關(guān)于破碎站80t／20 t固定式起重機的研制
相關(guān)鏈接： 中國安全網(wǎng) 中國質(zhì)量網(wǎng) 中國論文網(wǎng) 中國資訊網(wǎng)
作者：張毅
1 問題的提出
隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，起重機的需求越來越多，其種類要求也更加多樣化。固定式起重機結(jié)構(gòu)獨特，安全可靠，具備高效、節(jié)能、省時省力、靈活等特點，在三維空間內(nèi)可隨意操作，在段距、密集性調(diào)運的場合，比其他常規(guī)性吊運設(shè)備更能顯示出優(yōu)越性。
80 t/20 t固定式起重機安裝在半移動破碎站上，是一種在扇形的立體空間內(nèi)可垂直提升和水平搬運重物的多動作起重機械，主要用于旋回破碎機主軸的安裝、維修和更換。
按《起重機設(shè)計規(guī)范》(GB/T3811)的要求對80 t／20 t固定式起重機進行研究與開發(fā)，其主要內(nèi)容如下：①根據(jù)實際工況，確定固定式起重機的整體布置形式；②結(jié)合主要技術(shù)參數(shù)和特定的技術(shù)要求，完成整體設(shè)計和主要部件的設(shè)計選型；③對起重機回轉(zhuǎn)支承的受力情況進行分析和計算。
2 總體方案設(shè)計
2.1 主要技術(shù)參數(shù)
起重機工作級別為A5；80 t起升機構(gòu)變幅幅度為5.3 m～10.5 m，起升高度為37 m，起升速度為2.5 m／min；20 t起升機構(gòu)變幅幅度為6.4 m～12.5 m，起升高度為40 m，起升速度為9 m/min;回轉(zhuǎn)速度為1r/min，回轉(zhuǎn)角度為O。～300。；起重機采用遙控手柄或拖拽式手柄操作；總電源為三相四線制交流50 Hz/380 V。
2.2 整體結(jié)構(gòu)及描述
80 t/20 t固定式起重機結(jié)構(gòu)簡圖如圖1所示。它主要由回轉(zhuǎn)機構(gòu)、塔筒、起升機構(gòu)、臂架、油缸、吊具和其他附屬部分組成。
回轉(zhuǎn)機構(gòu)采用回轉(zhuǎn)支承結(jié)構(gòu)型式，回轉(zhuǎn)支承上部與塔筒固定，下部與破碎站塔體固定，回轉(zhuǎn)支承采用內(nèi)齒式結(jié)構(gòu)，通過內(nèi)部三合一減速電機驅(qū)動回轉(zhuǎn)�；剞D(zhuǎn)機構(gòu)采用電纜拖曳式供電。
塔筒采用鋼板卷制式簡體結(jié)構(gòu)，對筒體焊接后的焊縫進行超聲波探傷檢驗。筒體的材料為Q345-B，在下料前對其進行網(wǎng)格式無損探傷檢驗，保證鋼板無內(nèi)部缺陷。電氣及液壓所有控制裝置全部放置于塔筒內(nèi)。
主、副起升均采用液壓馬達驅(qū)動，底座安裝固定在臂架上。起升機構(gòu)設(shè)二級高度限位保護裝置，第二級為重錘式限位，設(shè)超負荷限止器。
變幅機構(gòu)采用液壓油缸，液壓油缸的一端固定在塔筒上，另一端固定在臂架上，通過液壓推桿的伸縮來達到變幅。
臂架采用箱型梁結(jié)構(gòu)，鋼板主要材質(zhì)選用Q345-B。臂架一端與塔筒鉸接，另一端安裝有主副起升定滑輪裝置，中間由液壓油缸支撐。
導向滑輪裝置、定滑輪裝置及吊鉤裝置的滑輪采用軋制滑輪，滑輪的節(jié)圓直徑與鋼絲繩直徑之比為16～28。
起升機構(gòu)采用交互捻、線接觸、多層纏繞專用優(yōu)質(zhì)鋼絲繩，其安全系數(shù)嚴格按照《起重機設(shè)計規(guī)范》執(zhí)行。
鍛造吊鉤嚴格按GB/T10051設(shè)計計算，材料為DG20，吊鉤及滑輪組的零件均按等壽命設(shè)計�；嗇S、吊鉤橫梁等承載件均進行無損探傷檢驗。主副吊鉤帶有鉤口閉鎖器，以防起吊時重物滑脫。吊鉤與吊鉤螺母采用梯形圓弧螺紋連接，以提高其承載能力。
安全裝置嚴格按照GB6067.1《起重機械安全規(guī)程第1部分：總則》要求執(zhí)行。
3 主要部件的設(shè)計和選型
3.1起升機構(gòu)
按照80 t/20 t固定式起重機技術(shù)協(xié)議的要求，起升機構(gòu)采用液壓馬達驅(qū)動，采用單聯(lián)多層纏繞卷筒，卷筒尾部裝有旋轉(zhuǎn)限位開關(guān)，經(jīng)計算：80 t起升機構(gòu)倍率為8，鋼絲繩直徑為@28 mm，鋼絲繩折算到卷筒上的線速度為20 m／min；20 t起升機構(gòu)倍率為4，鋼絲繩直徑為@20 mm，鋼絲繩折算到卷筒上的線速度為36 m／min。主、副起升機構(gòu)卷繞系統(tǒng)最后選用寧波某液壓有限公司產(chǎn)品。
3.2 變幅機構(gòu)
變幅機構(gòu)采用液壓油缸進行變幅。首先根據(jù)受力分析計算出油缸所受的最大推力為350×104 N，然后根據(jù)協(xié)議規(guī)定的最大、最小幅度推算出液壓油缸長度為5 461 mm、行程為3 775 mm。
3.3 回轉(zhuǎn)機構(gòu)
回轉(zhuǎn)支承選用三排柱式回轉(zhuǎn)支承，回轉(zhuǎn)支承內(nèi)齒圈和破碎站簡體用螺栓連接在一起，外齒圈與起重機塔筒螺栓連接，三合一回轉(zhuǎn)電機通過偏心螺栓與塔筒固定在一起，三合一回轉(zhuǎn)電機驅(qū)動小齒輪沿大齒輪轉(zhuǎn)動，從而驅(qū)動塔筒回轉(zhuǎn)。經(jīng)計算：回轉(zhuǎn)機構(gòu)大、小齒輪速比為9. 75，總速比為1 735.5，三合一回轉(zhuǎn)電機的功率為31 kW（S3，40%工作制），選用意大利羅西的兩臺15 kW（Sl，100%工作制）電機可滿足使用要求。
4 回轉(zhuǎn)支承受力分析及計算
4.1 受力分析
回轉(zhuǎn)支承在最大幅度滿載時的受力情況見圖2。G，為塔筒、回轉(zhuǎn)機構(gòu)和控制系統(tǒng)自重，共23×103 kg;G2為80 t起升機構(gòu)自重，G2 =2×103 kg;G3為20 t起升機構(gòu)自重，G3—o．9×103 kg;G4為臂架自重，G4—15×103 kg；Gs為液壓缸自重，Gs =2×10'3 kg；G6為80 t吊具、導向滑輪組、80 t定滑輪組和鋼絲繩自重，共4×103 kg；G7為20 t吊具、20 t定滑輪組和鋼絲繩自重，共0.8×103 kg；F．為物品重量，滿載時，F(xiàn)1=80×103 kg；F2為物品重量，滿載時，F(xiàn)2 =20×103 kg。
4.2 不同工況的傾覆力矩計算
經(jīng)分析，起重機在起吊相同重物時，在最大幅度產(chǎn)生的傾覆力矩是最大的；80 t/20 t固定式起重機有兩套起升機構(gòu)，但這兩套機構(gòu)不同時工作。
起重機在不同載荷狀態(tài)下，回轉(zhuǎn)支承所受傾覆力矩的計算結(jié)果見表1。
從表1中可以看出，80 t/20 t固定式起重機進行靜載試驗，承受125%的試驗載荷時，回轉(zhuǎn)支承所受傾覆力矩最大�；剞D(zhuǎn)支承選用馬鞍山方圓公司產(chǎn)品133. 40. 222 0，其承受的傾覆力矩最大可達到16 500 kN．m，完全滿足要求。
5結(jié)束語
由于80 t/20 t固定式旋臂起重機為專門的工藝設(shè)備服務(wù)，與為全局服務(wù)的起重機械相比，其構(gòu)造簡單、制造方便、成本低廉，且該起重機底盤固定，可以衍生為隨車起重機，同時又采用臂架回轉(zhuǎn)，可以衍生為輪胎式、履帶式、鐵路式和浮式起重機，因此可廣泛應(yīng)用到國民經(jīng)濟的各個行業(yè)。
6摘要：系統(tǒng)地闡述了80 t/20 t固定式起重機的研究和開發(fā)，敘述了80 t/20 t固定式起重機的總體設(shè)計和主要部件的設(shè)計；通過回轉(zhuǎn)支承的受力分析，對回轉(zhuǎn)支承所受傾覆力矩進行了分析計算。
