內(nèi)河 500t浮式起重機(jī)設(shè)計(jì)淺析

高迎旭

(黑龍江和松遼水系航運(yùn)規(guī)劃辦公室)

1 引 言

重大裝備制造業(yè)是黑龍江省工業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè)之一。我省設(shè)計(jì)生產(chǎn)的 600MW級(jí)超臨界火電機(jī)組、五軸聯(lián)運(yùn)重型數(shù)控車床、超大型數(shù)控立、臥車等,均是國內(nèi)外領(lǐng)先產(chǎn)品。這些產(chǎn)品科技含量高、設(shè)備集成度強(qiáng)、外形大、重量重。采取陸路運(yùn)輸對(duì)軌道或路面破壞極為嚴(yán)重,巨大的外形難以通過橋梁、涵洞以及收費(fèi)站等。面對(duì)目前設(shè)備外運(yùn)困難,廠家即將南遷的困境,江海聯(lián)運(yùn)是我省重型裝備外運(yùn)的一條新途徑,目前黑龍江水系內(nèi)起重船舶最大起重能力為 16t,不能滿足重大裝備的吊裝和換裝,為此交通部水運(yùn)科學(xué)研究院設(shè)計(jì)的500t內(nèi)河浮式起重機(jī)“龍海號(hào)”成為我省江海聯(lián)運(yùn)的重要裝備,“龍海號(hào)”自2008年試航以來已完成 10余次的吊裝和換裝任務(wù),500t浮式起重機(jī)投入使用具有重要的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

2 500t浮式起重機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 淺吃水、低凈空通過能力

通常起重量達(dá) 500t的浮式起重機(jī)其空載航行吃水2.5m,滿載吊重吃水 4.5m。因受松花江航道條件限制,“龍海號(hào)”500t浮式起重機(jī)航行吃水僅為 1.25m,滿載吊重吃水 2.7m,比常規(guī)尺度的同規(guī)模浮式起重機(jī)吃水大大減小,船舶性能和尺度適合于黑龍江水系通航條件。且受松花江大頂子山航運(yùn)樞紐通航船閘寬度 28m和通航凈空制約,黑龍江 500t浮式起重機(jī)型寬不能大于 26m。并首次實(shí)現(xiàn)內(nèi)河 500t浮式起重機(jī)航行時(shí)起重機(jī)主臂架自行放倒,全設(shè)備及結(jié)構(gòu)至水面高度不超過10m。

表 1 已建浮式起重機(jī)吃水

2.2 卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)形式創(chuàng)新

由于人字架結(jié)構(gòu)高度較小,受繞繩系統(tǒng)鋼絲繩偏角要求的限制,本起重機(jī)各卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)卷筒裝置采用了一種特殊的大直徑、小長(zhǎng)度、多層卷繞的雙聯(lián)結(jié)構(gòu)形式。

2.3 控制技術(shù)先進(jìn)

在內(nèi)河大型服飾起重機(jī)上首次采用PLC集中控制和變頻技術(shù),實(shí)現(xiàn)了對(duì)起重機(jī)電氣的綜合監(jiān)控,提高了起重機(jī)的安全和使用性能。

3 500t浮式起重機(jī)主要技術(shù)參數(shù)及總體布置

3.1 船舶主要技術(shù)參數(shù)

表2 船舶技術(shù)參數(shù)

3.2 起重機(jī)主要技術(shù)參數(shù)

整機(jī)工作級(jí)別：A4。

主鉤：

額定起重量：雙鉤 500t,

單鉤300t;

工作幅度范圍：7.5～20m;

起升高度：甲板面上 25m;

下降深度：甲板面下 5m;

起升速度：1.4m/min。

副鉤：

額定起重量：100t;

起升速度：5m/min;

工作范圍變幅時(shí)間：28min;

臂架全程俯仰時(shí)間：62min。

起重機(jī)質(zhì)量：476t。

3.3 起重機(jī)主要機(jī)構(gòu)技術(shù)參數(shù)

(1)主起升機(jī)構(gòu)。

電動(dòng)機(jī)：型號(hào) YZP315S-4,

功率：132kW,

轉(zhuǎn)速：1485r/min;

減速器：型號(hào) TE1240-280-IIR,

速比280;

高速軸制動(dòng)器：型號(hào) YWZ5-400/125,

制動(dòng)力矩 1000～2000Nm,

制動(dòng)輪直徑 Φ400mm;

低速軸制動(dòng)器：型號(hào) SB250-2150×30,

制動(dòng)力矩 1500Nm,

制動(dòng)盤直徑Φ2150mm;

卷筒槽底直徑：Φ1500mm。

主起升鋼絲繩采用線接觸光面鋼絲繩,其規(guī)格為

NAT6×31SW+FC1770ZS934594GB8918;

主起升卷筒卷繞層數(shù)：9;

主起升鋼絲繩倍率：18。

(2)副起升機(jī)構(gòu)。

電動(dòng)機(jī)：型號(hào) YZP225M-6,

功率37kW,

轉(zhuǎn)速982r/min;

減速器：型號(hào) TE995-280-IIR,

速比280;

高速軸制動(dòng)器：型號(hào) YWZ5-250/50,

制動(dòng)力矩 250～500Nm,

制動(dòng)輪直徑 Φ250m;

低速軸制動(dòng)器：型號(hào) SB100-2000×30,

制動(dòng)力矩 1000Nm,

制動(dòng)盤直徑 Φ2000mm;

卷筒槽底直徑：Φ1500mm。

副起升鋼絲繩采用線接觸光面鋼絲繩,其規(guī)格為

NAT6×31SW+FC1770ZS457291GB8918;

副起升卷筒卷繞層數(shù)：5;

副起升鋼絲繩倍率：12。

(3)變幅機(jī)構(gòu)。

電動(dòng)機(jī)：型號(hào) YZP315S-4,

功率132kW,

轉(zhuǎn)速1485r/min;

減速器：型號(hào) TE1110-180-IIR,

速比180;

高速軸制動(dòng)器：型號(hào) YWZ5-400/80,

制動(dòng)力矩 600～1250Nm,

制動(dòng)輪直徑 Φ400m;

低速軸制動(dòng)器：型號(hào) SB250-2150×30,

制動(dòng)力矩 1500Nm,

制動(dòng)盤直徑 Φ2150mm。

卷筒槽底直徑：Φ1500mm。

變幅鋼絲繩采用線接觸光面鋼絲繩,其規(guī)格為

NAT6×31SW+FC1770ZS934594GB8918;

變幅卷筒卷繞層數(shù)：6;

變幅鋼絲繩倍率：16。

3.4 黑龍江 500t浮式起重機(jī)總體布置

黑龍江 500t浮式起重機(jī)主要由主起升機(jī)構(gòu)、副起升機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)、鋼絲繩纏繞系統(tǒng)、臂架結(jié)構(gòu)、人字架結(jié)構(gòu)、電控系統(tǒng)、起重機(jī)船舶等部件組成。設(shè)主吊鉤 2套,副吊鉤 1套。

黑龍江 500t浮式起重機(jī)為非回轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu),臂架結(jié)構(gòu)通過下部鉸支承聯(lián)接在船舶甲板前部,通過鋼絲繩牽引作起伏運(yùn)動(dòng)以改變工作幅度。人字架結(jié)構(gòu)聯(lián)接在船舶甲板中后部,呈人字形布置。主起升卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)、副起升卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)、變幅卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)布置在人字架結(jié)構(gòu)下的船舶甲板上。主起升和副起升鋼絲繩纏繞系統(tǒng)滑輪中設(shè)超負(fù)荷限制器。主起升、副起升、變幅機(jī)構(gòu)均設(shè)極限位置限位開關(guān)裝置。500t浮式起重機(jī)采用全變頻驅(qū)動(dòng),PLC控制,電控系統(tǒng)設(shè)置在專門的艙室內(nèi)。

4 試車情況

2008年 8月 14～16日,500t浮式起重機(jī)重載試車,試車荷載為哈爾濱電機(jī)廠提供的 20余塊厚鋼板。重載試車荷載情況見表 3。

表 3 500t浮式起重機(jī)重載試車荷載表

5 結(jié)束語

500t浮式起重機(jī)投入使用具有重要的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。特別適合于在內(nèi)河上游和江河支流航道條件較差的水域進(jìn)行重大件的裝卸作業(yè),在重機(jī)設(shè)備、電力設(shè)備、化工設(shè)備等大型、特大型設(shè)備的運(yùn)輸和裝卸作業(yè)中將起到非常重要的作用,具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。