1200125t桥式起重机的主起升机构

 

    1主要技术参数和要求1.1主要技术参数200t，起升高度为34m，作级别为M3.1.2主要技术要求120025t桥式起重机能否安全稳定运行和快速准确定位，将直接影响三峡工程左岸电站能否按计划投产发电和所吊运设备和人员的安全。合同要求120025t桥式起重机必须把成熟可靠、运行稳定放在首位，在此基础上保证技术先进。同时要求各机构当1组电机或1套装置出现故障后，另一组电机能够把所吊运的设备安全平稳地放回原地。

 

    1200t起升机构的特殊点与关键技术标直接影响整台起重机的性能和可靠性。按传动形式不同其可分为单套传动和双套传动，单套传动方案有：双电动机、单减速器、4卷筒方案；双电动机、双减速器、4卷筒方案；双电动机、3减速器、双卷筒方案；双电动机、5减速器、4卷筒方案；4电动机、3减速器、双卷筒方案。双套传动方案有：双电动机、双减速器、双卷筒方案；双电动机、4减速器、4卷筒方案；4电动机、双减速器、双卷筒方案。按主起升机构钢丝绳缠绕形式不同可划分为：钢丝绳单层缠绕、钢丝绳双层缠绕、钢丝绳交叉缠绕和钢丝绳顺绕等形式。通过以上方案的分析比较，确定1200t起升机构采用双电动机驱动1个行星减速器，行星减速器驱动4个单联卷筒、钢丝绳双层顺绕的结构。它由2个250kW的变频电动机驱动1个行星齿轮减速器，在行星齿轮减速器的4个输出轴上各驱动1个直径为21m的单联卷筒。卷筒与减速器之间使用球铰式卷筒联轴器，钢丝绳在卷筒上的缠绕为双层缠绕，整个起升机构共有4套滑轮组，每套滑轮组的倍率为2X6钢丝绳直径为44mm.除在每套驱动系统的高速轴上安装2个盘式制动器外，在卷筒端部的法兰盘上还安装有安全制动器，其关键技术和特点如下：（1）减速器的2个输入轴和4个输出轴对称于减速器中心线的2侧，使减速器的结构形式和受力完全对称，减速器的箱体不承受附加弯曲作用。起升机构的4个上滑轮组布置在小车架的4个角上，靠近车轮支撑处，将卷筒支撑点放到小车车轮支撑点的外面以产生反变形，对小车架受力非常有利，可减小小车架的受力和变形，减轻小车架自重。

 

    （2）行星减速器主传动2个驱动电机输出轴分别与行星减速器太阳轮的轴及行星包外啮合的齿轮轴相连。通过调整行星部分和外啮合部分的速比配合，可以得到快慢2种速比。当其中任意1台电动机出现故障后，该侧的制动器抱闸，另1个电动机可以单独运行，并保证能以1/2倍的额定速度连续长时间工作，同时这种工况可以作为起升机构获得另1组速度的稳定运行方案。在该工况下传动链中任一零件都不过载，使起升机构的调速范围增加1倍，达到1：40无级调速。当2台电机都完好无损时，可关闭1台电动机，只保留1台电动机工作，1挡的慢速为0075m/min，起升机构的定位精度达到1mm.再利用起重机所具有的二维定位和三维显示功能，提高设备安装对位的精确性的工作效率。采用这种方案，可大大提高起升机构的安全可靠性和使用性能，对电站厂房使用不频繁、安全可靠性和定位精度要求较高的起重机尤其适用。

 

    （）如所示，每个卷筒的内外层钢丝绳为1根钢丝绳，1根钢丝绳的2个绳头通过同1个压板固定在卷筒端部，外层钢丝绳比内层钢丝绳滞后3圈，使内层钢丝绳缠绕到卷筒上后形成1个固定的槽形，以便外层钢丝绳能够有条不紊地缠在内层钢丝绳形成的螺旋槽内。这种缠绕方法的优点是：内外2层钢丝绳的受力和绕绳的速度不同，可通过装在平衡杠杆端部的平衡滑轮来达到平衡；通过平衡杠杆使在同一电动机2侧的2套滑轮组的受力达到平衡；减速器2侧的2套滑轮组通过严格控制卷筒的加工直径达到平衡。另外，在滑轮组倍率一定的条件下，钢丝绳受力分支数的增加、单根钢丝绳受力的减小，使卷筒直径、滑轮直径、小车轨距和小车高度都相应减小，小车和整机的自重明显降低。这一特点也给设计、制造、运输、安装、调试、运行维护带来很大方便。采用这种缠绕方法的钢丝绳直径为44mm，卷筒直径2.1m.小车轨距为7.5m.如果采用单层缠绕，钢丝绳的直径达到54mm卷筒直径达到25m，小车轨距达到9m，小车架则无法实现整体加工，整机的宽度和高度也要增加。

 

    200t起升机构采用电气制动，工作制动器，辅助制动器，制动过程十分平稳、可靠安全。为确保所吊运设备的安全，在主起升机构卷筒法兰上设置了安全制动器，同时有1套检测系统与之配套，当4个卷筒中的2个卷筒转速不一致时、电机超速时、高速轴与低速轴之间的速比发生变化时、卷筒超速时，控制系统会立即控制安全制动器抱闸。在故障状态下，从检测到信号到制动器完全把重物支持住，重物下滑距离控制在100~300mm范围内。另外在司机室内设置了1个紧急停车按钮，当司机发现紧急情况时，可立即按动紧急按钮，使安全制动器立即抱闸，以免发生设备坠落事故。

 

    1200t起升机构中的减速器是起升机构的关键件，它在小车架上的支撑方式成为一个难题。如果采用三支点支撑，由于单根钢丝绳*大拉力很大，采用的又是单联双层缠绕，尤其是吊具在下极限时，单个支点承受的压力太大，使得支点结构庞大，不易实现。如果采用底座式连接用连接螺栓把10m长的减速器底座与小车架固定在一起，在工作过程中减速器的箱体就要随小车架的变形而变形。这样会影响减速器内齿轮的传动，减速器箱体结合面处会出现缝隙，往外漏油。为了解决这些难题，将减速器设计成一端固定、一端滑动的联接形式，一端用螺栓把减速器紧紧地固定在小车加上，另一端采用滑动连接，保证在小车架变形时，减速桥式起重机运行机构两步式制动装置上海振华港机（集团）丰城制动器有限公司聂春华桥式起重机运行机构两步式制动的设计思想是在大车（或小车）运行机构驱动轴上采用两步式常闭型电力液压（块式或盘式）制动器，通过2次施加制动力矩的方式，实现平稳地减速制动（由较小的制动力矩进行第1次制动）和可靠地维持制动（待机构停止后或快要停止时进行第2次制动）其实施方案是：当机构减速停车后，给驱动轴一足够的制动力矩，使得驱动轮在外力的作用下不产生滚动位移，只可能产生滑动位移，从而产生与外力相反的滑动摩擦阻力，起到维持（防风）制动作用。

 

    1结构及工作原理两步式制动装置结构如所示，其工作原理见，当机构驱动电机断电停止驱动时，推动器也同时断电并失去推力，这时一次制动弹簧力Pi经杠杆和制动瓦作用到制动轮上并产生制动力矩Mi，对机构进行**步制动。而二次制动弹簧在单向液压阻尼缸的反力作用下缓慢下移释放，待机构完全停止后（或快要停止时）二次制动弹簧释放结构简图1.一次制动弹簧2制动拉杆3制动臂4制动瓦5均等杠杆6联锁销7调节手轮8延时装置9推动器10制动弹簧11.限位开关12力矩调整螺母13补偿装置到位并将弹簧力P2施加到制动轮上并产生二次制动力矩M2实施维持制动。Ml和M2均可在使用过程中根据实际需要在一定范围内进行调整，第二次制动的延时值也可根据实际需要通过时间调节阀在一定范围内进行调整。当机构通电开始驱动时，制动器的推动器也同时得电并打开制动器（此时单向液压阻尼缸无阻尼作用）制动器可根据用户需器可以在长度方向上沿小车架滑动，使减速器箱体不随小车架一起变形，彻底解决了传动精度和漏油的问题。通过载荷试验和工业性运行试验证明，在分箱面一点也不漏油，在减速器1m远处测得的噪声只有82dB，符合我国大型减速器噪声规定值不大于112分贝的要求。

 

    减速器设计成一端固定、一端滑动的联接形式后，减速器不随小车架变形而变形，安装在减速器高速轴上的制动轮和安装在小车架上的制动器，在小车架受力变形时，2者的中心将会发生错位，致使轮式制动器无法正常工作。对于盘式制动器来说，制动器与制动盘不同心对正常工作影响不大，因此工作制动器和辅助制动器必须采用盘式制动器。使用盘式制动器的另一个优点是：制动盘的转动惯量明显小于制动轮的转动惯量，可以减小对减速器行星包和其他零部件的冲击，尤其在主起升机构轻载（00t以下）高速（3m/min）时，电机的转速增加1倍，达到1440rad/min可以使机构能够更加安全、平稳的工作。