DHD型龍門吊車的研制與應(yīng)用

DHD型龍門吊車的研制與應(yīng)用

中鐵二局新運(yùn)工程公司內(nèi)昆鐵路指揮部覃方保

鐵路、公路橋梁大多是由混凝土預(yù)制橋梁鋪設(shè)而成，其施工過程離不開大型龍門吊車。混凝土橋梁從場地（工廠）預(yù)制轉(zhuǎn)場存放架梁取送，最后架設(shè)到橋墩上去，通常要經(jīng)過多次裝吊，用傳統(tǒng)大型龍門吊車來完成吊裝任務(wù)有很多不便利的地方,主要是由于吊車自身的安裝、拆卸和轉(zhuǎn)運(yùn)繁重而復(fù)雜。針對這一情況，中鐵二局新運(yùn)處成功研制了一種輕便靈活、具有多種用途的龍門吊車（DHD80t?）。該吊車采用特殊吊梁方法裝吊混凝土橋梁，具有自重輕、吊重大、機(jī)動靈活等特點(diǎn)，可獨(dú)立完成橋梁預(yù)制、轉(zhuǎn)存、取送的裝吊工作，吊車本身安裝、拆卸、轉(zhuǎn)運(yùn)方便。1吊車總體結(jié)構(gòu)及工作原理

1.行走機(jī)構(gòu)2.龍門下架3.液壓缸4.龍門上架5.取掛捆梁繩吊鉤6.吊梁架起吊機(jī)構(gòu)7.吊梁架8.支承壓板9.混凝土橋梁10.捆梁鋼絲繩圖１ＤＨＤ型龍門吊車裝吊橋梁１．１總體結(jié)構(gòu)

DHD型龍門吊車整體結(jié)構(gòu)為套柱龍門型，左右兩邊各一臺呈正反向全對稱布置，由龍門上架、龍門下架、動力系統(tǒng)、起吊系統(tǒng)、行走機(jī)構(gòu)和吊梁架等組成。１．２基本工作原理

（1）如圖1所示，該龍門吊車的工作原理是利用混凝土橋梁的剛性體特性，將兩端的吊梁架通過支承壓板、捆梁鋼絲繩與橋梁連為一個整體進(jìn)行起吊和轉(zhuǎn)運(yùn)作業(yè)。

（2）該吊車?yán)�用液壓缸頂升起吊，左右兩邊龍門吊頂升液壓缸各自獨(dú)立，通過同步機(jī)構(gòu)的控制保證同步動作。

（3）龍門吊兩邊均有自行走機(jī)構(gòu)，可以方便地對預(yù)制梁在短距離內(nèi)進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)作業(yè)。１．３主要結(jié)構(gòu)及技術(shù)特征1.3.1龍門上架

龍門上架為雙向龍門型，安裝有兩臺液壓絞車，一臺用于起吊吊梁架，另一臺用于取掛捆梁繩，以代替人工作業(yè),減輕工人的勞動強(qiáng)度。上架四柱腳插入龍門下架的套柱內(nèi)，高度可調(diào),龍門上架升到高位時，用插銷和鎖定螺栓與龍門下架連成一個整體。1.3.2龍門下架

龍門下架為片架式，是整臺吊車的機(jī)座，起到支承作用，安裝有一套柴油機(jī)動力系統(tǒng)和一套電動機(jī)動力系統(tǒng)，以適應(yīng)不同的作業(yè)環(huán)境，頂升液壓缸直接固定在龍門下架中間。1.3.3行走機(jī)構(gòu)

行走機(jī)構(gòu)安裝在龍門下架下方，共8個行走車輪，分別由8個低速大扭矩液壓馬達(dá)驅(qū)動，沒有設(shè)置減速器。結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，使用可靠。1.3.4液壓缸液壓缸是最重要的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，它不僅用于起吊橋梁，還可以協(xié)助完成龍門吊車自身組立升架、收腿裝車、附屬托架的升降。液壓缸最大行程2.5m，但是它與起重鋼絲繩的巧妙配合，能將橋梁提升到3.3m以上的高度，以實(shí)現(xiàn)雙層重放橋梁的施工目的。

為了保證左右兩邊液壓缸在工作時，同時同步動作，龍門吊特別設(shè)置了同步機(jī)構(gòu)，能夠?qū)�兩邊的動作速度誤差控制在很小的范圍內(nèi)，確保裝吊平穩(wěn)、安全。1.3.5吊梁架

1.滑輪組2.吊梁架3.支承壓板球鉸點(diǎn)4.橋梁5.支承壓板旁承圖２吊梁架雙三點(diǎn)機(jī)構(gòu)吊梁架呈十字型，是一種特殊的吊具。吊梁架上設(shè)計有按橋梁規(guī)格變化適應(yīng)其高低差異的調(diào)節(jié)柱。有能強(qiáng)制橋梁水平起吊的雙三點(diǎn)機(jī)構(gòu)，見圖2。圖2中左端吊梁架的滑輪軸是固定在吊梁架上的，兩處鋼絲繩起吊點(diǎn)和支承壓板的球鉸點(diǎn)三點(diǎn)共面，控制橋梁水平起吊，不產(chǎn)生傾斜。右端吊梁架的支承壓板兩邊有旁撐，滑輪軸為中部可轉(zhuǎn)動的鉸支梁，起到力的分配作用，使四點(diǎn)起吊的鋼絲繩均勻受力。1.3.6附屬托架

附屬托架是DHD型龍門吊車配置的專用托架，它的作用是協(xié)助龍門吊車實(shí)現(xiàn)自力組裝，自力裝車。其下部的絲桿調(diào)整滑道裝置，具有龍門吊車組立時調(diào)整對正線路中心和運(yùn)輸裝車時對準(zhǔn)平車中心的調(diào)整功能。2主要技術(shù)參數(shù)

（1）裝吊橋梁時整機(jī)高度6966mm；鋪架前方換裝橋梁和軌節(jié)時整機(jī)高度6106mm（2）工作時內(nèi)凈空寬3610～3734mm，大于機(jī)車車輛限界，各型機(jī)車車輛均能順利通過

（3）行走輪軸距4150mm（4）行走軌中心距1900mm

（5）自身轉(zhuǎn)運(yùn)時尺寸：最大高度4780mm，最大寬度2960mm（6）吊車質(zhì)量22.25t；附屬托架質(zhì)量3.35t?（7）起吊能力：額定起重載荷65t，最大載荷80t

（8）升降速度：起升0.8～1.1m/min，下降1.6～2.2m/min（9)行走速度：重載2～3.5m/min，空載4～7m/min（10）液壓系統(tǒng)額定工作壓力：起升液壓缸系統(tǒng)：16MPa；液壓絞車及行走系統(tǒng)：10MPa3適用范圍

該龍門吊車適用于裝吊鐵路、公路用各種跨度的混凝土橋梁�？稍诟鞣N不同形狀、大小的場地作業(yè)，場地利用率高。主要功能如下:

（1）在制梁場或存梁場裝吊跨度40m、質(zhì)量160t以下各種混凝土橋梁。（2）跨越裝吊或雙層重放32m以下的各種混凝土橋梁。（3）在鋪架前方與鋪軌機(jī)配套換裝軌節(jié)。（4）在鋪架前方與架橋機(jī)配套換裝橋梁。

此外，在一定條件下，該龍門吊還可以作其它起重作業(yè)，如：通過移動汽車或集裝箱平車可以轉(zhuǎn)運(yùn)和吊裝集裝箱。4操作要點(diǎn)

（1）該龍門吊車的吊梁方式特殊，必須派專人指揮，協(xié)調(diào)作業(yè)，嚴(yán)格執(zhí)行龍門吊車的安全操作規(guī)程。

（2）由于捆梁鋼絲繩與傳統(tǒng)吊梁方式的捆梁繩受力情況不同，所使用的捆梁鋼絲繩的承載能力和鐵墊瓦的受力面積都應(yīng)是傳統(tǒng)吊梁方式的2倍。（3）龍門吊車行走時要檢查軌底板下是否墊實(shí)，經(jīng)現(xiàn)場指揮人員確認(rèn)后方可吊梁行走。（4）吊梁起落、行走，特別是吊梁高位行走時要保證左右兩邊同步動作。在梁片對位落放需要調(diào)整時，一定要待梁片完全靜止后再移動對位，避免梁片因慣性沖擊晃動而引發(fā)事故。5結(jié)束語

DHD型龍門吊車已經(jīng)過多次技術(shù)改進(jìn)，已從電液結(jié)合型發(fā)展到全液壓型，吊重從65t×2提高到80t×2，作業(yè)功能從單層存梁擴(kuò)展為雙層重放橋梁。目前，已有5臺投入使用，共安全裝吊混凝土橋梁萬余片次。該產(chǎn)品已獲得國家專利，專利號:ZL00223823.3。

通訊地址：中鐵二局新運(yùn)公司內(nèi)昆鐵路指揮部（６５７８００）（收稿日期：201*-04-20）

擴(kuò)展閱讀：龍門起重機(jī)開題報告

一、選題背景和意義：

起重機(jī)是現(xiàn)代工業(yè)在實(shí)現(xiàn)出產(chǎn)過程機(jī)械化、自己主動化，改善物料搬運(yùn)前提，提高勞動出產(chǎn)率必不可少的重要機(jī)械設(shè)備。它對于發(fā)展國民經(jīng)濟(jì)，改善人們的事物、文化生活的需要都起著重要的作用。隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅速發(fā)展，機(jī)械化、自己主動化程度也在不停提高，與此相適應(yīng)的起重機(jī)技能也在高速發(fā)展，產(chǎn)物種類不停增加，使用規(guī)模越來越廣。一些企業(yè)由于沒有起重機(jī)械，不僅工作效率低，勞動強(qiáng)度大，甚至難以工作。高層建筑的施工，上萬噸級或幾十萬噸級的大型船只的建造，火箭和導(dǎo)彈的發(fā)射，大型電站的施工和安裝，大重件的裝卸與搬運(yùn)等，都離不開起重機(jī)的作業(yè)。

起重機(jī)不僅可以作為輔助的出產(chǎn)設(shè)備，完成原料、半成品、產(chǎn)物的裝卸、搬運(yùn)，進(jìn)行機(jī)電設(shè)備、船體分段的吊運(yùn)與安裝，而且也是一些出產(chǎn)過程及工藝操作中的必需的裝備。再如冶煉金屬工業(yè)出產(chǎn)中的爐料籌辦、加料、鋼水澆鑄成錠、脫模取錠等，必需依靠起重機(jī)進(jìn)行出產(chǎn)作業(yè)。據(jù)統(tǒng)計，在國內(nèi)的冶煉金屬、煤炭部門的機(jī)械設(shè)備總數(shù)量或總自重中，起重運(yùn)輸機(jī)械約占45%。起重機(jī)是機(jī)械化作業(yè)的重要的事物基礎(chǔ)，是一些工業(yè)企業(yè)中主要的固定資產(chǎn)。對于工礦企業(yè)、港口碼頭、車站庫場、建筑施工工地，和海洋開發(fā)、宇宙航行等部門，起重機(jī)已成為主要的出產(chǎn)力要素，在出產(chǎn)中進(jìn)行著高效的工作，組成合理社團(tuán)批量出產(chǎn)和機(jī)械化流水作業(yè)的基礎(chǔ)，是現(xiàn)代化出產(chǎn)的重要標(biāo)志之一。

龍門起重機(jī)作為物料搬運(yùn)機(jī)械中的最主要的一種，在各行各業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用，龍門起重機(jī)起重范圍可以從幾噸到幾十噸甚至幾百噸，在機(jī)械制造、冶金、鋼鐵、碼頭集裝箱裝運(yùn)等行業(yè)都必須有龍門起重機(jī)。而起升機(jī)構(gòu)更是起重機(jī)的咽喉設(shè)備，因此對其進(jìn)行研究，改進(jìn)其結(jié)構(gòu)使其更加合理，使用更加方便，成本更加低廉，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

龍門起重機(jī)的市場份額越來越大，使用非常廣泛，這是產(chǎn)品本身及起重機(jī)廠家以及國家政策等多種因素共同作用下的結(jié)果，隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，尤其是目前經(jīng)濟(jì)危機(jī)的刺激，國家的一攬子計劃的推動，龍門起重機(jī)市場的需求、發(fā)展前景大好。

龍門起重機(jī)（gantrycrane）是水平橋架設(shè)置在兩條支腿上構(gòu)成門架形狀的一種橋架型起重機(jī)。這種起重機(jī)在地面軌道上運(yùn)行，主要用在露天貯料場、船塢、電站、港口和鐵路貨站等地進(jìn)行搬運(yùn)和安裝作業(yè)。課題研究目的及價值：

我們研究這一課題的目的是：設(shè)計、分析、計算龍門起重機(jī)的各個部分的結(jié)構(gòu)、受力、運(yùn)作情況；通過研究龍門起重機(jī)機(jī)械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)了解龍門起重機(jī)的運(yùn)作，運(yùn)用機(jī)械知識并進(jìn)一步優(yōu)化其結(jié)構(gòu)設(shè)計。

本項目所設(shè)計的龍門起重機(jī)是起重機(jī)中應(yīng)用最廣泛的一種，其主要由主梁（兩根）、橫梁（兩根）以及小車、大車，支腿等部分組成，。橋架的金屬結(jié)構(gòu)由主梁和橫梁組成，分為單主梁橋架和雙梁橋架兩類。單主梁橋架由單根主梁和位于跨度兩邊的橫梁組成，雙梁橋架由兩根主梁和橫梁組成。本題主要是對支腿進(jìn)行設(shè)計和分析，支腿分為剛性支腿和柔性支腿，柔性支腿頂部采用絞支座支撐主梁，并使柔性支腿能相對主梁轉(zhuǎn)動。龍門起重機(jī)按照支腿的形式又分為0型、U型、A

型和八字腿帶馬鞍型等幾種。

二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、發(fā)展動態(tài)（文獻(xiàn)綜述）：

目前，國內(nèi)專業(yè)生產(chǎn)大型起重機(jī)的廠家很多。其中以中聯(lián)重科、三一重工、撫挖等公司產(chǎn)品系列較全，市場占有率較高。中聯(lián)重科在201*年12月宣布實(shí)行品牌統(tǒng)一戰(zhàn)略后。現(xiàn)已成功開發(fā)了50t~600t履帶式起重機(jī)產(chǎn)品系列。作為中國起重機(jī)行業(yè)的領(lǐng)跑者，徐州重型機(jī)械有限公司現(xiàn)在已經(jīng)形成了以汽車起重機(jī)為主導(dǎo)，履帶式起重機(jī)和全路面起重機(jī)為側(cè)翼強(qiáng)勢推進(jìn)的龐大型譜群。國內(nèi)最具歷史的履帶式起重機(jī)生產(chǎn)企業(yè)撫挖現(xiàn)已擁有35t~350t的履帶式起重機(jī)產(chǎn)品系列。QUY350是撫挖201*年推出的國產(chǎn)首臺350t履帶式起重機(jī)，填補(bǔ)了國內(nèi)350t履帶式起重機(jī)的產(chǎn)品型譜空白。

目前，國外專業(yè)生產(chǎn)大型起重機(jī)廠家很多。其中利勃海爾、特雷克斯-德馬格、馬尼托瓦克與神鋼等公司產(chǎn)品系列較全，市場占有率較高。利勃海爾公司的產(chǎn)品技術(shù)先進(jìn)、工作可靠，其生產(chǎn)的LR系列履帶起重機(jī)最大起重量已達(dá)1200t。其桁架臂履帶式起重機(jī)系列在201*年又喜添新品LR1600/2，使其產(chǎn)品型譜更加完善。

未來的一段時間內(nèi)，起重機(jī)的發(fā)展趨勢包括以下幾個方面：

（1）起重機(jī)的大型化。近年來，火電發(fā)電機(jī)組的功率不斷增大，由以前的30萬KW為主轉(zhuǎn)為60萬KW乃至100萬KW為主，對起重機(jī)的噸位需求增大。由于美國核電技術(shù)的推廣應(yīng)用，使大件吊裝量大幅增加催生了大型起重機(jī)市場的需求。大型石化項目，同樣需求大噸位的大型起重機(jī)特別是履帶式起重機(jī)。

（2）創(chuàng)新設(shè)計。開展對起重機(jī)傳動型式創(chuàng)新、結(jié)構(gòu)構(gòu)造創(chuàng)新和功能原理創(chuàng)新等方面理論及技術(shù)基礎(chǔ)研究，為此著重研究新材料、新工藝、新的傳動裝置，從而通過對不同設(shè)計方案的優(yōu)選、分解和組合來產(chǎn)生新的設(shè)計方案，不斷推出創(chuàng)新設(shè)計成果。（3）核心技術(shù)化。各大知名企業(yè)均具有其獨(dú)特的核心技術(shù)，并不斷創(chuàng)新，努力保持在同行業(yè)內(nèi)的領(lǐng)先地位。現(xiàn)在各大公司均大力研究開發(fā)自己的核心技術(shù)，以不斷提升自己的產(chǎn)品檔次和競爭能力。

（4）模塊化和組合化。極短交貨期的市場需求要求開展基于網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同異地設(shè)計技術(shù)、并行工程技術(shù)研究，這樣可以縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期。用模塊化設(shè)計代替?zhèn)鹘y(tǒng)的整機(jī)設(shè)計方法，將起重機(jī)上功能基本相同的構(gòu)件、部件和零件制成有多種用途，有相同聯(lián)接要素和可互換的標(biāo)準(zhǔn)模塊，通過不同模塊的相互組合，形成不同類型和規(guī)格的起重機(jī)。達(dá)到改善整機(jī)性能，降低制造成本，提高通用化程度，用較少規(guī)格數(shù)的零部件組成多品種、多規(guī)格的系列產(chǎn)品，充分滿足用戶需求。

（5）大噸位的自拆裝系統(tǒng)。履帶起重機(jī)體太笨重在公路上無法自由行走，必須拆卸才可運(yùn)輸，到達(dá)工作地點(diǎn)后再進(jìn)行組裝，需要輔助吊車。為減少或不用輔助吊車，節(jié)省施工費(fèi)用，因此研制自拆裝系統(tǒng)勢在必行。

（6）混合型起重機(jī)。履帶起重機(jī)和輪式起重機(jī)各有利弊，將兩者取長補(bǔ)短后，混合型起重機(jī)應(yīng)運(yùn)而生，這也是起重機(jī)新型式的大膽嘗試與突破。它集履帶起重機(jī)桁架臂大起重量、大作業(yè)空間的優(yōu)勢和輪式起重機(jī)的機(jī)動靈活優(yōu)勢于一體，主要用于大型起重機(jī)。

三．結(jié)語

我們已經(jīng)看到世界上工業(yè)發(fā)達(dá)國家已經(jīng)開始進(jìn)入新的技術(shù)革命時代。我國目前仍然處在設(shè)計、生產(chǎn)周期化階段，起點(diǎn)低、設(shè)備落后，相對發(fā)達(dá)國家落后20年左右。如果我國能從國外工業(yè)發(fā)展中得到啟示，將可加快我國起重機(jī)械工業(yè)的發(fā)展。

查閱參考文獻(xiàn)

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三、研究內(nèi)容

本篇論文主要設(shè)計的是龍門起重機(jī)支腿機(jī)構(gòu)的設(shè)計。

造船龍門起重機(jī)因?yàn)榭缍容^大,兩側(cè)支腿要有剛性腿和柔性腿之別。剛性腿的剛度必須足夠“剛”,那么柔性可顯得較“柔”,才能保證起重機(jī)的正常行走。柔性腿與大梁用“鉸座”相連接是最好的。

首先把兩支腿間的相互位置設(shè)計成上窄下寬的特殊的八字形狀，這樣能使尺寸較大的船體分段和吊運(yùn)件順利通過,運(yùn)行于懸臂端和跨中之間,這樣的支腿結(jié)構(gòu),新穎實(shí)用。由于跨度大，為保證起重機(jī)的正常運(yùn)行,必須在柔性腿側(cè)采用“球鉸”支承大梁，所謂“球鉸”實(shí)際上就是一個能使大梁可以相對于柔性腿擺動或轉(zhuǎn)動鉸座,能做成滑動球座的(俗稱“和尚頭”，也可以做成滾動軸承組合式的。在柔性腿上不設(shè)“球鉸”,而做成一個“焊接柔性鉸”這種結(jié)構(gòu),，制造方便,，可以用在跨度40m左右的龍門起重機(jī)上。支腿的設(shè)計步驟：

在設(shè)計過程中，根據(jù)給定的各種基本參數(shù)采取傳統(tǒng)的設(shè)計方法，熟悉起重機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理，分析原始條件，確定出支腿總體結(jié)構(gòu)和基本參數(shù)，

技術(shù)路線如下：

1)熟悉橋式起重機(jī)的結(jié)構(gòu)以及工作原理

2)分析工作情況，原始條件，確定機(jī)型并確定出基本參數(shù)和總體結(jié)構(gòu)3)分析起重機(jī)支腿的受力情況(主梁，橫梁，小車，風(fēng)載)4）支腿的強(qiáng)度和穩(wěn)定性校核實(shí)施方案及可行性分析：

由于本課題所涉及范圍較廣，問題復(fù)雜，且在具體實(shí)踐方面難以入手。因此本文主要從最基礎(chǔ)的理論入手，以在校期間學(xué)到的機(jī)械設(shè)計的理論知識和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，結(jié)合查閱到的各種資料來論述。

本文的研究可行性從以下幾個方面得到保證：

經(jīng)過大學(xué)四年的學(xué)習(xí)，掌握相關(guān)機(jī)械設(shè)計方面的知識，理論方面目前已經(jīng)收集到大量的參考文獻(xiàn)，這些文獻(xiàn)覆蓋了起重機(jī)相關(guān)資料、鋼結(jié)構(gòu)的工藝等，極具參考價值,國際國內(nèi)已經(jīng)在這方面進(jìn)行了比較深入的研究，可提供寶貴經(jīng)驗(yàn),與從事本研究相關(guān)題目研究的同學(xué)進(jìn)行合作，將為本論文的研究提供良好的交流環(huán)境，集思廣益，使該論文的完成能夠得到足夠的智慧支持,在導(dǎo)師崔麗及從事相關(guān)研究的老師對該論文的悉心指導(dǎo)下，本論文的研究和進(jìn)度方面將更加合理。

總之，該論文的選題和研究深度是合理的，并且這方面的研究有一定的理論和實(shí)踐價值，經(jīng)過不斷的努力可以按目標(biāo)完成。四、設(shè)計進(jìn)度安排起止時間3月14日到3月19日3月20日到3月24日3月25日到4月9日4月18日到4月24日4月25日到5月5日5月6日到5月20日5月21日到6月4日6月5日到6月10日

主要內(nèi)容相關(guān)文獻(xiàn)資料搜集撰寫開題報告翻譯外文資料計算三維建模，繪出CAD圖紙有限元強(qiáng)度分析書寫論文論文評閱畢業(yè)答辯預(yù)期目標(biāo)初步了解起重機(jī)的現(xiàn)狀完成開題報告了解國外相關(guān)論文完成相關(guān)參數(shù)計算給出支腿外形確定支腿強(qiáng)度完成論文書寫進(jìn)一步改進(jìn)設(shè)計的不足通過答辯4月10日到4月17日選擇支腿結(jié)構(gòu)型式，相關(guān)參數(shù)

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