160t固定臂改伸縮臂鐵路起重機(jī)技術(shù)研究

 

機(jī)械工程系機(jī)制及設(shè)備工藝專業(yè)。

 

（1）整機(jī)變幅三較點(diǎn)的全性能、多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計，ElectronicPublishingHou鐵準(zhǔn)設(shè)計計1概述從1989年我廠與西南交通大學(xué)、北京鐵路局共同研制開發(fā)國內(nèi)**臺N1602固定臂鐵路起重機(jī)至今，全國14個鐵路局已配備35臺160t固定臂鐵路起重機(jī)。隨著我國鐵路現(xiàn)代化建設(shè)的飛速發(fā)展，原鐵路線上配備的160t固定臂鐵路起重機(jī)已不能滿足鐵路救援需要，為*大限度地利用和挖掘現(xiàn)有N1602固定臂鐵路救援設(shè)備的能力，我廠于2002年和鄭州鐵路局西安分局聯(lián)合開發(fā)，將160t固定臂鐵路起重機(jī)改造成160t伸縮臂式鐵路起重機(jī)。改造后的起重機(jī)可任意伸縮吊臂，具有操作靈活、作業(yè)迅速、輔助時間短、適應(yīng)性廣、作業(yè)范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，便于在電氣化鐵路接觸網(wǎng)下、隧道內(nèi)、橋梁上實(shí)施作業(yè)。

 

2主要改造項(xiàng)目對160t固定臂改造成伸縮臂鐵路起重機(jī)，從經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性上考慮盡可能利用原車上的零部件，主、副柴油機(jī)，回轉(zhuǎn)支承，下車（含下車體、支腿、轉(zhuǎn)向架和走行部分）主泵，分動箱，控制泵，主鉤以及變幅卷揚(yáng)機(jī)等，只是對上車部分，吊臂進(jìn)行改造和重新制造。

 

上車液壓系統(tǒng)需重新設(shè)計，管路改造以及部分元件要更換。雙卷揚(yáng)液壓系統(tǒng)重新設(shè)計制造，可提高吊鉤的起升速度。吊鉤*大工作速度：在額定載荷下由原來的2m/min增加到2.2m/min；在空載下由原來的4m/min增加到8.8m/min，縮短了工作時間，提高了吊機(jī)的工作效率。

 

采用二節(jié)伸縮臂式吊臂代替原來固定吊臂，伸縮臂截面采用六邊形。吊臂采用國內(nèi)生產(chǎn)的高強(qiáng)度低合金鋼HG80材料，吊臂伸縮由液壓油缸實(shí)現(xiàn)，取消變幅卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)，改為前頂式雙作用缸液壓變幅機(jī)構(gòu)。吊鉤*大起升高度由原來的15m增加到19.6m，工作幅度由原來的5.5~16.5m擴(kuò)大到5.5作業(yè)范圍，操作靈活、作業(yè)迅速，實(shí)現(xiàn)吊機(jī)在電氣化鐵路接觸網(wǎng)下實(shí)施作業(yè)。

 

轉(zhuǎn)臺金屬結(jié)構(gòu)重新設(shè)計，布置有吊臂座、變幅油缸支承座，主、副柴油發(fā)動機(jī)，回轉(zhuǎn)減速器，中心回轉(zhuǎn)接頭等。優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計，改善制造工藝，布置更加合理。

 

原有的主、副鉤改為一個超短型吊鉤，臂頭前端設(shè)羊角鉤，吊機(jī)能在隧道內(nèi)實(shí)施作業(yè)。

 

原來的主、副卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)保留，進(jìn)行改造，采用單鉤雙卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)，兩個卷筒用中間齒輪聯(lián)接保證同步。

 

原回轉(zhuǎn)減速器不能滿足要求，需要全部換型，增加了回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的制動力矩。

 

原活動配重第1塊改造為固定配重，第4塊改造為新活動配重第3塊，新制活動配重第1、2±，新制配重油缸和鎖定。

 

司機(jī)室全部重新布置。司機(jī)室由原放置在吊機(jī)前端中部改為放置在吊機(jī)前端一側(cè)，改善了操作者在工作時的視角。

 

電氣系統(tǒng)全部重新改造，并增加新制電子控制單元進(jìn)行安全保護(hù)。

 

3關(guān)鍵技術(shù)使整機(jī)布置更具經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性、合理性。

 

二節(jié)伸縮臂的合理結(jié)構(gòu)，六邊形伸縮臂的截面參數(shù)優(yōu)化，多節(jié)伸縮臂的設(shè)計計算方法研究，高強(qiáng)度低合金鋼HG80的材料制造工藝。

 

研究起重機(jī)在電氣化鐵道接觸網(wǎng)下、橋梁上、隧道內(nèi)進(jìn)行救援起復(fù)作業(yè)的性能，提高吊機(jī)的工作能力。

 

下車部分不改造，支腿反力設(shè)計為14主要技術(shù)性能參數(shù)和幾何尺寸（表1）表1起重機(jī)的主要技術(shù)性能參數(shù)和幾何尺寸項(xiàng)目固定臂改造成伸縮臂額定起重量/t耐5010.54m支腿、有活動配重、*10*順軌區(qū)10.54m支腿、有活動配重、*20*順軌區(qū)10.54m支腿、有活動配重、360*區(qū)接觸網(wǎng)下，6m支腿，有活動配重、*Kf順軌區(qū)無不使用支腿、有配重、*10*順軌區(qū)吊鉤*大工作速度（額定載荷）Am°minb吊鉤*大工作速度（空載V（m*min丨）變幅時間/s吊臂全伸時間/s無回轉(zhuǎn)速度/（*min丨）自力走行速度Akm°h吊鉤*大起升高度/m工作幅度/m尾部回轉(zhuǎn)半徑/m支腿跨距（橫縱V（mXm）回送狀態(tài)軸重/t軌距/mm可通過*小曲線半徑/m自力走行*大坡度/%」

 

整機(jī)質(zhì)量/t風(fēng)冷主機(jī)柴油機(jī)BFL41：F風(fēng)冷主機(jī)柴油機(jī)F3L9125改造后起重機(jī)的主要構(gòu)造特點(diǎn)起重機(jī)由上車和下車兩大部分組成。上車主要由轉(zhuǎn)臺、吊臂、動力裝置、卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、配重、司機(jī)室、上車液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)及其安全系統(tǒng)等組成。下車主要由車體、支腿機(jī)構(gòu)、四軸轉(zhuǎn)向架、走行機(jī)構(gòu)、制動系統(tǒng)、下車液壓系統(tǒng)等組成。

 

轉(zhuǎn)臺是倒*n*形高墻板結(jié)構(gòu)，兩墻板支承著吊臂、起升機(jī)構(gòu)、配重、變幅油缸等主要受力部件。車體保留原結(jié)構(gòu)，車體側(cè)梁采用兩個箱形結(jié)構(gòu)，側(cè)梁之間用橫梁相連成框架結(jié)構(gòu)。吊臂由基本臂、二節(jié)臂組成。吊臂采用六邊形結(jié)構(gòu)，截面參數(shù)采用離散變量優(yōu)化方法確定，減輕了吊臂自重，改善和提高了起重性能；吊臂材料采用高強(qiáng)度低合金鋼，具有較好的可焊性和低溫韌性；為了擴(kuò)大接觸網(wǎng)下作業(yè)能力，吊臂頭部設(shè)計了羊角鉤。

 

由主、輔發(fā)動機(jī)各1臺組成，均采用道依茨風(fēng)冷柴油機(jī)，使用保養(yǎng)簡便，壽命長。能在一40*c、海拔高度2000m的環(huán)境下工作，特別適用于寒冷地區(qū)。主、輔發(fā)動機(jī)可同時工作，也可分別工作。

 

起升機(jī)構(gòu)采用2臺卷揚(yáng)機(jī)由齒輪傳動同步運(yùn)動。

 

卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)通過液壓系統(tǒng)雙泵合流和馬達(dá)高、低速切換功能實(shí)現(xiàn)重載低速、輕載高速的性能。超短型吊鉤組便于起重機(jī)在接觸網(wǎng)下起吊作業(yè)。變幅機(jī)構(gòu)、伸縮機(jī)構(gòu)采用油缸驅(qū)動，承載能力強(qiáng)，可帶載變幅，擴(kuò)大了網(wǎng)下作業(yè)性能。回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)起動、制動平穩(wěn)，微動性能好。

 

配重掛放機(jī)構(gòu)可以根據(jù)起重作業(yè)需要掛或不掛活動配重。支腿機(jī)構(gòu)根據(jù)作業(yè)需要可設(shè)置成3種支腿跨距。

 

轉(zhuǎn)向架及自力走行機(jī)構(gòu)在起重機(jī)回送狀態(tài)下，通過車鉤與編組列車或機(jī)車聯(lián)掛運(yùn)行。

 

米用液控、恒功率變量開式系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)各機(jī)構(gòu)恒功率無級調(diào)速，配合雙泵合流，卷揚(yáng)馬達(dá)高、低速切換性能進(jìn)一步擴(kuò)大調(diào)速范圍。系統(tǒng)具有發(fā)熱低，維護(hù)簡便等特點(diǎn)。主油泵采用進(jìn)口力士樂斜軸式柱塞泵，額定壓力高，抗污染能力強(qiáng)。卷揚(yáng)馬達(dá)采用進(jìn)口赫格隆內(nèi)曲線低速大扭矩馬達(dá)，其結(jié)構(gòu)具有抗沖擊載荷的能力。

 

馬達(dá)配有雙速閥和制動器，擴(kuò)大了使用性能。

 

起重機(jī)配置全方位的安全系統(tǒng)采用技術(shù)先進(jìn)、工作可靠的BML-5C中央微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，有漢字、圖形、顯示，具備提示、報警、限動、解鎖等能力。智能化的全自動控制方式對起重作業(yè)提供安全保護(hù)，并對起重機(jī)作業(yè)工況進(jìn)行全方位顯示，對超載工況報警并切斷向危險方向的動作。起重機(jī)還具有吊鉤高度限位；吊臂順軌*1020*限位；上轉(zhuǎn)臺對中及回送狀態(tài)鎖固；活動配重、支腿機(jī)構(gòu)、走行機(jī)構(gòu)工作位置鎖固；全方位水平儀；超載聲光報警儀等安全裝置。此外，在司機(jī)室內(nèi)還配有動力裝置、液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、空氣制動系統(tǒng)的各種顯示儀表，有助于司機(jī)安全操作。