DHD型龍門吊車的研制與應用

DHD型龍門吊車的研制與應用

中鐵二局新運工程公司內(nèi)昆鐵路指揮部覃方保

鐵路、公路橋梁大多是由混凝土預制橋梁鋪設而成，其施工過程離不開大型龍門吊車�；炷�土橋梁從場地（工廠）預制轉(zhuǎn)場存放架梁取送，最后架設到橋墩上去，通常要經(jīng)過多次裝吊，用傳統(tǒng)大型龍門吊車來完成吊裝任務有很多不便利的地方,主要是由于吊車自身的安裝、拆卸和轉(zhuǎn)運繁重而復雜。針對這一情況，中鐵二局新運處成功研制了一種輕便靈活、具有多種用途的龍門吊車（DHD80t?）。該吊車采用特殊吊梁方法裝吊混凝土橋梁，具有自重輕、吊重大、機動靈活等特點，可獨立完成橋梁預制、轉(zhuǎn)存、取送的裝吊工作，吊車本身安裝、拆卸、轉(zhuǎn)運方便。1吊車總體結(jié)構(gòu)及工作原理

1.行走機構(gòu)2.龍門下架3.液壓缸4.龍門上架5.取掛捆梁繩吊鉤6.吊梁架起吊機構(gòu)7.吊梁架8.支承壓板9.混凝土橋梁10.捆梁鋼絲繩圖１ＤＨＤ型龍門吊車裝吊橋梁１．１總體結(jié)構(gòu)

DHD型龍門吊車整體結(jié)構(gòu)為套柱龍門型，左右兩邊各一臺呈正反向全對稱布置，由龍門上架、龍門下架、動力系統(tǒng)、起吊系統(tǒng)、行走機構(gòu)和吊梁架等組成。１．２基本工作原理

（1）如圖1所示，該龍門吊車的工作原理是利用混凝土橋梁的剛性體特性，將兩端的吊梁架通過支承壓板、捆梁鋼絲繩與橋梁連為一個整體進行起吊和轉(zhuǎn)運作業(yè)。

（2）該吊車利用液壓缸頂升起吊，左右兩邊龍門吊頂升液壓缸各自獨立，通過同步機構(gòu)的控制保證同步動作。

（3）龍門吊兩邊均有自行走機構(gòu)，可以方便地對預制梁在短距離內(nèi)進行轉(zhuǎn)運作業(yè)。１．３主要結(jié)構(gòu)及技術(shù)特征1.3.1龍門上架

龍門上架為雙向龍門型，安裝有兩臺液壓絞車，一臺用于起吊吊梁架，另一臺用于取掛捆梁繩，以代替人工作業(yè),減輕工人的勞動強度。上架四柱腳插入龍門下架的套柱內(nèi)，高度可調(diào),龍門上架升到高位時，用插銷和鎖定螺栓與龍門下架連成一個整體。1.3.2龍門下架

龍門下架為片架式，是整臺吊車的機座，起到支承作用，安裝有一套柴油機動力系統(tǒng)和一套電動機動力系統(tǒng)，以適應不同的作業(yè)環(huán)境，頂升液壓缸直接固定在龍門下架中間。1.3.3行走機構(gòu)

行走機構(gòu)安裝在龍門下架下方，共8個行走車輪，分別由8個低速大扭矩液壓馬達驅(qū)動，沒有設置減速器。結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，使用可靠。1.3.4液壓缸液壓缸是最重要的執(zhí)行機構(gòu)，它不僅用于起吊橋梁，還可以協(xié)助完成龍門吊車自身組立升架、收腿裝車、附屬托架的升降。液壓缸最大行程2.5m，但是它與起重鋼絲繩的巧妙配合，能將橋梁提升到3.3m以上的高度，以實現(xiàn)雙層重放橋梁的施工目的。

為了保證左右兩邊液壓缸在工作時，同時同步動作，龍門吊特別設置了同步機構(gòu)，能夠?qū)�兩邊的動作速度誤差控制在很小的范圍內(nèi)，確保裝吊平穩(wěn)、安全。1.3.5吊梁架

1.滑輪組2.吊梁架3.支承壓板球鉸點4.橋梁5.支承壓板旁承圖２吊梁架雙三點機構(gòu)吊梁架呈十字型，是一種特殊的吊具。吊梁架上設計有按橋梁規(guī)格變化適應其高低差異的調(diào)節(jié)柱。有能強制橋梁水平起吊的雙三點機構(gòu)，見圖2。圖2中左端吊梁架的滑輪軸是固定在吊梁架上的，兩處鋼絲繩起吊點和支承壓板的球鉸點三點共面，控制橋梁水平起吊，不產(chǎn)生傾斜。右端吊梁架的支承壓板兩邊有旁撐，滑輪軸為中部可轉(zhuǎn)動的鉸支梁，起到力的分配作用，使四點起吊的鋼絲繩均勻受力。1.3.6附屬托架

附屬托架是DHD型龍門吊車配置的專用托架，它的作用是協(xié)助龍門吊車實現(xiàn)自力組裝，自力裝車。其下部的絲桿調(diào)整滑道裝置，具有龍門吊車組立時調(diào)整對正線路中心和運輸裝車時對準平車中心的調(diào)整功能。2主要技術(shù)參數(shù)

（1）裝吊橋梁時整機高度6966mm；鋪架前方換裝橋梁和軌節(jié)時整機高度6106mm（2）工作時內(nèi)凈空寬3610～3734mm，大于機車車輛限界，各型機車車輛均能順利通過

（3）行走輪軸距4150mm（4）行走軌中心距1900mm

（5）自身轉(zhuǎn)運時尺寸：最大高度4780mm，最大寬度2960mm（6）吊車質(zhì)量22.25t；附屬托架質(zhì)量3.35t?（7）起吊能力：額定起重載荷65t，最大載荷80t

（8）升降速度：起升0.8～1.1m/min，下降1.6～2.2m/min（9)行走速度：重載2～3.5m/min，空載4～7m/min（10）液壓系統(tǒng)額定工作壓力：起升液壓缸系統(tǒng)：16MPa；液壓絞車及行走系統(tǒng)：10MPa3適用范圍

該龍門吊車適用于裝吊鐵路、公路用各種跨度的混凝土橋梁�？稍诟鞣N不同形狀、大小的場地作業(yè)，場地利用率高。主要功能如下:

（1）在制梁場或存梁場裝吊跨度40m、質(zhì)量160t以下各種混凝土橋梁。（2）跨越裝吊或雙層重放32m以下的各種混凝土橋梁。（3）在鋪架前方與鋪軌機配套換裝軌節(jié)。（4）在鋪架前方與架橋機配套換裝橋梁。

此外，在一定條件下，該龍門吊還可以作其它起重作業(yè)，如：通過移動汽車或集裝箱平車可以轉(zhuǎn)運和吊裝集裝箱。4操作要點

（1）該龍門吊車的吊梁方式特殊，必須派專人指揮，協(xié)調(diào)作業(yè)，嚴格執(zhí)行龍門吊車的安全操作規(guī)程。

（2）由于捆梁鋼絲繩與傳統(tǒng)吊梁方式的捆梁繩受力情況不同，所使用的捆梁鋼絲繩的承載能力和鐵墊瓦的受力面積都應是傳統(tǒng)吊梁方式的2倍。（3）龍門吊車行走時要檢查軌底板下是否墊實，經(jīng)現(xiàn)場指揮人員確認后方可吊梁行走。（4）吊梁起落、行走，特別是吊梁高位行走時要保證左右兩邊同步動作。在梁片對位落放需要調(diào)整時，一定要待梁片完全靜止后再移動對位，避免梁片因慣性沖擊晃動而引發(fā)事故。5結(jié)束語

DHD型龍門吊車已經(jīng)過多次技術(shù)改進，已從電液結(jié)合型發(fā)展到全液壓型，吊重從65t×2提高到80t×2，作業(yè)功能從單層存梁擴展為雙層重放橋梁。目前，已有5臺投入使用，共安全裝吊混凝土橋梁萬余片次。該產(chǎn)品已獲得國家專利，專利號:ZL00223823.3。

通訊地址：中鐵二局新運公司內(nèi)昆鐵路指揮部（６５７８００）（收稿日期：201*-04-20）

擴展閱讀：龍門起重機開題報告

一、選題背景和意義：

起重機是現(xiàn)代工業(yè)在實現(xiàn)出產(chǎn)過程機械化、自己主動化，改善物料搬運前提，提高勞動出產(chǎn)率必不可少的重要機械設備。它對于發(fā)展國民經(jīng)濟，改善人們的事物、文化生活的需要都起著重要的作用。隨著經(jīng)濟建設的迅速發(fā)展，機械化、自己主動化程度也在不停提高，與此相適應的起重機技能也在高速發(fā)展，產(chǎn)物種類不停增加，使用規(guī)模越來越廣。一些企業(yè)由于沒有起重機械，不僅工作效率低，勞動強度大，甚至難以工作。高層建筑的施工，上萬噸級或幾十萬噸級的大型船只的建造，火箭和導彈的發(fā)射，大型電站的施工和安裝，大重件的裝卸與搬運等，都離不開起重機的作業(yè)。

起重機不僅可以作為輔助的出產(chǎn)設備，完成原料、半成品、產(chǎn)物的裝卸、搬運，進行機電設備、船體分段的吊運與安裝，而且也是一些出產(chǎn)過程及工藝操作中的必需的裝備。再如冶煉金屬工業(yè)出產(chǎn)中的爐料籌辦、加料、鋼水澆鑄成錠、脫模取錠等，必需依靠起重機進行出產(chǎn)作業(yè)。據(jù)統(tǒng)計，在國內(nèi)的冶煉金屬、煤炭部門的機械設備總數(shù)量或總自重中，起重運輸機械約占45%。起重機是機械化作業(yè)的重要的事物基礎，是一些工業(yè)企業(yè)中主要的固定資產(chǎn)。對于工礦企業(yè)、港口碼頭、車站庫場、建筑施工工地，和海洋開發(fā)、宇宙航行等部門，起重機已成為主要的出產(chǎn)力要素，在出產(chǎn)中進行著高效的工作，組成合理社團批量出產(chǎn)和機械化流水作業(yè)的基礎，是現(xiàn)代化出產(chǎn)的重要標志之一。

龍門起重機作為物料搬運機械中的最主要的一種，在各行各業(yè)中得到廣泛的應用，龍門起重機起重范圍可以從幾噸到幾十噸甚至幾百噸，在機械制造、冶金、鋼鐵、碼頭集裝箱裝運等行業(yè)都必須有龍門起重機。而起升機構(gòu)更是起重機的咽喉設備，因此對其進行研究，改進其結(jié)構(gòu)使其更加合理，使用更加方便，成本更加低廉，具有重要的現(xiàn)實意義。

龍門起重機的市場份額越來越大，使用非常廣泛，這是產(chǎn)品本身及起重機廠家以及國家政策等多種因素共同作用下的結(jié)果，隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，尤其是目前經(jīng)濟危機的刺激，國家的一攬子計劃的推動，龍門起重機市場的需求、發(fā)展前景大好。

龍門起重機（gantrycrane）是水平橋架設置在兩條支腿上構(gòu)成門架形狀的一種橋架型起重機。這種起重機在地面軌道上運行，主要用在露天貯料場、船塢、電站、港口和鐵路貨站等地進行搬運和安裝作業(yè)。課題研究目的及價值：

我們研究這一課題的目的是：設計、分析、計算龍門起重機的各個部分的結(jié)構(gòu)、受力、運作情況；通過研究龍門起重機機械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)了解龍門起重機的運作，運用機械知識并進一步優(yōu)化其結(jié)構(gòu)設計。

本項目所設計的龍門起重機是起重機中應用最廣泛的一種，其主要由主梁（兩根）、橫梁（兩根）以及小車、大車，支腿等部分組成，。橋架的金屬結(jié)構(gòu)由主梁和橫梁組成，分為單主梁橋架和雙梁橋架兩類。單主梁橋架由單根主梁和位于跨度兩邊的橫梁組成，雙梁橋架由兩根主梁和橫梁組成。本題主要是對支腿進行設計和分析，支腿分為剛性支腿和柔性支腿，柔性支腿頂部采用絞支座支撐主梁，并使柔性支腿能相對主梁轉(zhuǎn)動。龍門起重機按照支腿的形式又分為0型、U型、A

型和八字腿帶馬鞍型等幾種。

二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、發(fā)展動態(tài)（文獻綜述）：

目前，國內(nèi)專業(yè)生產(chǎn)大型起重機的廠家很多。其中以中聯(lián)重科、三一重工、撫挖等公司產(chǎn)品系列較全，市場占有率較高。中聯(lián)重科在201*年12月宣布實行品牌統(tǒng)一戰(zhàn)略后�，F(xiàn)已成功開發(fā)了50t~600t履帶式起重機產(chǎn)品系列。作為中國起重機行業(yè)的領跑者，徐州重型機械有限公司現(xiàn)在已經(jīng)形成了以汽車起重機為主導，履帶式起重機和全路面起重機為側(cè)翼強勢推進的龐大型譜群。國內(nèi)最具歷史的履帶式起重機生產(chǎn)企業(yè)撫挖現(xiàn)已擁有35t~350t的履帶式起重機產(chǎn)品系列。QUY350是撫挖201*年推出的國產(chǎn)首臺350t履帶式起重機，填補了國內(nèi)350t履帶式起重機的產(chǎn)品型譜空白。

目前，國外專業(yè)生產(chǎn)大型起重機廠家很多。其中利勃海爾、特雷克斯-德馬格、馬尼托瓦克與神鋼等公司產(chǎn)品系列較全，市場占有率較高。利勃海爾公司的產(chǎn)品技術(shù)先進、工作可靠，其生產(chǎn)的LR系列履帶起重機最大起重量已達1200t。其桁架臂履帶式起重機系列在201*年又喜添新品LR1600/2，使其產(chǎn)品型譜更加完善。

未來的一段時間內(nèi)，起重機的發(fā)展趨勢包括以下幾個方面：

（1）起重機的大型化。近年來，火電發(fā)電機組的功率不斷增大，由以前的30萬KW為主轉(zhuǎn)為60萬KW乃至100萬KW為主，對起重機的噸位需求增大。由于美國核電技術(shù)的推廣應用，使大件吊裝量大幅增加催生了大型起重機市場的需求。大型石化項目，同樣需求大噸位的大型起重機特別是履帶式起重機。

（2）創(chuàng)新設計。開展對起重機傳動型式創(chuàng)新、結(jié)構(gòu)構(gòu)造創(chuàng)新和功能原理創(chuàng)新等方面理論及技術(shù)基礎研究，為此著重研究新材料、新工藝、新的傳動裝置，從而通過對不同設計方案的優(yōu)選、分解和組合來產(chǎn)生新的設計方案，不斷推出創(chuàng)新設計成果。（3）核心技術(shù)化。各大知名企業(yè)均具有其獨特的核心技術(shù)，并不斷創(chuàng)新，努力保持在同行業(yè)內(nèi)的領先地位�，F(xiàn)在各大公司均大力研究開發(fā)自己的核心技術(shù)，以不斷提升自己的產(chǎn)品檔次和競爭能力。

（4）模塊化和組合化。極短交貨期的市場需求要求開展基于網(wǎng)絡的協(xié)同異地設計技術(shù)、并行工程技術(shù)研究，這樣可以縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期。用模塊化設計代替?zhèn)鹘y(tǒng)的整機設計方法，將起重機上功能基本相同的構(gòu)件、部件和零件制成有多種用途，有相同聯(lián)接要素和可互換的標準模塊，通過不同模塊的相互組合，形成不同類型和規(guī)格的起重機。達到改善整機性能，降低制造成本，提高通用化程度，用較少規(guī)格數(shù)的零部件組成多品種、多規(guī)格的系列產(chǎn)品，充分滿足用戶需求。

（5）大噸位的自拆裝系統(tǒng)。履帶起重機體太笨重在公路上無法自由行走，必須拆卸才可運輸，到達工作地點后再進行組裝，需要輔助吊車。為減少或不用輔助吊車，節(jié)省施工費用，因此研制自拆裝系統(tǒng)勢在必行。

（6）混合型起重機。履帶起重機和輪式起重機各有利弊，將兩者取長補短后，混合型起重機應運而生，這也是起重機新型式的大膽嘗試與突破。它集履帶起重機桁架臂大起重量、大作業(yè)空間的優(yōu)勢和輪式起重機的機動靈活優(yōu)勢于一體，主要用于大型起重機。

三．結(jié)語

我們已經(jīng)看到世界上工業(yè)發(fā)達國家已經(jīng)開始進入新的技術(shù)革命時代。我國目前仍然處在設計、生產(chǎn)周期化階段，起點低、設備落后，相對發(fā)達國家落后20年左右。如果我國能從國外工業(yè)發(fā)展中得到啟示，將可加快我國起重機械工業(yè)的發(fā)展。

查閱參考文獻

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三、研究內(nèi)容

本篇論文主要設計的是龍門起重機支腿機構(gòu)的設計。

造船龍門起重機因為跨度較大,兩側(cè)支腿要有剛性腿和柔性腿之別。剛性腿的剛度必須足夠“剛”,那么柔性可顯得較“柔”,才能保證起重機的正常行走。柔性腿與大梁用“鉸座”相連接是最好的。

首先把兩支腿間的相互位置設計成上窄下寬的特殊的八字形狀，這樣能使尺寸較大的船體分段和吊運件順利通過,運行于懸臂端和跨中之間,這樣的支腿結(jié)構(gòu),新穎實用。由于跨度大，為保證起重機的正常運行,必須在柔性腿側(cè)采用“球鉸”支承大梁，所謂“球鉸”實際上就是一個能使大梁可以相對于柔性腿擺動或轉(zhuǎn)動鉸座,能做成滑動球座的(俗稱“和尚頭”，也可以做成滾動軸承組合式的。在柔性腿上不設“球鉸”,而做成一個“焊接柔性鉸”這種結(jié)構(gòu),，制造方便,，可以用在跨度40m左右的龍門起重機上。支腿的設計步驟：

在設計過程中，根據(jù)給定的各種基本參數(shù)采取傳統(tǒng)的設計方法，熟悉起重機的結(jié)構(gòu)和工作原理，分析原始條件，確定出支腿總體結(jié)構(gòu)和基本參數(shù)，

技術(shù)路線如下：

1)熟悉橋式起重機的結(jié)構(gòu)以及工作原理

2)分析工作情況，原始條件，確定機型并確定出基本參數(shù)和總體結(jié)構(gòu)3)分析起重機支腿的受力情況(主梁，橫梁，小車，風載)4）支腿的強度和穩(wěn)定性校核實施方案及可行性分析：

由于本課題所涉及范圍較廣，問題復雜，且在具體實踐方面難以入手。因此本文主要從最基礎的理論入手，以在校期間學到的機械設計的理論知識和實踐經(jīng)驗為基礎，結(jié)合查閱到的各種資料來論述。

本文的研究可行性從以下幾個方面得到保證：

經(jīng)過大學四年的學習，掌握相關(guān)機械設計方面的知識，理論方面目前已經(jīng)收集到大量的參考文獻，這些文獻覆蓋了起重機相關(guān)資料、鋼結(jié)構(gòu)的工藝等，極具參考價值,國際國內(nèi)已經(jīng)在這方面進行了比較深入的研究，可提供寶貴經(jīng)驗,與從事本研究相關(guān)題目研究的同學進行合作，將為本論文的研究提供良好的交流環(huán)境，集思廣益，使該論文的完成能夠得到足夠的智慧支持,在導師崔麗及從事相關(guān)研究的老師對該論文的悉心指導下，本論文的研究和進度方面將更加合理。

總之，該論文的選題和研究深度是合理的，并且這方面的研究有一定的理論和實踐價值，經(jīng)過不斷的努力可以按目標完成。四、設計進度安排起止時間3月14日到3月19日3月20日到3月24日3月25日到4月9日4月18日到4月24日4月25日到5月5日5月6日到5月20日5月21日到6月4日6月5日到6月10日

主要內(nèi)容相關(guān)文獻資料搜集撰寫開題報告翻譯外文資料計算三維建模，繪出CAD圖紙有限元強度分析書寫論文論文評閱畢業(yè)答辯預期目標初步了解起重機的現(xiàn)狀完成開題報告了解國外相關(guān)論文完成相關(guān)參數(shù)計算給出支腿外形確定支腿強度完成論文書寫進一步改進設計的不足通過答辯4月10日到4月17日選擇支腿結(jié)構(gòu)型式，相關(guān)參數(shù)

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