900吨轮胎式提梁机设计制造关键技术总结

900吨轮胎式提梁机设计制造关键技术成果总结中国葛洲坝集团机械船舶有限公司二0一0年十二月900吨轮胎式提梁机设计制造关键技术成果总结1、项目立项背景及意义2006年10月，铁道部公布了铁路“十一五”规划，2010年全国铁路营业里程达到9万公里以上，快速客运网总规模达到2万公里以上。这种建设规模在我国铁路建设史上是前所未有的。随着我国铁路客运专线的陆续开工，掀起了新一轮大规模的高速铁路建设高潮。2009年9月，葛洲坝集团有限公司中标汉孝城际铁路HXSG2标项目，并成立以二公司、五公司为主的施工项目部。根据施工要求，现场需要配备900吨双线整孔箱梁的提梁机、运梁车、架桥机设备各一套。2009年12月，通过招投标程序，最终决定由葛洲坝机械船舶有限公司生产制作一台900T轮胎式提梁机，用于汉孝铁路梁场20M、24M、32M混凝土预制箱梁的吊装、转运等施工作业。成功开发研制该设备，可以进一步提升葛洲坝集团在高铁领域的整体施工能力，同时可以此为契机研制应用于高速公路、水利、港口、码头、钢厂、船厂等领域的其他大型行走起重设备，进一步拓宽市场。MDEL900轮胎式提梁机（以下称提梁机）是迄今为止我公司承接的最大的施工设备，从科技含量、技术难度、市场开拓及公司占领行业制高点等方面都具有十分重大的意义。2、国内外应用现状分析目前，国外具有高速铁路900吨提运梁装备施工经验和销售业绩的生产厂家也不多。我国是继德国、意大利之后第三个掌握该技术的国家，整机已经达到国际先进水平。国内生产厂家主要有上海港机重工有限公司、北京万桥兴业机械有限公司、北戴河通联路桥机械有限公司、中铁武桥重工股份有限公司、郑州大方桥梁机械有限公司等，有的是引进国外先进技术在国内研发制造，有的是自主设计制造，设备形式也各有不同。国外同类产品主要参数对照见表一。我国目前应用于900T箱梁预制架设施工的提梁机主要形式有（1）两台450T轮轨式提梁机抬吊；（2）两台450T轮胎式提梁机抬吊；（2）单台900T轮轨式提梁机独立施工；（4）单台900T轮胎式提梁机独立施工。相比较而言，900T轮胎式提梁机设备制作费用较高，但具有占用场地少，施工速度快，机动灵活，可以在任意台座上取梁、落梁，不需要辅助机械等优点，施工质量、安全有可靠保证。表一国外同类产品主要参数对比表序号技术要素MDEL900提梁机万桥爱登迪尔一、整机参数1最大起重量900吨900吨900吨2跨度405米40米40米3纵向净间距3575米358米358米4爬坡能力1515155吊具下高度9米9米10米6吊钩高度行程7米7米7米7主梁下高度95米9米10米8工作环境温度10C50C10C50C10C50C9最大长度约4525米约442米约442米10最大宽度160米135米135米11最大高度约136米约1325米约1325米12总重约415吨365吨410吨二、吊梁小车1小车数量2个2个2个2900吨箱梁吊点301366米301368米301368米3纵向吊点空间满足20米24米32箱梁要求依据20米24米32箱梁依据20米24米32箱梁4满载纵向走行距离30厘米25厘米50厘米5运行方式油缸推动油缸推动油缸推动6满载走行速度005米/分005米/分005米/分7空载提升速度015米/分015米/分010米/分8满载提升速度005米/分005米/分005米/分9绞车数量4个4个4个10单绳拉力13吨10吨15吨11钢丝绳直径28毫米24毫米36毫米12钢丝绳规格1960N/MM22100N/MM22100N/MM213卷筒变速箱摆线式摆线式摆线式14液压马达REXROTHREXROTHREXROTH15制动器液压制动和钳盘式双制动16钢丝绳串绕方式满足三点起吊规则三、整机走行1满载走行速度017米/分016米/分016米/分2空载走行速度035米/分027米/分032米/分3走行型式轮胎式轮胎式轮胎式4适应路面混凝土路面或级配碎石路面5轮胎规格265R252600R2518X25E346轮胎数量48个48个64个7悬挂数量2424328轴载质量54,792KG52,708KG40,938KG9轮胎品牌米其林或三角固特异或米其林贵州黔轮胎10轮胎充气压力8巴8巴85巴11驱动轮数16个轮子16个轮子16个轮子12驱动型式16个液压马达16个液压马达16个液压马达13传动方式内藏摆线减速器链齿装置内藏摆线减速器14支撑油缸规格/数量200吨/8根400吨/2根200吨/8根四、转向系统1转向方式独立转向独立转向独立转向2所在部位所有轮组所有轮组所有轮组3纵向运行转向5度15度15度4原地转向90度90度90度五、动力机组1发动机型号DEUTZBF6M1015DEUTZ2200转DEUTZ2200转2发动机功率2273千瓦380千瓦2200千瓦3运行液压泵2个90L250KN2个A125REXROTH4服务液压泵2个190REXROTH1个A10REXROTH2个A125REXROTH1个A10REXROTH5燃料柴油柴油柴油6燃油箱容积500升500升900升7液压油箱容积1000升1000升700升3、详细技术内容31总体思路及关键技术本提梁机是针对集团公司汉孝城际铁路工程梁场桥梁箱梁施工研发的大型起重设备，也能满足重大交通工程施工项目（如铁路客运专线、高速公路、磁悬浮与城市轨道交通等）中重型大件搬运和工位作业的施工要求。考虑到提梁机的制造时间紧迫，而且该设备是涉及机、电、液控综合的复杂机电一体化装备，目前我们还没有这方面的设计经验，所以在项目实施开始就选择了与国内具有该设备研发能力的郑州大方桥梁机械有限公司进行合作的方案。在已有成熟产品的基础上，通过对技术参数进行调整、优化及再设计，使提梁机满足集团公司汉孝城际铁路黄陂梁场的布置及箱形桥梁的吊装需要。我们在消化吸收设计产品的基础上，对关键技术进行攻关，形成包括包括全套施工图纸、设计计算书、主要零部件制作拼装工艺、安装维护使用说明书、安全操作和维护保养规程等在内的一整套资料；通过对MDEL900吨提梁机设计技术的研究总结，逐步掌握轮胎式提梁机的设计技术，能够独立地完成900吨以下轮胎式提梁机的设计；通过对提梁机制造工艺技术的总结，优化提梁机的制造工艺，把轮胎式提梁机转化为公司的成熟产品，为后续的同类产品制造提供技术支持。鉴于本项目的多学科交叉特点，在技术开发和产品制造过程中，需要利用结构、机械、液压、电气控制等多学科的专业知识创新性综合运用。首先围绕工程项目的使用情况和工位要求，通过模块化设计和确定总体技术方案，确定动力、液压、行走装置、工作装置和电控等分系统方案和主参数，完成产品总体设计。第二步是各分系统在协同环境下进行产品技术设计，设计时广泛采用数字化设计和虚拟样机技术，考虑与其它子系统的接口。第三步是汇总各子系统的设计结果，进行整机数字化设计，进行强度、刚度计算，作业情况仿真等工作。第四步是动力、液压、控制操纵系统的仿真和半物理仿真，完成控制系统软件开发。最后是按模块进行制造、装配、调试，完成产品制造。项目研制开发实施步骤为方案设计和可行报告方案评审方案优化和技术设计技术设计评审优化后投入生产制造设备的组装、调试、试验投入工业化试用进入产业化规模生产本项目在技术开发、推广及产业化过程中，攻克了以下关键技术1）整机技术的可靠性MDEL900轮胎式提梁机从结构及功能上来讲实际上就是可移动的门式起重机，是在轮胎式运输车上安装门架及起升机构组成的移动吊装、提梁机械。提梁机主要由两大部分组成下部的走行机构即轮胎车和上部的门架起升机构。轮胎车系高技术含量的“机电液”一体化产品，采用液压驱动、各行走桥液压悬挂、液压升降、机电液控制转向系统，协调多轴线动作，实现直行、八字转向、以某一角斜行、横行和中心回转等功能，该部分结构与已有成熟产品DCY900型运梁车一样，其悬挂系统、转向系统、动力系统、液压系统、控制系统的结构和原理基本一样，已经有非常成熟的经验。门架和起升机构在起重机结构上也是非常成熟的技术，采用液压卷扬机和动、定滑轮组系统在已有成熟产品门式起重机和架桥机上已非常普遍。2）提梁机同步问题提梁机左右两套动力系统分别控制左右台车和起升系统，为保证安全和协调性，需要采用以下措施确保同步A两台发动机均采用电控油门并安装速度传感器，由控制系统保证两台发动机的同步。B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，适时调整马达开口保证其转速一致，从而确保大车走行速度和起升速度一致。3）重载转向问题提梁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。在每个台车下布置四个180T支撑油缸，当轮胎式提梁机重载进行行走模式转换时，由支撑油缸作用在地面上使轮胎脱空地面，然后台车进行转向。图一轮胎式提梁机重载转向4）预制场地布置适应路面为砼路面、压实的级配石路面。轮胎接地比压为0715MPA，路面应平整、无油污，坡度不超过15。5）起升系统三点受力问题混凝土箱梁在吊装、运输工程中保持三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MDEL900轮胎式提梁机的起升系统上通过不同的缠绕方式实现了四点起升、三点平衡的功能。图二起升机构钢丝缠绕示意图6）轮胎分组三点平衡问题提梁机的轮胎走行台车通过液压管路实现分组，形成三点平衡的功能。图三轮胎式提梁机走行台车示意图7模块化设计与制造率先在大型施工机械上采用模块化设计与制造技术，实现了大型复杂装备的快速集成与设计制造。设计了具有自主知识产权的集悬挂、升降、独立转向与一体的主动行走模块和从动行走模块，这两类行走模块、发动机模块、工作装置模块（如卷扬、变幅等）和车架模块拼装就可构成平板车、提梁机和架桥机等，简化了设计，提高了制造速度和设备变更功能的重构速度。在实施时具体解决了模块的等级配置和接口设计（机械连接接口、车电接口、总线接口、液压总线接口等）问题。8多轴驱动液压行走系统和重型卷扬液压系统通过设计单变量泵、多变量马达和双变量泵多变量马达液压驱动系统，实现多轴驱动车辆的牵引力的合理调节，解决了多轴驱动车辆的“打滑“和“寄生功率“等问题，提高了装备行走系统对施工路面的适应性。通过对比例阀的调节，补油背压、制动压力和平衡阀调定压力等参数的优化设置，有效地解决了重型装备中存在的超速下降、抖动和刹车滞后等问题。针对行走悬挂模块的安全要求，发明了一种能在管路破裂情况下保持悬挂位置的破裂安全阀，该处的主要技术创新点是巧妙利用了阀门的自封性能，防止油管爆裂引起悬挂位置失控。9重型装备车架、门架类钢结构设计根据设计与使用要求，制定了如下钢结构设计原则采用容许应力法，在刚度、整体及局部稳定性满足的前体下，进行满应力设计，经过结构优化，使得承重钢结构自重最轻。采用的钢结构设计手段为用二维及三维计算机辅助设计软件进行钢结构设计，计算以手算为主，有限元软件分析为辅，二者相互校核。通过分析有限元软件结果，对钢结构局部进行调整或补强。32设计方案MDEL900轮胎式提梁机用于200350KM/H铁路客运专线20M、24M、32M三种预制双线整孔预应力箱形混凝土梁的提升、倒运、装卸施工，其作用是（1）将混凝土梁从预制模板生产台座中吊出，倒运在存梁台座上；（2）在箱梁运架施工开始时，将预制混凝土箱梁从存梁台座上吊起，并行驶到场内运梁通道处停稳，等待运梁车纵向驶入提梁机后，将所吊的预制混凝土箱梁按要求装载到运梁车上，且不受运梁车长度的限制；（3）具备提一过二功能，满足提一片箱梁从重叠在80CM高存梁台座上的两片箱梁上方通过。MDEL900轮胎式提梁机采用门形支腿结构，装梁时运梁车可以从的梁机侧面支腿中间进入到提梁机下方，吊梁、装梁、转运更加方便，并且便于梁场布置，在梁场内按预留通道可以纵、横、斜向移动。MDEL900轮胎式提梁机是高技术含量的“机、电、液”一体化产品，采用全液压驱动行驶；起升采用液压卷扬机；各行走桥液压悬挂升降；转向采用各悬挂行走轮组独立转向，机电液控制转向系统。整机由微电控制系统协调工作，使用性能好、工作效率高。321使用环境工作环境温度2045工作环境湿度95工作环境最大风力工作状态6级非工作状态11级工作海拔高度2000MMDEL900A型轮胎式提梁机轮胎接地比压7巴，适应路面为砼路面、压实的级配石路面，路面应平整、无油污，坡度不大于2。322设计标准及技术指标起重机设计制造的总原则安全、可靠、经济、适用、遵循国家标准，尽量采用国内外成熟的新材料、新工艺，并便于运输、安装、操作、维护和管理。3221设计标准按最新有关标准，主要引用标准如下。（1）铁建设2005160客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准（2）铁建设200313号京沪高速铁路设计暂行规定（3）铁道部高速办函200323号京沪高速铁路运架设备研制技术条件（4）TB102032002铁路桥涵施工规范（5）TB10002399铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范（6）TB1021399铁路架桥机架梁规程（7）GB381183起重机设计规范（8）GB/T590586起重机试验规范和程序（9）GB606785起重机械安全规程（10）GB1260290起重机械保护装置安全技术规范（11）GB500172003钢结构设计规范（12）GB5020595钢结构工程施工及验收规范（13）GB5022195钢结构工程质量检验评定标准（14）GB376683液压系统通用技术条件（15）GB1018388桥式和门式起重机制造及轨道安装公差（16）GB/T1440783通用桥式和门式起重机司机室技术条件（17）GB/T811018110299起重机缓冲器（18）GB149785低压电器基本标准（19）GB5027898起重机安装工程施工及验收规范（20）JB/T431597起重机电控设备（21）JB/ZS21394设备涂漆通用技术条件（22）JB22978矿山、工程、起重运输机械产品涂漆颜色和安全标志（23）GB376683机动车运行安全技术条件（24）国家颁布后执行架桥机型式试验细则（25）GB/T1440693通用门式起重机（26）GB/T159194低合金高强度结构钢（27）GB1134589钢焊缝手工超声探伤方法和探伤（28）GB332387钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级（29）TB1021298铁路钢桥制造规范3222技术指标1安全系数起升钢丝绳安全系数N6吊杆拉伸应力安全系数N5结构强度计算安全系数N15机构传动零件安全系数N15抗倾覆安全系数N152起重机利用等级U03起重机载荷状态Q34起重机整机工作级别A45起重机机构工作级别M5323主要技术参数本提梁机采用门型支腿，门型支腿宽度满足运梁车纵向驶入和装载32米预制箱梁后纵向驶出的通过要求。3231整机参数（1）额定起重量900T（2）跨度（底部纵向净跨度）40500MM（36000MM）（3）纵向最大长度45100MM（4）横向最大宽度28053MM（5）端部龙门净空高10280MM（满足运梁车驮梁穿行）（6）端部龙门净空宽（过车部分）8000MM（7）爬度能力15（8）主梁下净空宽36000MM（9）起升高度（净空）125M（13M）（10）整机最大高度18281MM（11）走行轮轴距2600MM（12）走行轮间距1160/2700MM（13）整机重量555T（14）夜间施工照明满足施工要求（15）整机外形尺寸（长宽高）4522805318281M3232吊梁小车（1）小车数量2组（2）横向吊点间距3680MM（满足箱梁吊装要求并可调，满足250KM/H、350KM/H箱梁吊装）（3）纵向吊点间距满足20M、24M、32M箱梁吊装要求（4）小车移位方式两小车同时移位或单个小车移位（5）满载纵向移动距离500MM（6）满载横向移动距离240MM（7）纵向移动速度0096M/MIN（可变）（8）横向移动速度0162M/MIN（可变）（9）小车变跨运行方式油缸推进移位（10）空载提升速度015M/MIN（可变）（11）满载提升速度007M/MIN（可变）（12）提梁起升液压绞车数量4个（13）单绳拉力15T（14）制动装置液压制动、停车制动和钳盘式制动三级制动3233整机走行（1）满载走行速度017M/MIN（可变）（2）空载走行速度035M/MIN（可变）（3）微动走行速度03M/MIN（可变）（4）适应路面混凝土路面或级配碎石路面（5）行走方式轮胎式（6）轮胎规格265R25XKA（加强型）（7）轮胎数量64个（8）轮胎品牌三角牌（9）轮胎充气压力8巴（10）悬挂数量32个（11）悬挂油缸调整范围300MM（12）驱动轴数8个（13）轴载质量47500KG（14）轮胎接地比压07MPA（15）支撑油缸规格/数量100T/12个（16）支撑油缸接地比压07MPA（17）行走马达、减速机德国力士乐、美国萨奥3234转向系统（1）转向方式油缸驱动独立转向（2）纵、横向运行转角范围15（3）原地转向90（4）运行方式直行、斜行、横行、单端微动3235动力机组（1）发动机型号、品牌BF6M1015C/道依茨（2）发动机功率/转速/数量273KW/2100RPM/2台（3）冷却方式水冷（4）驱动/提升变量泵德国力士乐或美国萨奥（5）转向变量泵德国力士乐或美国萨奥（6）燃料柴油（7）燃油箱容积21200L（8）液压油箱容积21000L3236提梁机起吊箱梁采用“四点起升、三点平衡”起升系统一台小车两个吊点各自独立，另一台小车两个吊点通过均衡滑轮转换成“一个吊点”。这样可以避免梁钢丝在起吊过程中受扭，同时也保证箱绳和吊杆受力均衡。3237工作效率理论循环时间，运距100米15H/每个作业循环。3238辅助发电机组功率15KW。324主要结构组成MDEL900A型轮胎式提梁机主要由主机架、轮胎式走行台车、起升机构、转向机构、动力系统、电气系统、液压系统、司机室等组成。主要金属结构件钢材采用Q345C，主结构件连接采用109级高强螺栓。所有焊接工序符合严格的控制和检验标准。主机架在加工和完成后要进行严格的单件和整体检测（射线、超声波、磁粉探伤和其他无损探测）。3241主机架主机架由支腿和主梁通过顶部法兰连接而成,可以保证整个设备的抗扭性以及在垂直方向的稳定性。主梁是提梁机的主要承载结构，采用Q345C低合金钢焊接成425M长的箱梁，沿长度方向分为五节，接头采用109级M30高强度螺栓以及内、外节点板拼接，单节主梁最大外形尺寸为122232M（长宽高），重约29T，满足公路运输要求，并且在工作现场可以由常规的吊装设备进行组装和解体。支腿结构由立柱、横梁和斜撑杆组成门型的框架结构，承受顶部主梁传递下来的荷载，满足运梁车从支腿和轮胎走行台车中间穿行的要求。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，立柱上下端分别与横梁和车架刚性连接。支腿横梁采用Q345C低合金钢焊接成箱梁，端部与立柱刚性连接，在跨中与主梁刚性连接。3242轮胎式走行台车MDEL900轮胎式提梁机的大车走行机构由四个轮胎式走行台车组成。单个走行台车由车架梁、轮组及2套支撑机构组成。轮组采用2纵列4轴线共8组悬挂，整机共有16464个轮胎。每组车架采用单根箱形梁结构，长955M、宽12米、高11米，左右腹板外侧分别与8组牛腿焊接。车架顶面安装支腿立柱，下面安装2个支撑油缸。车架通过牛腿与轮组相连。走行台车的牛腿上安装8个走行轮组，轮组由车桥、轮胎与液压悬挂机构、转向机构等部件组成。如图四所示。1车架；2转向机构；3悬挂机构；4轮胎；5支撑油缸图四走行台车结构示意图每个轮组配有一个悬挂油缸，悬挂油缸行程300毫米，提梁机在坡道上行走或通过凸凹不平的路面时，悬挂油缸自动调整对地面的荷载使之均匀一致。通过把悬挂系统的油缸按组并联，实现既能满足整机的三点支撑，以保证整个设备保持均衡；又能实现自动调整载荷，使轮胎承载力均匀分配。悬挂油缸设置液压管路破裂后的安全防护措施。当连接悬挂油缸的管路突然发生破裂，整车会因此倾斜，这是很危险的。为了消除这种危险，在悬挂油缸进油口位置安装管路安全阀，既使软管破裂，该支承点的油缸仍然有效，从而避免了台车倾覆的危险。提梁机走行台车共配有8个特制的支撑油缸，安装在走行台车下面悬挂轮组中间，在重载情况下整机进行90度转向时，由支撑油缸通过下端的支撑铰座将力作用在地面上,使轮胎不受载重力。避免转向时轮胎受剪切力而破坏。支撑油缸的规格为CD250D280/200X400/8，系统压力在30MPA时顶推力为8100T，速度为150MM/MIN。支撑油缸的最大行程为400毫米，提梁机正常行驶状态，支撑铰座离开地面150MM。整机走行驱动是由液压回路完成的。该液压回路是由高压变量泵、变量马达组成的闭式回路，通过传感器、电磁比例阀和微电控制系统，可无级变速，保障平稳起步和平稳制动,冲击小,平稳性好。满载时能纵向、横向及斜向蟹行行走。行车制动大车走行时能平稳制动。行车制动采用液压回路静压制动。当正在行驶的轮胎提梁机需要停下时，将操作杆回中位，液压油泵停止供油，所有走行马达转换为油泵，通过密闭的静压回路产生制动，轮胎提梁机将逐渐缓慢的停止。停车制动停车制动由减速机自带的盘式制动器（弹簧压紧、液压松开）实现。可以满足在整机满载时停在斜坡上，并可以承受风载而整机不溜移。能保证发动机熄火时自动制动。3243起升机构起升系统由吊梁小车、液压卷扬机、钢丝绳、吊具等组成。每台提梁机包括两台吊梁小车，支撑在主梁上纵向位置可调，吊梁小车上安装定滑轮组，通过钢丝绳缠绕动、定滑轮组和吊具形成起升机构。吊梁小车底部安装减摩滑板支撑在主梁顶滑道上，通过纵移油缸的推拉作用完成纵向调整对位，定滑轮组在小车架上通过横移油缸的推拉作用完成横向调整对位。1）液压卷扬机液压卷扬机采用变量泵、变量马达和减速机驱动卷筒，可实现无级调速，使起升平稳无冲击；卷扬机设三级制动，工作制动采用液压制动，停车时减速机带弹簧常闭制动，安全制动采用钳盘式制动器在卷筒处制动，保证箱梁不下滑，使起升系统有足够的安全性。卷扬机设有自动下降功能，当卷扬机吊起梁体而发动机突然发生故障时，可通过自动下降功能实现无动力平衡下降，下降时仍确保梁体4点平衡。每个卷扬机包括一个缠绕三层钢丝绳的卷筒，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的平台上。液压马达的工作压力在司机室内的仪表上显示，操作者可以监视提升压力。在每个卷筒的制动盘上装有紧急制动装置（钳盘式制动器），一旦出现紧急状况，可停止卷筒转动。液压卷扬机技术参数生产厂家变量马达和减速机（力士乐）卷筒和机架（南通力威）单绳拉力150,000N出绳速度010M/MIN（重载）030M/MIN（空载）滚筒直径/长度1000MM/1100MM钢丝绳直径30MM滚筒容绳量层数260M/3层旋向左旋绳槽钳盘式制动器型号SBD250制动方式液压制动和钳式制动液压马达型号A6VE107EP2D减速机型号GFT110W3B215外形尺寸（两台共用一个底座）4200X1930X2150MM整机质量约2X6500KG2）吊梁小车每台提梁机包括两台吊梁小车，支撑在主梁上纵向位置可调，吊梁小车上安装定滑轮组，通过钢丝绳缠绕动、定滑轮组和吊具形成起升机构。吊梁小车底部安装减摩滑板支撑在主梁顶滑道上，通过纵移油缸的推拉作用完成纵向调整对位，定滑轮组在小车架上通过横移油缸的推拉作用完成横向调整对位。3）钢丝绳钢丝绳直径30MM捻向右旋交互捻外表光面润滑公称抗拉强度1960N/MM2单绳拉力142,000N最小破断载荷8920KN破断安全系数6454）吊杆与吊具吊具与动滑轮组铰接，保证纵向转动调整。每个吊具上安装两根吊杆，吊杆的规格和材质如下吊杆数8根吊杆直径100MM吊杆中心距纵向1000MM，横向3660MM/3400MM吊杆材质40CRNIMO安全系数565）钢丝绳平衡系统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210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,其中两个采用一根钢丝绳缠绕，另外两个采用两根单独的钢丝绳缠绕，可以保证箱梁载荷的均衡分布（四点起升、三点平衡吊装系统）。每个滑轮组承受1/4的总载荷。3244液压传动系统液压系统由行走驱动、转向、悬挂、起升、支撑等几大回路与液压辅助系统组成。行走驱动液压回路是由高压变量泵、变量马达组成的闭式回路。变量泵、变量马达的流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、悬挂油缸工作的开式回路。转向系统是由各转向油缸采用独立转向的方式实现。各油缸动作由微电系统控制比例换向阀驱动整车转向。悬挂是采用液压悬挂，其升降是操纵换向阀由液压油缸来执行。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机，由微电系统控制比例换向阀驱动卷筒，可实现无级调速。支撑机构主要用于重载走行模式转换时，由支撑油缸支撑于地面，减小轮胎的压力和地面对轮胎的磨损。支撑油缸的活塞杆端通过球面接头与球面底座相联，使球面底座可以在5范围内摆动，从而适应路面不平的变化。液压辅助系统包括油箱、进回油路过滤器、压力过滤器、散热器、卷刹车、阀组、油缸等组成。支撑油缸通过辅助系统定量泵输出的液压油驱动，在地面上操作电磁换向阀完成撑与收的动作。起吊小车的纵、横移通过辅助系统定量泵输出的液压油驱动，在操作室控制电磁换向阀完成其动作。也可以在主梁顶部控制柜操作完成，便于起吊小车步履式纵向移位。图五液压系统原理图整机液压系统通过电磁比例阀和微电控制系统，行走和起升采用无级调速，实现了轮胎提梁机在启动和停机时传动速度保持平稳的变化，确保整机平稳起动和平稳制动，冲击小，平稳性好。同时还单独有两台25ML/R油泵电机组，在发动机带动的液压系统重载不能工作的特殊工况，通过它们实现无动力平衡下降，能够把梁片落下。液压元件主要选用德国力士乐、美国萨奥、德国哈威等国际或国内名牌。3245转向系统提梁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。转向架与车架通过回转支撑连接，转向机构配有一个双作用油缸。转向液压泵为一个并联的油缸组供油，通过电控制及电子反馈系统使每个轮组按设定的角度进行转动。3246动力模块全机共有2台动力模块，每台动力模块由柴油机、传动泵、提升及转向系统用油泵、其他辅助泵组和油箱、控制阀组和电池等组成，安装在支腿横梁上。柴油机为水冷式，装在一个弹性垫上，泵组通过串联与柴油机连接。泵组的输入口与液压油箱连接在一起。动力模块包括以下组件驱动变量泵组，卷扬机、转向、悬挂泵组及支撑油缸、吊梁小车纵、横移机构泵组，液压油箱，变量泵配进油滤清器，回油10M滤清器，卷扬机控制阀组，提升马达平衡阀，转向阀组，控制阀组油路配电磁控制阀，2个120AH免维护电池组。1柴油发动机配备2台道依兹BF6M1015C水冷柴油机，发动机油门采用电动油门操纵系统。生产厂家华北柴油机厂进气方式增压中冷气缸数6功率273KW转速2100R/MIN有关柴油机的使用、维修保养请用户参阅随机资料DEUTZBF6M1015C柴油机使用说明书。2液压泵发动机的输出轴驱动以下液压泵行走驱动液压系统选用力士乐A4VG125EP变量泵1台；悬挂、转向与卷杨提升机构液压系统选用力士乐A11VLO145LRDS变量泵1台；纵横移、支撑油缸选用A10VO26DR定量泵1台。有关液压泵的使用、维修保养请用户参阅力士乐公司提供的随机资料。3247电气系统电气系统由计算机控制系统、发动机仪表控制部分、系统故障自检部分、人机界面、全轮转向闭环调节、吊点均衡及高度调整、工业摄像头环境监视、液压系统运行及管路故障监测、风力及水平监测、紧急停止系统、照明系统等部分组成。各子系统既相对独立，又相互关联、并行工作，并通过工业现场CAN总线与计算机连接。司机室操作台都设有大屏幕触摸监控界面，操作既可通过屏幕，也可通过操作面板进行。主屏幕将实时同步显示系统关键点数据及电气系统本身各部分的工作状态，并将用户程序的运行状态与实时监控数据有机地融合为一体，提供了友好人机界面，直观地监视各项安全保护参数的动态变化，同时提供多媒体声像报警。无线遥控装置提供了便捷的操作环境。整机由IP50、IPJ6、ZPJ0、ZPJ6等四组速度实时检测装置，与控制器、液压比例调节阀组成走行闭式系统，来控制大车直行、斜行、横行的同步。由32只角度传感器与控制器、比例阀组成的闭环系统来保证整车动态与静态的转向同步，并实现快速同步转向的目的。4各吊点起升的同步由1H1、1H2、2H1、2H2四个绝对值多圈编码器与控制器配合实现。电气系统关键动作的互锁由硬件与软件共同完成，确保设备的安全运行。硬件互锁包含输入互锁、输出互锁、电源互锁等。软件互锁主要有模块互锁及冗余互锁等。电气元件为芬兰ENC、法国施耐德等国际或国内名牌。3248司机室提梁机上设司机室一个，司机可以通过PLC和触摸屏，及时了解提梁机的运行情况和故障的部位，确保及时诊断与维修。3249安全装置按照国家标准安全规则设计，主要装置（不限于如下装置）1传动系统紧急制动按钮共6个，4个位于整机的四个角上，2个位于司机室内侧。警示装置共5个，1个警示笛走行时报警，4个旋转警示灯。2提升系统上行和下行限位开关检测提升卷筒过速液压绞车紧急制动司机室装有压力表提升压力开关吊梁小车运行极限位置限位开关3转向系统电子控制系统控制各轮组转角误差，实现精确转向。左右轮组走行机构具有防纠偏斜装置。4电气系统保护装置过载保护过流保护短路保护控制板上监测指示灯必要的互锁装置5监视、监测系统安装有摄像监控系统，能够在司机室观察梁体对位情况。在四个轮架和提升绞车部位配置6个可遥控监视系统，并在四个轮架上各设置二个激光测距仪。配置切实可行的两端行走不同步的监测方案。6提梁机设置爬梯、栏杆、走台等各种安全辅助设施，方便操作及检修人员安全上下。32制作关键技术MDEL900轮胎式提梁机金属结构部件有主梁、门形支腿、车架、起升吊臂横梁组件、吊杆吊具、平台栏杆等。其中主要的结构件主梁及支腿的横梁、立柱、车架均为焊接箱形梁结构，材料为Q345C，各主结构件连接采用109级高强螺栓。因而提梁机结构制作的关键就是箱形钢梁的制造、焊接工艺。主梁其中断面尺寸最大、跨度最大的，其制造工艺也是最关键、最复杂的。该提梁机钢主梁跨距S40500MM，总长L42500MM，梁高H3200MM，翼板宽B2200MM，总重量M114199KG，为箱型结构，内设横隔板、纵向加劲肋板等。整个钢梁共分为5节，第一、五节长4250MM，第二、四节长12000MM，第三节长10000MM，接头处采用连接板和高强螺栓连接，在第一、五节钢梁下部设有2250MM2100MM300MM方形支座，与门形支腿横梁连接。钢梁所用材料材质为Q345C，板厚分别为30MM，16MM，25MM，12MM，10MM。大断面大跨度的主梁制作质量是此次提梁机制作中的难点。此前我们也制作过一些箱形钢梁，但断面和跨度这么大的箱形梁还是第一次制作。而且主梁5节之间采用连接板和高强螺栓进行无间隙连接，对主梁制作精度要求高。因而采取合理的制作工艺，保证主梁的制作质量是制作中的关键和难点。主要控制尺寸项目有主梁上拱度、主梁扭曲、主梁腹板与翼板垂直度、主梁侧面弯曲、主梁翼板水平偏斜度等。其中最难控制点为主梁上拱度、腹板垂直度、侧弯。321结构件制作的要求1在保证强度和满足工作条件要求的前提下，尽量采用尺寸大的钢板和轧制的型材，避免采用焊接组合的型式。2在布置板材的对接焊缝时，要考虑下列几方面的要求A尽可能地避开最大应力的部位及构件截面突变的部位。B应尽量避开机械加工表面。C焊接梁的翼缘板对接焊缝与腹板的对接焊焊缝不准处在同一截面上，其距离应不小于200MM，横向加筋应离开与其平行的腹板、翼缘板的对接焊缝，间距也不小于200MM。D不得采用十字形对接焊缝，少用字形对接焊缝。3构件上承受拉力的对接焊缝不允许采用单面焊双面成形的焊接工艺。4普通碳素结构钢和低合金结构钢，当厚度大于或等于30MM。工作地点温度低于0时，应进行预热，其焊接预热温度及层间温度应控制在100150，预热区应在焊接口两侧各80100MM范围。5基本焊接结构件制造的允许偏差应符合表一或图纸的规定，表一或图纸都未说明的可按JB/ZQ4000386焊接结构件尺寸公差与形位公差。6凡影响产品外观质量和产品性能的切割面不得低于CB312382轧制钢材气割面质量标准中规定的2级。322主梁制作预拱值确定主梁制作关键点是腹板制作，腹板制作关键是预留收缩量和预制上拱度。规范要求上拱度为0914L/1000此处支承中心L40500MM，计算结果为3645567MM。但制作时考虑到箱形主梁结构复杂，腹板厚度较薄，焊缝多，且焊缝主要集中在上部上翼板上，焊接量大，焊接中性层严重偏移，焊接变形难以控制，焊后会产生下挠，同时主梁是细而长的构件，自重会引起主梁下挠，因此主梁腹板下料时要预制上拱度，预留反变形除去下挠变形，保证主梁焊成后的拱度在规定范围内。根据焊缝收缩余量经验公式计算焊接变形下挠度。主梁腹板预拱度的大小可根据主梁的结构形式进行理论计算或估算。可按下式计算FF技F焊F自K式中F技重机技术条件要求主梁上拱值，F技09L/100014L/1000,可取中间值；F自自重引起的主梁变形，F自5QL4/384EJF焊主梁在垂直方向的焊接挠曲变形。“”号表示主梁上拱，“”号表示主梁下挠，F焊值为F焊F筋F角F4F走F轨K调整系数。1）角接焊缝横向收缩量计算公式Y004K/N式中Y角接焊缝横向收缩量；K焊角，K10MM；翼板厚度，30MM；N所有筋板与上翼板焊接的焊缝数量，N100；故Y004K/N00410/30100133MM2）焊缝下挠变形量计算公式F1/3（LY）/B式中F焊缝下挠变形量；L箱型梁长度，L40500MM；Y角接焊缝横向收缩量，Y133MM；B焊箱型梁筋板宽度，B2000MM；故F1/3（LY）/B1/3（40500133）/2000675MM（实际为3MM）3）自重挠度F5QL4/384EI5120104/4254054/384200BH3BH3/121287MM根据计算结果，焊缝主梁装配上拱度为56077632MM；结合我们以往制作箱形钢梁的实际经验，最终确定主梁制作上拱度工艺预留量为84MM。主梁制作拼装完后实测上拱度为72MM，荷载试验后实测上拱度为502MM,在规范要求范围内。323主梁制作工艺主梁制作工艺的关键是利用焊接变形规律减小焊接变形，最终达到控制主梁的焊接变形的目的。3231质量标准基本尺寸允许偏差1）梁高3MM测量两端腹板处高度2）跨度10MM3）总长15MM4）腹板中心距2MM5）翼板宽度5MM6）横断面对角线5MM7）旁弯10MM8）拱度5810MM9）支点处高度5MM10）腹板平面度10MM11）扭曲不大于10MM3232技术准备工作1）制作人员熟悉图纸、工艺文件及有关规范；2）搭设拼装平台，其尺寸为43M24M,布置预拱度高为80MM；支点在每块隔板位置上3）准备有关设备及吊具；4准备焊材实心焊丝ER506，药芯焊丝E501T1，焊条J507，自动焊丝H08MNA，焊剂HJ431；5准备焊条保温桶及焊条烘箱。3233备料所有钢板材质均为Q345C,腹板厚度16MM，翼板厚度30MM，端隔板厚度16MM，中间隔板厚度10MM，其余小隔板及纵向加劲板厚度分别为16MM、10MM、20MM，12MM。3234翼板及腹板的拼接1长方向的拼接，其接头焊缝长度不得小于1M；2宽方向的拼接A翼板宽方向不允许拼接；B腹板宽方向拼接焊缝到板边缘的宽度不得小于1M；3腹板拼接不允许出现十字缝，且丁字缝出现不得超过2处；4所有对接焊缝为I类焊缝。3235下料焊缝横向收缩对长度的影响不大，此处只考虑焊缝的纵向收缩量。根据角焊缝收缩量经验数据，纵向收缩量手工焊可取焊缝长度的千分之一，主梁总长42600MM，估算出主梁长度收缩量约为42MM，考虑CO2焊接变形小的特点，因梁分5节，故此处每节预留长度收缩量255552520MM。1上下翼板按预留焊收量先下出长度。即1、5主梁翼板长为425025MM，2、4主梁翼板长为120005MM，3主梁翼板长为100005MM。分别将5节主梁上下翼板拼接好（采用定位焊），各节之间不允许有间隙。在拼接好的钢板上划出翼板宽度22004MM，并作出标记，采用半自动切割机下料。2左右腹板按预留焊收量先下出长度。即1、5主梁翼板长为42505MM，2、4主梁翼板长为1200010MM，3主梁翼板长为1000010MM。分别将5节主梁左右腹板拼接好（采用定位焊），各节之间不允许有间隙。按预拱曲线示意图划出预拱线，保证腹板宽度为31403MM，在腹板分节处作出记号。预拱曲线经检验合格后，采用半自动切割机下料。3端隔板和中间隔板按图纸给定尺寸下料，其中隔板长、宽尺寸为19842MM31403MM。4小隔板及纵向加劲板按图纸给定尺寸下料。5坡口制作腹板开单边坡口，坡口角度50、钝边3MM，组装时坡口向内；与上、下翼板相接的纵向加劲板，按图纸开双面坡口，坡口角度50、钝边2MM。3236制孔因该钢梁尺寸大，连接螺栓孔多（共2276个高强度螺栓连接孔），成型后不便于钻孔，故采用单片成型后先制孔的顺序，即腹板和翼板下料完成后、未进行拼装前先进行钻孔。3237型梁拼装采用反拼倒装法。拼装顺序如下1检查各个零件的几何尺寸是否符合图纸要求，确认无误后，将拼接好并钻完孔的上翼板置于已布置好的专用平台上，按图划出中心十字线以及两腹板和各个隔板的位置线，并打样冲；2清扫上翼板上两腹板焊道两侧50MM以内的杂物，并清理腹板坡口处的毛刺及杂物；3在各节腹板以及翼板的连接处安装对应的连接板，并用专用的定位销进行定位；4在腹板内侧划出中心十字线和各个隔板的位置线，将其中一块拼接好的腹板与平台上的上翼板进行拼装，注意对齐中心十字线以及隔板位置线，进行定位焊并打好支撑；5将各个隔板以及纵向加劲板按图纸所示位置，逐一进行组装，并进行定位焊；6安装另一块拼接好的腹板，调整好位置之后进行定位焊；7检验拼装好的钢梁，包括A长度，B腹板中心距和垂直度，C拱度，D高度，E直线度，F两端面的对角线，G中间各节是否有错动，并作好记录。经检验合格后方可进入下一工序。3238下翼板的组装1组装之前划出中心线和隔板、腹板的位置线，打上样冲；2清理周边杂物；3将下翼板和隔板的位置拼装正确后与腹板紧贴，进行定位焊；4检验拼装好的箱型梁各部分尺寸，并作好记录，检验合格后方可施焊。3239主梁焊接采用气体保护焊。焊接顺序如下1先焊隔板与腹板连接的角焊缝（即立焊），从腹板中部的隔板开始向两端焊接；每块隔板采用分段退步焊，同时每块隔板的上部留200MM不焊（待下翼板装好后在焊）。2然后焊隔板与上翼板连接的角焊缝（即平焊），从上翼板中部的隔板开始向两端焊接；3再焊翼板和腹板纵向加劲板，与上翼板连接的纵向加劲板和与左右腹板连接的纵向加劲板，按图纸要求进行焊接；4焊接腹板与翼板连接的角焊缝，该焊缝为二类焊缝。用钢丝刷将腹板坡口内的杂物清理干净之后施焊，采用对称焊，从中间开始向两端施焊；5检验焊接质量，包括A各部尺寸，B焊缝外观，并作好记录；6）经检验合格后将5节主梁从分段处打断、翻面，焊接下翼板与腹板的平焊缝。焊接时，先焊与下翼板连接的隔板和纵向加劲板；再焊腹板与下翼板连接的内部角焊缝，焊前用钢丝刷将焊道清理干净。32310检验对焊接好的箱型梁进行检验，包括A各部分结构尺寸；B箱梁拱度；C水平弯曲，D波浪度。32311平角焊根据检测的焊接后箱型梁的拱度和弯曲情况，用埋弧自动焊焊接腹板与翼板连接处的外侧焊缝。施焊原则1先焊接拱度值过大的一侧；2若有旁弯，先焊凹面一侧的焊缝；3焊接顺序为清根，打磨，手工封底，埋弧自动焊盖面。32312最终检验、校正按照前面列出的质量标准对钢梁进行检验，对不符合标准的部位要进行矫正或相应处理。324支腿、车架的制作每个门形支腿由两个立柱和一个横梁组成，均为箱形焊接梁结构。横梁总长194M，高215M，分为左右两节制造，与立柱之间采用法兰连接。腹板厚16MM，翼板厚25MM，内设横隔板、纵筋板、加劲板等，焊接工作量大、焊缝集中，制作时需采用合理的制作工艺和焊接顺序减少焊接变形。立柱上端口与横梁相连，下端口与车架相连，结构为上大下小的箱梁，总高度为75M。每个车架由车架主梁和8个牛腿组成。车架主梁为箱形结构，长965M，宽11M，腹板厚16MM，翼板厚25MM。立柱和横梁、车架制作时除不需要留预拱外，其余制作工艺与主梁基本相同。左右横梁连接板、上下连接法兰上的所有螺栓连接孔均与构件采用配钻，保证钻孔精度。各部件制作完后，在厂内进行试拼装，采用卧拼方案。首先拼装立柱和横梁，检查立柱中心线与横梁中心线的垂直度、平行度以及结构尺寸，符合要求后将连接法兰与立柱上端口焊接固定。再吊装车架，达到要求后将连接法兰与立柱下端口焊接固定。支腿与车架拼装时应注意车架上从动桥、驱动桥的方向。325起升系统结构件制作关键起升系统金属结构件主要有吊臂横梁组件、定滑轮组件、动滑轮组件、滑动导向装置、吊具组件、横移、纵移油缸等。其中吊杆吊具是关键的受力构件，制作质量要求较高。吊杆及螺母采用40CRNIMO锻件，粗车后调质，硬度达到HRC2832；热处理后车螺纹前进行超声波探伤，螺纹加工完后对丝口进行渗透检查，加工件不得有裂纹或其它缺陷。提梁机在提梁施工过程中，要保证四根吊杆均匀受力，起吊前要反复调整垫圈垫片的位置，使垫板与箱梁起中面完全贴合，保证杆不与吊具及箱梁吊孔接触，不受横向剪切力作用。还需定期检查吊杆是否有弯曲，对吊杆进行探伤检查。33安装及调试根据场地情况和吊装设备拥有情况，确定合适的拼装方案。按照组装走行台车安装支腿吊装主梁吊装卷扬机吊装吊臂横梁组件的顺序，逐步进行。331轮胎式走行台车组装选择开阔、平整的场地拼装提梁机，检查地面基础承载力能否满足要求。对运到工地的设备进行开箱检查，清点技术资料及设备部件是否齐全。按图六、图七安装轮胎式走行台车，将车架底面朝上，放置在临时的平整地面上，利用现场的25吨汽车吊将从动桥、驱动桥、悬挂总成及支撑油缸等部件吊起后逐一进行安装，完成后对走行台车进行调整，再利用2台50T汽车吊翻面定位，使4个台车的水平距离和对角线距离误差控制在3MM以内，两侧台车标高误差控制在5MM以内，以方便支腿等结构安装。图六大车行走机构的安装图七行走台车安装布置图332主机架的安装3321支腿安装走行台车按照图八布置后，如图73所示利用现场的25吨汽车吊进行吊装，支腿吊装前事先安装好栏杆，利用支腿上部的起吊耳板逐一将单根支腿吊起距车架上部100200MM左右后，慢速下放至支腿端部下法兰距车架总成上法兰高度在2030MM后停止，慢速摆动吊装设备调整支腿方位，使车架总成和支腿的连接法兰对位。再次同步慢速下降支腿，当上下两片法兰之间相距约10MM左右时，利