小噸位輪胎式提梁機(jī)研究

劉培勇+譚天宇+王守友

摘 要：隨著我國(guó)鐵路和公路建設(shè)的持續(xù)發(fā)展，輪胎式提梁機(jī)逐漸成為了橋梁施工中必不可少的裝備。輪胎式提梁機(jī)屬于自帶動(dòng)力的專用起重裝備，其采用輪胎作為走行單元，采用機(jī)電液結(jié)合的模塊化設(shè)計(jì)技術(shù)，完成行走、轉(zhuǎn)向、起升等各個(gè)動(dòng)作，完成對(duì)混凝土梁的吊裝、運(yùn)輸?shù)裙ぷ?。本文針?duì)200噸以下提梁機(jī)介紹和參數(shù)分析，為橋梁工程的施工提供設(shè)備的選型和操作提供參考案例。

關(guān)鍵詞：輪胎式提梁機(jī)；混凝土梁；模塊化

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.05.171

0 引言

輪胎式提梁機(jī)是鐵路和公路橋梁項(xiàng)目施工工程的必要施工裝備之一，其額定載荷一般在160噸至200噸，適用于鐵路和公路的箱梁或T梁的吊裝、場(chǎng)內(nèi)倒運(yùn)及給運(yùn)輸車進(jìn)行裝車作業(yè)。輪胎式提梁機(jī)采用模塊化設(shè)計(jì)，采用全液壓傳動(dòng)系統(tǒng)和電驅(qū)動(dòng)起升系統(tǒng)，包括液壓驅(qū)動(dòng)、液壓轉(zhuǎn)向、液壓升降、液壓支撐及卷?yè)P(yáng)起升系統(tǒng)。

1 提梁機(jī)的主要型式介紹

小噸位輪胎式提梁機(jī)也屬于專用的起重裝備，從性能結(jié)構(gòu)上主要分為穿襠式和整體式兩種。穿襠式結(jié)構(gòu)主要是用于場(chǎng)內(nèi)配合運(yùn)輸車進(jìn)行作業(yè)服務(wù)，其側(cè)面結(jié)構(gòu)需要預(yù)留出門(mén)型空間，以便運(yùn)輸車在提梁機(jī)將混凝土梁裝車后可以從其中間順暢通過(guò)，其相對(duì)于整體式來(lái)講，側(cè)方向?qū)挾瘸叽缫笠恍?，要求的?chǎng)地更加寬，對(duì)占用場(chǎng)地的要求更高；整體式其側(cè)面結(jié)構(gòu)則不需要預(yù)留門(mén)型空間，提梁機(jī)僅僅作為提梁和倒梁功能進(jìn)行作業(yè)，對(duì)場(chǎng)地的要求比穿襠式更具有優(yōu)勢(shì)。

2 主要結(jié)構(gòu)組成及功能

小噸位提梁機(jī)主要由小車起升系統(tǒng)、門(mén)架結(jié)構(gòu)、走行輪組、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及電液控制系統(tǒng)等部件組成，各個(gè)執(zhí)行元件通過(guò)CAN總線通訊控制技術(shù)組合成為一套起重裝備，完成吊裝各種不同長(zhǎng)度的預(yù)制混凝土箱梁或T梁，并配合運(yùn)梁車完成裝車作業(yè)的任務(wù)。

2.1 小車起升系統(tǒng)

小車起升系統(tǒng)分為兩種，分別為液壓起升和電驅(qū)動(dòng)起升。液壓起升小車以液壓泵為動(dòng)力源，通過(guò)液壓減速機(jī)和液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)卷筒進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，用以完成吊裝的起升；電驅(qū)動(dòng)起升是以發(fā)電機(jī)組為動(dòng)力源，通過(guò)電機(jī)和機(jī)械減速機(jī)驅(qū)動(dòng)卷筒進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，完成小車的升降動(dòng)作。其它部件還包括鋼絲繩、動(dòng)定滑輪組、車輪組、車架結(jié)構(gòu)、防傾翻裝置及吊具機(jī)構(gòu)等組件。起升小車共計(jì)兩臺(tái)，整體上形成4點(diǎn)起吊3點(diǎn)平衡的吊梁方式，保證混凝土PC箱梁的平穩(wěn)起升，防止起升過(guò)程中箱梁的受扭，性能安全可靠。

2.2 門(mén)架結(jié)構(gòu)

門(mén)架結(jié)構(gòu)一般采用A字型單主梁結(jié)構(gòu)，是裝備的關(guān)鍵受力構(gòu)件，其全部采用箱型鋼梁設(shè)計(jì)，包括主梁、支腿和大車架三大部分。主梁上鋪設(shè)軌道，起升系統(tǒng)的輪組可以沿著軌道進(jìn)行移動(dòng)；下部支腿采用A字腿結(jié)構(gòu)，上部連接主梁，下部連接車架；車架將上部的力傳遞到走行輪組，由底部的輪胎承載。

2.3 液壓走行輪組

小噸位提梁機(jī)一般采用剛性懸架結(jié)構(gòu)，其行走速度一般在1～2km/h范圍內(nèi)，屬于低速重載工況，懸架設(shè)計(jì)要求最低承載安全系數(shù)大于2倍，即使單側(cè)輪胎在走行過(guò)程中發(fā)生爆胎現(xiàn)象，對(duì)于車架及上部結(jié)構(gòu)不會(huì)產(chǎn)生影響。懸架結(jié)構(gòu)包括回轉(zhuǎn)支承、懸掛架、車橋及銷軸等部件。根據(jù)用途可以分為驅(qū)動(dòng)橋和從動(dòng)橋兩種，其中驅(qū)動(dòng)橋由液壓馬達(dá)+減速機(jī)組成，為整機(jī)提供行走的驅(qū)動(dòng)力，從動(dòng)橋?yàn)殡S動(dòng)橋，由輪轂和軸承組成。

2.4 液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用靜液壓變量閉式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，液壓行走驅(qū)動(dòng)動(dòng)力源為1臺(tái)150kw-200kw發(fā)電機(jī)組。電機(jī)通過(guò)連軸器與驅(qū)動(dòng)泵相連，來(lái)驅(qū)動(dòng)安裝于驅(qū)動(dòng)輪組中的液壓馬達(dá)和行星減速器來(lái)實(shí)現(xiàn)行走。液壓系統(tǒng)配有控制閥和限壓閥以限制液壓油路油壓過(guò)高導(dǎo)致事故的發(fā)生，同時(shí)保障了整車的平穩(wěn)起步和平穩(wěn)制動(dòng)，沖擊小，平穩(wěn)性好。

整車車速進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)速，采用恒轉(zhuǎn)速控制原理，首先確定柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，然后調(diào)節(jié)泵和馬達(dá)的排量來(lái)實(shí)現(xiàn)速度的變化。

2.5 電氣控制系統(tǒng)

微電系統(tǒng)由發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)、液壓及其它電氣控制等組成。微電控制系統(tǒng)采用基于CAN總線的分布式控制，控制器具有CAN總線接口，降低了電控部分的復(fù)雜性，控制器防護(hù)等級(jí)達(dá)到IP67，可用在振動(dòng)，潮濕等工作環(huán)境，可靠性極高。

控制系統(tǒng)不但對(duì)全車動(dòng)作發(fā)布操作指令，而且對(duì)操作過(guò)程實(shí)時(shí)監(jiān)控。在發(fā)生誤操作時(shí)顯示屏?xí)o出警示和故障提示，駕駛室內(nèi)顯示屏采用CAN總線觸摸屏液晶顯示器，能夠顯示起吊重量，行駛速度轉(zhuǎn)向角度、轉(zhuǎn)向模式，并且能夠顯示系統(tǒng)錯(cuò)誤信息。行走方面兩個(gè)底盤(pán)采用行駛速度閉環(huán)控制、壓力控制和轉(zhuǎn)速閉環(huán)能夠精確保證同步行駛。

3 結(jié)束語(yǔ)

小噸位輪胎式提梁機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)電液控制元件優(yōu)先采用國(guó)內(nèi)和國(guó)際品牌，元件設(shè)計(jì)先進(jìn)、質(zhì)量可靠，與通用的輪軌式提梁機(jī)相比，自動(dòng)化程度高，同時(shí)不受場(chǎng)地限制，操作靈活度高，施工速度快，在施工中為企業(yè)發(fā)揮更大的作用，得到了更多客戶的高度認(rèn)可。

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作者簡(jiǎn)介：劉培勇（1979-），男，河北衡水人，工程碩士，工程師，研究方向：特種工程車輛。