1200125t橋式起重機的主起升機構

 

    1主要技術參數和要求1.1主要技術參數200t，起升高度為34m，作級別為M3.1.2主要技術要求120025t橋式起重機能否安全穩定運行和快速準確定位，將直接影響三峽工程左岸電站能否按計劃投產發電和所吊運設備和人員的安全。合同要求120025t橋式起重機必須把成熟可靠、運行穩定放在首位，在此基礎上保證技術先進。同時要求各機構當1組電機或1套裝置出現故障后，另一組電機能夠把所吊運的設備安全平穩地放回原地。

 

    1200t起升機構的特殊點與關鍵技術標直接影響整臺起重機的性能和可靠性。按傳動形式不同其可分為單套傳動和雙套傳動，單套傳動方案有：雙電動機、單減速器、4卷筒方案；雙電動機、雙減速器、4卷筒方案；雙電動機、3減速器、雙卷筒方案；雙電動機、5減速器、4卷筒方案；4電動機、3減速器、雙卷筒方案。雙套傳動方案有：雙電動機、雙減速器、雙卷筒方案；雙電動機、4減速器、4卷筒方案；4電動機、雙減速器、雙卷筒方案。按主起升機構鋼絲繩纏繞形式不同可劃分為：鋼絲繩單層纏繞、鋼絲繩雙層纏繞、鋼絲繩交叉纏繞和鋼絲繩順繞等形式。通過以上方案的分析比較，確定1200t起升機構采用雙電動機驅動1個行星減速器，行星減速器驅動4個單聯卷筒、鋼絲繩雙層順繞的結構。它由2個250kW的變頻電動機驅動1個行星齒輪減速器，在行星齒輪減速器的4個輸出軸上各驅動1個直徑為21m的單聯卷筒。卷筒與減速器之間使用球鉸式卷筒聯軸器，鋼絲繩在卷筒上的纏繞為雙層纏繞，整個起升機構共有4套滑輪組，每套滑輪組的倍率為2X6鋼絲繩直徑為44mm.除在每套驅動系統的高速軸上安裝2個盤式制動器外，在卷筒端部的法蘭盤上還安裝有安全制動器，其關鍵技術和特點如下：（1）減速器的2個輸入軸和4個輸出軸對稱于減速器中心線的2側，使減速器的結構形式和受力完全對稱，減速器的箱體不承受附加彎曲作用。起升機構的4個上滑輪組布置在小車架的4個角上，靠近車輪支撐處，將卷筒支撐點放到小車車輪支撐點的外面以產生反變形，對小車架受力非常有利，可減小小車架的受力和變形，減輕小車架自重。

 

    （2）行星減速器主傳動2個驅動電機輸出軸分別與行星減速器太陽輪的軸及行星包外嚙合的齒輪軸相連。通過調整行星部分和外嚙合部分的速比配合，可以得到快慢2種速比。當其中任意1臺電動機出現故障后，該側的制動器抱閘，另1個電動機可以單獨運行，并保證能以1/2倍的額定速度連續長時間工作，同時這種工況可以作為起升機構獲得另1組速度的穩定運行方案。在該工況下傳動鏈中任一零件都不過載，使起升機構的調速范圍增加1倍，達到1：40無級調速。當2臺電機都完好無損時，可關閉1臺電動機，只保留1臺電動機工作，1擋的慢速為0075m/min，起升機構的定位精度達到1mm.再利用起重機所具有的二維定位和三維顯示功能，提高設備安裝對位的精確性的工作效率。采用這種方案，可大大提高起升機構的安全可靠性和使用性能，對電站廠房使用不頻繁、安全可靠性和定位精度要求較高的起重機尤其適用。

 

    （）如所示，每個卷筒的內外層鋼絲繩為1根鋼絲繩，1根鋼絲繩的2個繩頭通過同1個壓板固定在卷筒端部，外層鋼絲繩比內層鋼絲繩滯后3圈，使內層鋼絲繩纏繞到卷筒上后形成1個固定的槽形，以便外層鋼絲繩能夠有條不紊地纏在內層鋼絲繩形成的螺旋槽內。這種纏繞方法的優點是：內外2層鋼絲繩的受力和繞繩的速度不同，可通過裝在平衡杠桿端部的平衡滑輪來達到平衡；通過平衡杠桿使在同一電動機2側的2套滑輪組的受力達到平衡；減速器2側的2套滑輪組通過嚴格控制卷筒的加工直徑達到平衡。另外，在滑輪組倍率一定的條件下，鋼絲繩受力分支數的增加、單根鋼絲繩受力的減小，使卷筒直徑、滑輪直徑、小車軌距和小車高度都相應減小，小車和整機的自重明顯降低。這一特點也給設計、制造、運輸、安裝、調試、運行維護帶來很大方便。采用這種纏繞方法的鋼絲繩直徑為44mm，卷筒直徑2.1m.小車軌距為7.5m.如果采用單層纏繞，鋼絲繩的直徑達到54mm卷筒直徑達到25m，小車軌距達到9m，小車架則無法實現整體加工，整機的寬度和高度也要增加。

 

    200t起升機構采用電氣制動，工作制動器，輔助制動器，制動過程十分平穩、可靠安全。為確保所吊運設備的安全，在主起升機構卷筒法蘭上設置了安全制動器，同時有1套檢測系統與之配套，當4個卷筒中的2個卷筒轉速不一致時、電機超速時、高速軸與低速軸之間的速比發生變化時、卷筒超速時，控制系統會立即控制安全制動器抱閘。在故障狀態下，從檢測到信號到制動器完全把重物支持住，重物下滑距離控制在100~300mm范圍內。另外在司機室內設置了1個緊急停車按鈕，當司機發現緊急情況時，可立即按動緊急按鈕，使安全制動器立即抱閘，以免發生設備墜落事故。

 

    1200t起升機構中的減速器是起升機構的關鍵件，它在小車架上的支撐方式成為一個難題。如果采用三支點支撐，由于單根鋼絲繩*大拉力很大，采用的又是單聯雙層纏繞，尤其是吊具在下極限時，單個支點承受的壓力太大，使得支點結構龐大，不易實現。如果采用底座式連接用連接螺栓把10m長的減速器底座與小車架固定在一起，在工作過程中減速器的箱體就要隨小車架的變形而變形。這樣會影響減速器內齒輪的傳動，減速器箱體結合面處會出現縫隙，往外漏油。為了解決這些難題，將減速器設計成一端固定、一端滑動的聯接形式，一端用螺栓把減速器緊緊地固定在小車加上，另一端采用滑動連接，保證在小車架變形時，減速橋式起重機運行機構兩步式制動裝置上海振華港機（集團）豐城制動器有限公司聶春華橋式起重機運行機構兩步式制動的設計思想是在大車（或小車）運行機構驅動軸上采用兩步式常閉型電力液壓（塊式或盤式）制動器，通過2次施加制動力矩的方式，實現平穩地減速制動（由較小的制動力矩進行第1次制動）和可靠地維持制動（待機構停止后或快要停止時進行第2次制動）其實施方案是：當機構減速停車后，給驅動軸一足夠的制動力矩，使得驅動輪在外力的作用下不產生滾動位移，只可能產生滑動位移，從而產生與外力相反的滑動摩擦阻力，起到維持（防風）制動作用。

 

    1結構及工作原理兩步式制動裝置結構如所示，其工作原理見，當機構驅動電機斷電停止驅動時，推動器也同時斷電并失去推力，這時一次制動彈簧力Pi經杠桿和制動瓦作用到制動輪上并產生制動力矩Mi，對機構進行**步制動。而二次制動彈簧在單向液壓阻尼缸的反力作用下緩慢下移釋放，待機構完全停止后（或快要停止時）二次制動彈簧釋放結構簡圖1.一次制動彈簧2制動拉桿3制動臂4制動瓦5均等杠桿6聯鎖銷7調節手輪8延時裝置9推動器10制動彈簧11.限位開關12力矩調整螺母13補償裝置到位并將彈簧力P2施加到制動輪上并產生二次制動力矩M2實施維持制動。Ml和M2均可在使用過程中根據實際需要在一定范圍內進行調整，第二次制動的延時值也可根據實際需要通過時間調節閥在一定范圍內進行調整。當機構通電開始驅動時，制動器的推動器也同時得電并打開制動器（此時單向液壓阻尼缸無阻尼作用）制動器可根據用戶需器可以在長度方向上沿小車架滑動，使減速器箱體不隨小車架一起變形，徹底解決了傳動精度和漏油的問題。通過載荷試驗和工業性運行試驗證明，在分箱面一點也不漏油，在減速器1m遠處測得的噪聲只有82dB，符合我國大型減速器噪聲規定值不大于112分貝的要求。

 

    減速器設計成一端固定、一端滑動的聯接形式后，減速器不隨小車架變形而變形，安裝在減速器高速軸上的制動輪和安裝在小車架上的制動器，在小車架受力變形時，2者的中心將會發生錯位，致使輪式制動器無法正常工作。對于盤式制動器來說，制動器與制動盤不同心對正常工作影響不大，因此工作制動器和輔助制動器必須采用盤式制動器。使用盤式制動器的另一個優點是：制動盤的轉動慣量明顯小于制動輪的轉動慣量，可以減小對減速器行星包和其他零部件的沖擊，尤其在主起升機構輕載（00t以下）高速（3m/min）時，電機的轉速增加1倍，達到1440rad/min可以使機構能夠更加安全、平穩的工作。