160t固定臂改伸缩臂铁路起重机技术研究

 

机械工程系机制及设备工艺专业。

 

（1）整机变幅三较点的全性能、多目标优化设计，ElectronicPublishingHou铁准设计计1概述从1989年我厂与西南交通大学、北京铁路局共同研制开发国内**台N1602固定臂铁路起重机至今，全国14个铁路局已配备35台160t固定臂铁路起重机。随着我国铁路现代化建设的飞速发展，原铁路线上配备的160t固定臂铁路起重机已不能满足铁路救援需要，为*大限度地利用和挖掘现有N1602固定臂铁路救援设备的能力，我厂于2002年和郑州铁路局西安分局联合开发，将160t固定臂铁路起重机改造成160t伸缩臂式铁路起重机。改造后的起重机可任意伸缩吊臂，具有操作灵活、作业迅速、辅助时间短、适应性广、作业范围广等优点，便于在电气化铁路接触网下、隧道内、桥梁上实施作业。

 

2主要改造项目对160t固定臂改造成伸缩臂铁路起重机，从经济性、实用性上考虑尽可能利用原车上的零部件，主、副柴油机，回转支承，下车（含下车体、支腿、转向架和走行部分）主泵，分动箱，控制泵，主钩以及变幅卷扬机等，只是对上车部分，吊臂进行改造和重新制造。

 

上车液压系统需重新设计，管路改造以及部分元件要更换。双卷扬液压系统重新设计制造，可提高吊钩的起升速度。吊钩*大工作速度：在额定载荷下由原来的2m/min增加到2.2m/min；在空载下由原来的4m/min增加到8.8m/min，缩短了工作时间，提高了吊机的工作效率。

 

采用二节伸缩臂式吊臂代替原来固定吊臂，伸缩臂截面采用六边形。吊臂采用国内生产的高强度低合金钢HG80材料，吊臂伸缩由液压油缸实现，取消变幅卷扬机构，改为前顶式双作用缸液压变幅机构。吊钩*大起升高度由原来的15m增加到19.6m，工作幅度由原来的5.5~16.5m扩大到5.5作业范围，操作灵活、作业迅速，实现吊机在电气化铁路接触网下实施作业。

 

转台金属结构重新设计，布置有吊臂座、变幅油缸支承座，主、副柴油发动机，回转减速器，中心回转接头等。优化结构设计，改善制造工艺，布置更加合理。

 

原有的主、副钩改为一个超短型吊钩，臂头前端设羊角钩，吊机能在隧道内实施作业。

 

原来的主、副卷扬机构保留，进行改造，采用单钩双卷扬机构，两个卷筒用中间齿轮联接保证同步。

 

原回转减速器不能满足要求，需要全部换型，增加了回转机构的制动力矩。

 

原活动配重第1块改造为固定配重，第4块改造为新活动配重第3块，新制活动配重第1、2±，新制配重油缸和锁定。

 

司机室全部重新布置。司机室由原放置在吊机前端中部改为放置在吊机前端一侧，改善了操作者在工作时的视角。

 

电气系统全部重新改造，并增加新制电子控制单元进行安全保护。

 

3关键技术使整机布置更具经济性、实用性、合理性。

 

二节伸缩臂的合理结构，六边形伸缩臂的截面参数优化，多节伸缩臂的设计计算方法研究，高强度低合金钢HG80的材料制造工艺。

 

研究起重机在电气化铁道接触网下、桥梁上、隧道内进行救援起复作业的性能，提高吊机的工作能力。

 

下车部分不改造，支腿反力设计为14主要技术性能参数和几何尺寸（表1）表1起重机的主要技术性能参数和几何尺寸项目固定臂改造成伸缩臂额定起重量/t耐5010.54m支腿、有活动配重、*10*顺轨区10.54m支腿、有活动配重、*20*顺轨区10.54m支腿、有活动配重、360*区接触网下，6m支腿，有活动配重、*Kf顺轨区无不使用支腿、有配重、*10*顺轨区吊钩*大工作速度（额定载荷）Am°minb吊钩*大工作速度（空载V（m*min丨）变幅时间/s吊臂全伸时间/s无回转速度/（*min丨）自力走行速度Akm°h吊钩*大起升高度/m工作幅度/m尾部回转半径/m支腿跨距（横纵V（mXm）回送状态轴重/t轨距/mm可通过*小曲线半径/m自力走行*大坡度/%」

 

整机质量/t风冷主机柴油机BFL41：F风冷主机柴油机F3L9125改造后起重机的主要构造特点起重机由上车和下车两大部分组成。上车主要由转台、吊臂、动力装置、卷扬机构、变幅机构、回转机构、配重、司机室、上车液压系统、电气系统及其安全系统等组成。下车主要由车体、支腿机构、四轴转向架、走行机构、制动系统、下车液压系统等组成。

 

转台是倒*n*形高墙板结构，两墙板支承着吊臂、起升机构、配重、变幅油缸等主要受力部件。车体保留原结构，车体侧梁采用两个箱形结构，侧梁之间用横梁相连成框架结构。吊臂由基本臂、二节臂组成。吊臂采用六边形结构，截面参数采用离散变量优化方法确定，减轻了吊臂自重，改善和提高了起重性能；吊臂材料采用高强度低合金钢，具有较好的可焊性和低温韧性；为了扩大接触网下作业能力，吊臂头部设计了羊角钩。

 

由主、辅发动机各1台组成，均采用道依茨风冷柴油机，使用保养简便，寿命长。能在一40*c、海拔高度2000m的环境下工作，特别适用于寒冷地区。主、辅发动机可同时工作，也可分别工作。

 

起升机构采用2台卷扬机由齿轮传动同步运动。

 

卷扬机构通过液压系统双泵合流和马达高、低速切换功能实现重载低速、轻载高速的性能。超短型吊钩组便于起重机在接触网下起吊作业。变幅机构、伸缩机构采用油缸驱动，承载能力强，可带载变幅，扩大了网下作业性能。回转机构起动、制动平稳，微动性能好。

 

配重挂放机构可以根据起重作业需要挂或不挂活动配重。支腿机构根据作业需要可设置成3种支腿跨距。

 

转向架及自力走行机构在起重机回送状态下，通过车钩与编组列车或机车联挂运行。

 

米用液控、恒功率变量开式系统，实现各机构恒功率无级调速，配合双泵合流，卷扬马达高、低速切换性能进一步扩大调速范围。系统具有发热低，维护简便等特点。主油泵采用进口力士乐斜轴式柱塞泵，额定压力高，抗污染能力强。卷扬马达采用进口赫格隆内曲线低速大扭矩马达，其结构具有抗冲击载荷的能力。

 

马达配有双速阀和制动器，扩大了使用性能。

 

起重机配置全方位的安全系统采用技术先进、工作可靠的BML-5C中央微机监控系统，有汉字、图形、显示，具备提示、报警、限动、解锁等能力。智能化的全自动控制方式对起重作业提供安全保护，并对起重机作业工况进行全方位显示，对超载工况报警并切断向危险方向的动作。起重机还具有吊钩高度限位；吊臂顺轨*1020*限位；上转台对中及回送状态锁固；活动配重、支腿机构、走行机构工作位置锁固；全方位水平仪；超载声光报警仪等安全装置。此外，在司机室内还配有动力装置、液压系统、电气系统、空气制动系统的各种显示仪表，有助于司机安全操作。