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1、一种自变形轮胎式轨道铺板门式起重机的研究 摘 要：本文介绍了一种应用于地铁隧道工况下铺设轨道板的门式起重机，特殊是对一种在地铁隧道中可自变形的轮胎式轨道铺板门式起重机的运用环境、技术参数、结构组成、有益效果等进行了具体描述。此种铺板门式起重机，具有自变形可调功能，能够在地铁隧道内对轨道板进行精调铺装工作。 关键词：地铁隧道；铺板；门式起重机 中图分类号：U215 文献标识码：A 文章编号：1673-206405-0073-02 0 引言 近年来，城市轨道交通建设速度不断加快，城市轨道交通成为城乡居民主要的交通工具。地铁作为城市轨道交通工具的一种，也在不断的高速建设中。且其施工在平安、质量、文明
2、、环境等方面不断提高、创新。为了适应地铁快速发展，针对地铁隧道尺寸的限定以及要求，特殊设计了一种自变形轮胎式轨道铺板门式起重机专用铺轨设备。 本文所介绍的一种自变形轮胎式轨道铺板门式起重机是地铁铺轨专用设备，该门式起重机是“机-电-液”一体的起重机械，采纳工业级微机来限制驱动、转向及各种预定动作，整机运行敏捷，适应多种工况。 1 运用环境 1.1 工作环境 温度：-10-45；湿度：存放场地：90%；运用场地：80%。 1.2 工作场地 平地或隧道内，轮胎着力点为地面或隧道管片。 1.3 动力来源 外接电源：三相五线制380V，50Hz。 2 技术参数 额定起重量：16t；起上升度：3.0m；
3、起升速度：0-3m/min；变形宽度：1620mm；变形高度：1250mm；水平移动范围： 200mm；整机升降速度：5m/min；重载行走速度：0-40m/min；轮胎转向角度：15；车轮组摇摆角度：0-45；最小转弯半径：11m。 3 结构组成 此种自变形轮胎式轨道铺板门式起重机由六个部分组成，即金属结构、起重装置、液压系统、电气系统、行走系统及附件组成。 3.1 金属结构 金属结构主体采纳高强度钢板焊接而成，为箱型结构，充分保证了结构的强度和刚度。金属结构各部分均采纳高强度螺栓连接，分解后的单元外形尺寸满意马路、铁路运输要求。 金属结构上方为一个矩形框架，框架中间部分设置加强板，用以增加
4、框架的结构强度，框架前后各有两个错位相连的伸缩外套，用以安装横向伸缩装置，横向伸缩装置主要由伸缩内套和油缸组成。支腿通过螺栓与伸缩内套端部相连，支腿亦设计为伸缩结构，通过油缸调整高度，并设置锁紧机构。通过横向伸缩装置，整机可实现跨度调整，通过支腿伸缩装置，整机可实现作业高度调整。 金属结构前后的悬臂梁，用以安装电缆卷筒、泵站、电控箱等其它设施。金属结构前后下方设置两组由油缸驱动可90旋转的临时支撑架，临时支撑架可将整机撑起，协助整机完成各种变形动作。 3.2 起重装置 起升装置是由四台电动卷扬机构成。卷扬机为三合一变频制动电机。为了防止过卷绕和欠卷绕，在卷筒轴端安装有高度限位器。同时设计为八绳
5、防摇装置，防止了吊装轨道板时猛烈摇摆。见图1。 由于采纳四台卷扬机，其同步性特别重要。采纳的设计方案是：其中两台卷扬机采纳一点起吊方式绕向，另两台卷扬机采纳两点起吊缠绕方式，实现被提升的轨道板“四点起吊，三点平衡”的目标，保证轨道板受力匀称。见图2。 四点起吊方式优点在于：可在施工时调整轨道板的空间位置；确保轨道板与底座平行落下；同时可以保证轨道板在空中三点平衡； 本吊机设计了专用吊具，它由吊梁和支撑梁两层组成。且吊梁可在支撑梁上通过电力推杆实现纵移方向微调，且设置摇摆微调螺杆装置，可保證轨道板实现水平摇摆微量调整。见图3。 此专用吊具优点在于：施工人员可近距离微调轨道板位置，防止远端大摇摆调
6、整造成的惯性冲击；采纳电动推杆，实现纵移微调，运转敏捷，操作简便；采纳摇摆螺杆微调装置，保证曲线区轨道板精确对位；采纳液压油缸，实现横向微调功能；采纳“四点起吊三点平衡”原理，作业平稳。综上所述：此专用吊具可实现六个自由度的微量调整和水平摇摆角度调整，保证轨道板精确对位。 3.3 行走与转向装置 此吊机共有四组行走装置，每组行走装置包含两个悬挂和两个车轮，轮胎选用实心压配式，防止爆胎，保障平安性。行走装置与支腿铰接，通过液压缸可实现肯定0-45度内的转动，从而限制悬挂的倾角，实现沿隧道管片行走。整机设置4个转向油缸，转向油缸限制悬挂的转向角度，可实现多种行走模式。 3.4 液压系统 液压系统包
7、括液压泵站、液压油缸、液压马达等。此自变形轮胎式轨道铺板门式起重机行走驱动系统为开式静液压系统，电液限制。工作液压系统为开式液压系统，工作液压系统包括液压转向系统、吊具横移系统、轮组摇摆系统和液压支腿系统等。液压转向系统为电液比例闭环限制，精确限制各轮组的转角。隧道壁行走转弯时采纳手动限制差速，结构简洁，操作便利。 3.5 电气系统 电气系统由限制器、各种传感器和限制继电器等部件组成。车载限制器负责电气系统输入和输出信号的处理，依据操作输入信号以及现场传感器反馈的信号，经过限制器核心CPU的运算处理，从而给定执行机构限制阀信号，达到整机各功能协调运行的目的。 自变形轮胎式轨道铺板门式起重机的全
8、部基本操作指令均来自于操作者本身，操作者是指令发送的唯一主体，通过触摸屏完成各个指令的操作。同时，限制器通过分析处理现场传感器反馈的信号，可主动处理执行机构的最终执行吩咐，有效保障运输车平安运行。 另外，限制器内部设置驱动行走限制模块和转向限制模块等功能模块。驱动行走限制模块综合处理行走开式泵、行走马达、压力传感器和速度传感器等信号，从而达到对整机行走功能的精细化限制，使起重机平稳起步、行走和停车。转向限制模块主要依据遥控器的操作指令和现场角度传感器反馈的信号，限制软件根据预先设定的算法，计算各个转向机构的理论角度，最终协调限制各个转向执行阀的限制信号，使起重机能够流畅同步转向，有效限制由于转
9、向不同步造成的轮胎磨损或者机械结构的损坏。 电气限制系统通过分析现场反馈过来的传感器信号，可主动干预执行机构的动作，也可提前预判可能发生的担心全因素，从而保证此自变形轮胎式轨道铺板门式起重机的平安运行。 另外，配置视频监控系统，可实时了解设备工作部件状况。 4 结语 本文所介绍的一种自变形轮胎式门式起重机有以下有益效果：此自变形轮胎式轨道铺板门式起重机作为一种地铁隧道施工设备，采纳轮胎走行，全面去除施工时铺轨要求，大量节约劳动力，避开对成型隧道进行二次破坏隧道面；自变形轮胎式轨道铺板门式起重机大车走行系统，能够使整个设备在隧道壁上运行，避开设备施工受混凝土浇筑后短时间内不能受力影响，提高工作效
10、率；专业的铺板吊具设计，提高轨道板对位精度，运用简洁便利；采纳国外进口马达，平安牢靠。 参考文献 1 张质文，虞和谦，王金诺.起重机设计手册M.北京：中国铁道出版社，2000. 2 中国机械工业联合会.GB/T38112022起重机设计规范S.北京：中国标准出版社，2022. 3 中华人民共和国建设部.钢结构设计规范：GB/T 50017-2003S.北京：中国安排出版社，2003. 4 王金诺，于兰峰.起重运输金属结构M.北京：中国铁道出版社，2002. 5 李运华.机电限制M.北京航空航天高校出版社，2003. 6 芮延年.机电一体化系统设计M.北京机械工业出版社，2004. 7 章宏甲等.液压与气压传动M.机械工业出版社，2000. 第7页 共7页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页