MBEC900C輪胎式搬運(yùn)機(jī)的改造與使用管理

馬 超（中鐵大橋局第四工程有限公司，江蘇 南京 210031）

MBEC900C輪胎式搬運(yùn)機(jī)的改造與使用管理

馬 超（中鐵大橋局第四工程有限公司，江蘇 南京 210031）

結(jié)合京滬高速鐵路南京大勝關(guān)梁場(chǎng)32m混凝土簡(jiǎn)支箱梁的搬、提、運(yùn)施工，闡述該工程中所使用的MBEC900t輪胎式搬運(yùn)機(jī)的改造與完善過(guò)程中的一系列問(wèn)題以及后續(xù)使用中的維修保養(yǎng)。

900t搬運(yùn)機(jī)；改造完善；維修保養(yǎng)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，高速鐵路及客運(yùn)專線的建設(shè)已經(jīng)掀起高潮。這也對(duì)高鐵橋梁搬運(yùn)裝備的先進(jìn)性、安全性、廣泛實(shí)用性和高度自動(dòng)化性提出了更高的要求。因此，從經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、安全等各方面考慮，再結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際施工需要，對(duì)現(xiàn)有的搬運(yùn)設(shè)備進(jìn)行改造完善，以便其更好的服務(wù)于高鐵建設(shè)。

MDGE900t門式起重機(jī)系由原萬(wàn)橋興業(yè)機(jī)械有限公司生產(chǎn)的ML900-43型輪胎式搬運(yùn)機(jī)改造而來(lái)。為了滿足大勝關(guān)長(zhǎng)江大橋工程的需要，將ML900-43型“單門式”輪胎式搬運(yùn)機(jī)改造成“雙門式”MDGE900t門式起重機(jī)，改造后的MDGE900t門式起重機(jī)具有滿足長(zhǎng)車身的運(yùn)梁車縱向駛?cè)胙b車和將混凝土箱梁“提一過(guò)二”的功能。改造內(nèi)容包括：設(shè)計(jì)、新制兩端門式結(jié)構(gòu)（支腿橫梁2件和支腿4件）；設(shè)計(jì)、新制車架4件；增加從動(dòng)輪組4套；控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、新制和改造。

1 改造要求

改造后的 MDGE900t門式起重機(jī)必須適用于中國(guó)時(shí)速350km/h、250km/h鐵路客運(yùn)專線20m、24m、32m雙線整孔箱梁的起吊、運(yùn)輸、轉(zhuǎn)移和裝車等工作。整機(jī)需采用機(jī)、電、液控制技術(shù)，起升部分采用液壓卷?yè)P(yáng)機(jī)，行走、起升動(dòng)力均由發(fā)動(dòng)機(jī)、液壓泵提供，無(wú)需外接電源。起升系統(tǒng)必須能實(shí)現(xiàn)四點(diǎn)起升、三點(diǎn)平衡，避免箱梁受扭，同時(shí)也保證鋼絲繩和吊桿受力均衡。整機(jī)的運(yùn)行模式須具有全輪轉(zhuǎn)向、對(duì)角轉(zhuǎn)向、直行、斜行、橫行等模式。方便施工需要。另外重載原地轉(zhuǎn)向時(shí)，由大噸位油缸支撐于地面，減小輪胎的受壓磨損。

2 主要構(gòu)成及各部件改造設(shè)計(jì)說(shuō)明

MDEG900t門式起重機(jī)主要由車架、支腿、主梁、轉(zhuǎn)向架、主從動(dòng)輪組、支承機(jī)構(gòu)、起升機(jī)構(gòu)、動(dòng)力系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、司機(jī)室、梯子欄桿等組成。

圖1 MDEG900t門式起重機(jī)

2.1 主機(jī)架

主機(jī)架由支腿、支腿橫梁和橫向主梁通過(guò)頂部連接而成，材料為Q345C，可以保證整個(gè)設(shè)備的抗扭性以及在垂直方向的穩(wěn)定。整個(gè)結(jié)構(gòu)為箱形鋼梁型式，分段制造并通過(guò)高強(qiáng)螺栓連接為一體，滿足公路運(yùn)輸要求，并且在施工現(xiàn)場(chǎng)可以由常規(guī)的吊裝設(shè)備進(jìn)行組裝和解體。

箱形鋼梁結(jié)構(gòu)由鋼板全熔透焊接而成，內(nèi)部布置有加強(qiáng)筋板以防止局部失穩(wěn)。

2.2 主梁

主梁直接利用原ML900-43型輪胎式搬運(yùn)機(jī)的主梁，不需再設(shè)計(jì)制造。結(jié)構(gòu)如圖2。

圖2 主梁結(jié)構(gòu)和支腿橫梁結(jié)構(gòu)

2.3支腿和支腿橫梁

支腿和支腿橫梁結(jié)構(gòu)如圖3。支腿橫梁跨中頂部與主梁剛性連接，承受一定的彎矩荷載，支腿上下端分別與支腿橫梁和車架剛性連接。支腿與支腿橫梁均為焊接箱梁結(jié)構(gòu)，內(nèi)設(shè)加強(qiáng)筋板，材質(zhì)均為Q345C。各部件由高強(qiáng)度螺栓（10.9級(jí)）聯(lián)接。

圖3 支腿

2.4 車架

車架結(jié)構(gòu)如圖 4，車架上方與支腿聯(lián)接，下方與轉(zhuǎn)向架聯(lián)接，起承載轉(zhuǎn)向架、輪胎組的作用，各部件由高強(qiáng)度螺栓聯(lián)接。

圖4 車架

2.5 輪胎組

MDEG900t門式起重機(jī)的大車走行系統(tǒng)共有 32個(gè)輪胎組，其中28個(gè)是利用原ML900-43L輪胎式搬運(yùn)機(jī)輪胎組，新制4個(gè)從動(dòng)輪組，整機(jī)共有16×4=64個(gè)輪胎。每個(gè)輪組配有一個(gè)懸掛油缸，以便起重機(jī)在坡道上行走或通過(guò)凸凹不平的路面時(shí)，自動(dòng)調(diào)整對(duì)地面的荷載使之均勻一致。懸掛油缸背分為4組，以保證整個(gè)設(shè)備保持均衡。懸掛油缸行程±125mm。

走行臺(tái)車實(shí)現(xiàn)起重機(jī)滿載時(shí)能縱向、橫向及斜向行走。液壓懸掛設(shè)有雙管路保險(xiǎn)系統(tǒng)，在極端情況下，輪組中的輪胎爆裂，能夠確保整車平衡，避免顛覆。

從動(dòng)輪組由回轉(zhuǎn)支承、轉(zhuǎn)向架、平衡臂、從動(dòng)軸、輪輞和輪胎等組成，轉(zhuǎn)向架通過(guò)大直徑回轉(zhuǎn)軸承與車架聯(lián)接，大直徑回轉(zhuǎn)軸承既能滿足兩部分之間作相對(duì)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，又是重要的承力元件，能同時(shí)承受軸向力、徑向力和傾覆力矩。

2.6 液壓系統(tǒng)

4個(gè)絞車由4個(gè)液壓閥組控制。每個(gè)絞車都有各自獨(dú)立的控制閥組和最大限壓閥。

操作命令來(lái)自司機(jī)室，司機(jī)通過(guò)操控“現(xiàn)場(chǎng)用”控制桿操作絞車。絞車可單獨(dú)動(dòng)作或同時(shí)動(dòng)作。控制桿通過(guò)電控電磁閥控制，并具有在極限位置時(shí)或司機(jī)松開手柄后中斷指令的功能。在這種情況下，液壓控制閥組位空位，絞車停機(jī)，并處于制動(dòng)狀態(tài)。

絞車制動(dòng)由提升馬達(dá)的液壓油控制，當(dāng)壓力減小或油管漏油時(shí)，會(huì)自動(dòng)阻止重物提升和降低。

控制桿上的按鈕（現(xiàn)場(chǎng)用）用來(lái)開動(dòng)吊運(yùn)梁機(jī)，如果不經(jīng)意碰到，不會(huì)造成吊運(yùn)梁機(jī)本身的非正常移動(dòng)。

下降動(dòng)作由節(jié)流閥控制，通過(guò)控制馬達(dá)的油流量來(lái)實(shí)現(xiàn)。

2.7 電氣系統(tǒng)

MDEG900t門式起重機(jī)控制系統(tǒng)按SCADA系統(tǒng)（Supervisory Control And Data Acquisition）控制管理模式設(shè)計(jì)。SCADA系統(tǒng)集數(shù)據(jù)采集、過(guò)程控制、狀態(tài)監(jiān)測(cè)、安全保護(hù)和綜合管理等功能于一體。為多級(jí)計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)形式（上位機(jī)—總線通訊—下位機(jī)），略異于廣泛應(yīng)用的常規(guī)CAN_Bus控制系統(tǒng)，前者以集中控制管理為主，采樣數(shù)據(jù)的運(yùn)算處理及控制指令發(fā)出主要由上位機(jī)（主控計(jì)算機(jī)）集中完成；后者側(cè)重于分散控制管理方式，根據(jù)起重機(jī)需要具有全部輪組獨(dú)立轉(zhuǎn)向控制特性的要求，控制系統(tǒng)采用SCADA系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較合適，結(jié)合CAN總線抗干擾能力強(qiáng)、高可靠性特點(diǎn)，數(shù)據(jù)通訊采用CAN總線。

2.8 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

控制系統(tǒng)采用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)作為主控計(jì)算機(jī)（上位機(jī)），對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的信號(hào)進(jìn)行集中處理；對(duì)轉(zhuǎn)向、走行驅(qū)動(dòng)進(jìn)行集中控制；對(duì)系統(tǒng)工作狀態(tài)進(jìn)行安全監(jiān)控。主司機(jī)室操作臺(tái)（先工作的司機(jī)室認(rèn)定為主司機(jī)室，同時(shí)鎖定副司機(jī)室內(nèi)的操作臺(tái)的控制工能，但保留顯示功能）、輔操作臺(tái)、柴油機(jī)組、主液壓站、輪組的工作機(jī)構(gòu)（轉(zhuǎn)向、走行驅(qū)動(dòng)、平衡懸掛）等設(shè)備組件，設(shè)以CAN控制器為下位機(jī)的現(xiàn)場(chǎng)控制單元。現(xiàn)場(chǎng)控制單元通過(guò)CAN總線和主控計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊；通過(guò)輸入接口和檢測(cè)元件采集相應(yīng)設(shè)備組件的工作狀態(tài)信號(hào)；通過(guò)輸出接口向執(zhí)行元件發(fā)送控制信號(hào)。進(jìn)入工作后，司機(jī)的操作及整個(gè)系統(tǒng)的工作狀態(tài)信號(hào)，適時(shí)匯入CAN總線，系統(tǒng)計(jì)算機(jī)（主控計(jì)算機(jī)及下位機(jī)）按指定模式（工作程序）實(shí)行作業(yè)過(guò)程控制和安全保護(hù)。這種信號(hào)集中處理方式亦為系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試維護(hù)及故障分析工作提供便利。

獨(dú)立轉(zhuǎn)向：32個(gè)輪組分別有獨(dú)立的轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)（轉(zhuǎn)向油缸）和轉(zhuǎn)向角度檢測(cè)元件（高精度絕對(duì)值光電編碼器）。

起重機(jī)具有全輪轉(zhuǎn)向、斜線走行、駐車制動(dòng)轉(zhuǎn)向等手動(dòng)操作控制模式。根據(jù)司機(jī)選擇的轉(zhuǎn)向控制方式，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)按相應(yīng)的控制程序進(jìn)行控制管理。

當(dāng)選擇了某種轉(zhuǎn)向方式后，計(jì)算機(jī)以司機(jī)的轉(zhuǎn)向手柄操作信號(hào)為起重機(jī)轉(zhuǎn)向角度（轉(zhuǎn)向角度基準(zhǔn)值），運(yùn)算確定32組轉(zhuǎn)向輪每組當(dāng)前方向與轉(zhuǎn)向弧相切方向的夾角（轉(zhuǎn)向角度設(shè)置值），向每組轉(zhuǎn)向輪的現(xiàn)場(chǎng)CAN控制器輸出，現(xiàn)場(chǎng)CAN控制器根據(jù)每組轉(zhuǎn)向輪需轉(zhuǎn)動(dòng)的角度大小，向轉(zhuǎn)向油缸輸出相應(yīng)的伸縮運(yùn)行比例控制信號(hào)（油缸采用比例控制閥，全部輪組完成轉(zhuǎn)向響應(yīng)時(shí)間接近一致），每組轉(zhuǎn)向輪的角位移檢測(cè)裝置跟蹤輪組運(yùn)行的轉(zhuǎn)向角度，達(dá)到轉(zhuǎn)向角度設(shè)置值時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)CAN控制器停止轉(zhuǎn)向油缸運(yùn)行，向主控計(jì)算機(jī)回饋執(zhí)行結(jié)果。

停車制動(dòng)轉(zhuǎn)向方式按實(shí)際要求操作。

通過(guò)設(shè)定或?qū)ｉT的復(fù)位操作在任何狀態(tài)可進(jìn)行全部輪組恢復(fù)“零位”。

2.9 走行驅(qū)動(dòng)

10個(gè)主動(dòng)輪組分別由兩臺(tái)液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)走行。

走行驅(qū)動(dòng)按電液比例方式控制（無(wú)級(jí)變速），通過(guò)懸掛機(jī)構(gòu)的壓力監(jiān)控空載/重載狀態(tài)的額定走行速度（30m/min或15m/min）。

走行制動(dòng)器在操作停車或走行時(shí)同步進(jìn)行制動(dòng)或緩解，按實(shí)際制動(dòng)要求操作輪組停車制動(dòng)轉(zhuǎn)向。

當(dāng)輪組出現(xiàn)“打滑”產(chǎn)生走行驅(qū)動(dòng)馬達(dá)高速運(yùn)行時(shí)，控制系統(tǒng)對(duì)該輪組走行驅(qū)動(dòng)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整或閉鎖。

2.10 輪組平衡懸掛

通過(guò)輪組懸掛機(jī)構(gòu)的壓力及平衡狀態(tài)檢測(cè)信號(hào)，監(jiān)控3路輪組懸掛機(jī)構(gòu)液壓油路工作狀態(tài)，在發(fā)生漏油或爆胎故障時(shí)立即對(duì)相應(yīng)懸掛機(jī)構(gòu)及油路進(jìn)行應(yīng)急處理（封閉、固定及補(bǔ)油等）。

3組懸掛機(jī)構(gòu)的典型位置檢測(cè)元件為懸掛機(jī)構(gòu)進(jìn)行平衡調(diào)整操作，提供參照信號(hào)。

2.11 安全保護(hù)監(jiān)控與主要操作

主控系統(tǒng)具有自檢、誤操作保護(hù)功能；通過(guò)對(duì)所有相關(guān)狀態(tài)參數(shù)（信號(hào)）進(jìn)行分析，按正常安全運(yùn)行條件對(duì)設(shè)備狀態(tài)和工作過(guò)程進(jìn)行有效監(jiān)控；實(shí)時(shí)執(zhí)行安全保護(hù)控制；通過(guò)主控計(jì)算機(jī)彩色顯示屏、輔控顯示屏、儀表盤及信號(hào)燈組，提供全面直觀的現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)數(shù)據(jù)；設(shè)備運(yùn)行故障或執(zhí)行安全保護(hù)時(shí)，控制系統(tǒng)發(fā)出警示聲、光信號(hào)，并且指示故障原因。

通過(guò)專門的總線擴(kuò)展接口，可方便的擴(kuò)展接入遙控裝置、維護(hù)調(diào)試設(shè)備及其他輔助工作監(jiān)控裝置（每組現(xiàn)場(chǎng)控制單元均設(shè)有信號(hào)監(jiān)測(cè)及調(diào)試操作元件接口）。

前、后司機(jī)室布置相同兩套操作系統(tǒng)，實(shí)際操作時(shí)一套操作系統(tǒng)允許進(jìn)行正常操作，另一套操作系統(tǒng)的操作功能將被封鎖。

3 使用過(guò)程中的維修保養(yǎng)

由于該設(shè)備在使用中工作強(qiáng)度大，工作時(shí)間長(zhǎng)、危險(xiǎn)系數(shù)大，因此維修保養(yǎng)非常重要。針對(duì)設(shè)備的改造情況，項(xiàng)目部設(shè)立了專門的管理部門和維修小組。現(xiàn)場(chǎng)24小時(shí)專職管理，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)匯報(bào)。保養(yǎng)工作定期、定人、定則。并跟蹤檢查。維修方面做到及時(shí)排除故障隱患，盡量減少故障的擴(kuò)大化。由于該機(jī)是改造機(jī)型，多種配件在市場(chǎng)上沒有標(biāo)準(zhǔn)件，項(xiàng)目部就和多個(gè)廠家聯(lián)系，定做一些易損件備用。另外加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備操作人員進(jìn)行定期的技術(shù)培訓(xùn)和安全教育，使他們?cè)趯?shí)際使用中做到牢記規(guī)程，按章操作，安全操作，全面保障設(shè)備的安全使用。

4 結(jié)束語(yǔ)

大勝關(guān)梁場(chǎng)改造后的搬運(yùn)機(jī)順利完成了 800孔32m預(yù)應(yīng)力箱梁的提、移、裝車任務(wù)，充分說(shuō)明了其改造是具有良好的使用效果的。為后續(xù)工程的使用提供了良好的設(shè)備需求。同時(shí)我們也從這次設(shè)備改造使用過(guò)程中積累了一些經(jīng)驗(yàn)，可為后期大噸位搬運(yùn)設(shè)備的改造使用提供借鑒。

［1］陳龍劍.橋梁工程機(jī)械技術(shù)性能手冊(cè)［M］.北京：中國(guó)鐵道出版社，2012.

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U445.3

B

1007-7359（2016）02-0097-03

10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.02.034

馬超（1982-），男，河南南陽(yáng)人，畢業(yè)于華北水利水電學(xué)院，學(xué)士，助理工程師。