min(重载)
悬挂升降：±150mm
爬坡能力：2％
转向方式：直行、斜行、横行
运行转向：30°
满载原地转向：90°
工作环境风力：工作状态≤6级
非工作状态≤11级
最大工作尺寸：长45m、宽27m、高15．1m
设备自重：5000kN
2. DLT900型轮胎式搬运机的结构及特点
DLT900型轮胎式搬运机主要由主机架、大车走行机构、液压传动系统、制动系统、转向系统、动力模块、电气系统、微电控制系统、操作室、提升系统、变幅系统、安全装置等组成。

总体结构见图1。

2．1主机架
主机架由支腿和主梁通过项部连接而成，可以保证整个设备的抗扭性以及在垂直方向的稳定。

支腿结构由立柱和斜撑杆组成，立柱采用上宽下窄的钢箱梁结构，顶部承受一定的弯矩荷载，立柱上下端与主梁和车架刚性连接。

2．2大车走行机构
DLT900轮胎式搬运机的大车走行机构由2个轮胎式走行台车组成，单个走行台车采用2纵列6轴线共12组悬挂，整机共有24×2=48个轮胎。

走行台车由1根车架梁、12个轮组、4套支撑机构组成。

每个轮组配有1个悬挂液压缸，以便搬运机在坡道上行走或通过凸凹不平的路面时，自动调整对地面的荷载使之均匀一致。

走行台车实现搬运机满载时能纵向、横向及斜向行走。

液压悬挂设有双管路保险系统，在极端情况下，轮组中的轮胎爆裂，能够确保整车平衡，不出现颠覆。

2．3液压传动系统
液压系统由行走驱动、转向、悬挂、起升、支撑等回路与液压辅助系统组成。

行走驱动液压回路是由闭式系统的高压变量泵、变量马达并联供油的闭式回路。

变量泵、变量马达的流量的变量由微电控制系统控制。

实现行走驱动无级调速；转向、悬挂液压回
路是由开式系统的高压变量泵提供的液压油，通过各路电磁阀分别控制各路转向、悬挂液压缸工作的开式回路，各转向液压缸由微电系统控制比例换向阀驱动，实行独立转向；悬挂系统采用液压悬挂，其升降是通过操纵手动换向阀由液压缸来执行；液压卷扬起升回路通过开式系统的高压变量泵供油给变量马达和减速器，由微电系统控制比例换向阀驱动卷筒，可实现无级调速；支撑液压缸通过变量泵驱动，在地面上操作电磁换向阀完成支撑与收回的动作。

2．4大车走行制动系统
大车配有压缩空气制动系统，制动器采用蹄式制动器，腔弹簧蓄能制动气室利用弹簧能量和隔膜式制动气室工作，通过控制阀使弹簧气室放气，由弹簧的作用起到制动作用(驻车制动)，本设备不设行车制动。

2．5转向系统
搬运机设置电控独立转向系统，可实现纵向走行、横向走行及斜行。

转向架与车架通过大直径回转支撑连接，转向机构配有1个双作用液压缸。

转向液压泵为1个并联的液压缸组供油，通过电子控制及电子反馈系统使每个轮组按设定角度转动。

2．6动力模块
柴油机、传动泵、提升及转向系统用油泵、其他泵组和油箱、控制阀组和电池等组成动力模块，安装在台车上。

柴油机为水冷式，装在弹性垫上，泵组通过分动箱与柴油机连接。

泵组的输入口与液压油箱连接在一起。

2．7电气系统
电气系统由发动机控制系统、显示监视系统，运行指挥和联系音响系统，风力风向及其报警系统，起重载荷测量、显示和报警系统，照明系统、液压控制系统等组成。

2．8微电控制系统
微电控制系统是基于CAN总线的控制系统，每个执行或动力元件配置一个模拟控制板，各种控制信号和仪表信号通过多芯电缆直接输入主控箱，由主控箱中心计算机进行处理，然后通过数模转换或数字开关量直接送到各末端的控制、调节和执行装置。

2．9提升系统
提升系统由液压卷扬机、动滑轮组、定滑轮组、钢丝绳、专用吊具等组成。

液压卷扬机采用变量泵、变量马达和减速器驱动卷筒，可实现无级调速，使起升平稳无冲击；
卷扬机设首末2级制动，首级制动采用液压系统制动，末级制动采用钳盘式制动器在卷筒处制动，保证了起升的安全可靠。

每个卷扬机有1个缠绕2层钢丝绳的卷筒，与卷筒同轴安装着减速器和液压马达，液压卷扬机并排安放在主梁端部平台上。

液压马达的工作压力在司机室内仪表上显示，操作者可监视提升压力。

钢丝绳经液压卷扬机出来后通过导向滑轮进入定滑轮组，在上下滑轮架之间做2×12次穿绕，并固定在主钢梁上，吊具连接在动滑轮上。

混凝土箱梁由4个提升滑轮组提升，其中2个采用1根钢丝绳缠绕，另外2个采用2根单独的钢丝绳缠绕。

可保证箱梁载荷的均衡分布，实现4点起升、3点平衡吊装。

2．10变幅系统
变幅机构采用液压缸推拉方案，在每个吊梁小车与主梁之间设置2个顶推液压缸。

满足重载时吊梁小车能够纵向移位±300mm的精确对位要求，同时在空载时需要长距离调整吊梁小车的纵向位置，采用步履式顶推方式实现吊梁小车的变幅移位。

3. DLT900型轮胎式搬运机关键技术分析
3．1行走左右同步问题
DLT900型轮胎式搬运机左右2套动力系统分别控制左右走行台车和起升系统，为保证安全和协调性，采用以下措施确保同步。

(1)2台发动机均采用电控油门并安装速度传感器，由控制系统保证2台发动机的同步；
(2)液压驱动系统采用电子控制变量泵和变量马达，变量马达上安装速度传感器使微电控制系统形成闭式回路，适时调整马达开口，以确保大车走行速度和起升速度一致。

3．2重载转向问题
搬运机重载转向时为了避免剪切力对轮胎的磨损破坏，需要减小轮胎的接地比压。

在每个台车下布置4个支撑液压缸，当轮胎式搬运机重载进行行走模式转换时，由支撑液压缸作用在地面上使轮胎脱空地面，然后台车转向。

3．3起升系统3点受力问题
混凝土箱梁在吊装、运输工程中保持3点受力是保证梁体和起升系统受力均衡、防止箱梁受扭的基本措施要求。

因此在DLM900轮胎式搬运机的起升系统上通过不同的缠绕方式实现了4点起升、3点平衡的功能(见图2)。

3．4轮胎分组4点平衡问题
为了确保提梁机使用过程中平稳不倾斜，以及整机结构和各悬挂轮组受力均匀，需要在不同的工况条件下使轮胎式行走台车的液压管路进行分组。

当单台提梁机在没有组装之前，单个台车液压管路分为3组，以保证单个台车自身的稳定。

在整机组装完成后每侧台车液压管路切换为2组，整机形成4组，由此形成的4点平衡能够保证整机结构稳定和各悬挂轮组受力均衡。

3．5向运梁车装梁施工问题
DLT900型轮胎式搬运机作为预制场的吊装设备，为了满足向运梁车装梁施工要求，其跨度为42．3m(净跨40．8m)，可满足最大运梁车长度40m的装车功能。

但是搬运机跨度加大会带来制、存梁台座之间预留横移通道的加宽，造成用地的浪费和地基处理费用增加。

为此，特提出一种运梁车从搬运机中间穿过的方案，将每侧的轮胎式行走台车分为2部分，支腿结构作成门型框架与主梁和行走台车刚性连接，运梁车从搬运机中间纵向穿行。

该方案不改变搬运机的跨度，仅是其宽度增加，需要较宽的纵移通道。

上述方案与郑州大方桥梁机械有限公司为上海磁悬浮列车工程研制的200t轮胎起重机结构和功能类似，也是非常成熟的施工装备方案，相信能够在铁路客运专线预制场得到应用。

4.结束语
DLT900型轮胎式搬运机在郑州大方桥梁机械有限公司苏州试验基地完成了动、静载和各项功能试验，并在江苏省特种设备安全监督检验研究院主持下完成了各项试验。

搬运机各项性能指标完全符合国家有关规范以及用户合同要求，作为我国完全自主研制的第1台900t级轮胎式起重机应用于京津城际轨道交通工程施工中。

目前相继有10余台设备应用在武广、郑西等客运专线，相信能够在铁路客运专线上得到更加广泛的应用，创造更大的社会和经济效益。