船厂分段翻身吊钩桥式起重机结构特点研究

封翔

摘要：随着科技不断进步， 起重设备电气化、机械化水平不断提高，起重机自动化技术应用水平显著提高，设备工作稳定性和效率明显改善。这是当前起重机设备生产和应用主要发展方向。在我国造船领域，经常会用到分段翻身的吊钩桥式起重机和门式起重机设备，这种起重机具有十分复杂的力学结构，可以满足造船工业特殊的起重要求，是造船工业中不可或缺的辅助设备。本文将对分段翻身桥式起重机结构特点进行深入分析。

关键词：吊钩桥式起重机；结构；特点

起重机是一种常用的机械设备，其可以满足横向和纵向移动重物需要。起重机采用循环作业模式，通常来说，一个完整的工作流程主要包括取物、起升、平移、下降、卸载等，每个环节都关系到整个作业是否成功。起重机基本操作模式有起动、制动、正向和反向操作等几种。桥式起重机是一种高技术含量起重机，其内部结构复杂、功能多样化，在各行业中得到广泛应用。这几年来，随着国内经济发展水平不断提高，桥式起重机在我国船舶工业得到大面积推广。吊钩桥式起重机主要有以下优势：结构完整、自重较轻、胎压较小、功耗偏低；机械占地面积小、应用范围广；采用模块化功能设计、综合性能好、保养成本低；生产技术先进、操作精度高、组装便捷；人机统一程度高、功能多样化、性能稳定可靠；设备采购成本低，投入-产出比高。从上述分析可以看出，桥式起重机设计和使用都符合低碳环保经济理念，具有巨大的市场发展空间。

1.起重机的总体概况

起重机主要由以下几部分组成：动力系统、力学结构、操作系统、安全系统、信息系统以及金属结构等。起重机主要有以下几个突出特点：首先，起重机力学功能强大，能够满足大重量、大体积物体搬移需要；其次，起重机起吊、搬移重物方式十分多样化，可以满足不同生产用途。再次，起重机对工作空间要求较高。第四，起重机对辅助工具要求较高，例如运行轨道、拆装设备以及包装设施等， 并对现场安全管理要求较高。第五，起重机大多数工作部件暴露在外，与操作人员直接接触，潜藏着巨大安全风险。最后，起重机操作环境十分复杂。还有，起重机作业需要人机相结合，相互保持密切合作。

当前，起重机主要朝着以下几个方向发展：首先，大型化、快速化、多功能化以及高效化，应用范围更加广阔。其次，高稳定性和安全性。起重机不仅具有良好的功能稳定性，还有较高的安全应用水平； 最后，信息化、自动化水平不断提高，起重机对人工操作水平不断降低，智能化水平快速提高。还有，模块化组装和应用，可以根据不同需要灵活组装起重机。

分段翻身吊钩桥式起重机采用双小车、双梁轨结构设计，上下小车可以相互运动、互不受影响和干涉。分段翻身起重机在对船身进行翻转过程中，上下小车同时启动，将船身抬升到一定高度后，在利用上下小车不同作用力实现对船身的翻转。这类分段翻身起重机结构相对简单，主要由上下小车、操作系统、动力系统以及桥架等组成。

2.上小车

通常上小车由两部一样的起升机组合而成，每部起升机构都自带加速器、缓冲器、滑轮系统以及液压器等。每套起升机构起吊负荷相同，为保证下小车不受起重重量影响，在起重机外部两侧增加了2根主梁，起重机的2个吊钩可以灵活搭配使用，通过与下小车搭配可以实现对重物翻转。为保证2个吊钩同时运动，每个起升卷筒都加装了信息控制器，通过中央操作台发出指令可以实现两个吊钩同时运行，以避免下小车与上小车互不干扰，并为下小车运行提供足够的运动空间，其结构设计与小门式起重机相似。上小车的小车运行通过一部三合一体化减速器控制，可以大大节省下小车运行空间。为了避免小车在作业过程中发生侧翻，需要对上小车门架加装安全防护钩。

3.下小车

下小车通常只配置一套起升系统，起升系统主要由动力系统、力学结构、操纵系统、缓冲器、滑轮系统以及制动系统组成。大多数下小车采用三合一减速器作为动力系统，有时候也会使用电动机、制动器减速器作为动力系统。

4.大车运行机构

这种起重机具有比较特殊的结构，因此其占地空间较大，为了保证能够在复杂作业环境下运行使用，一般会采用二级车轮平衡结构，起重机会安装四个车轮组，车轮型号和数量也可以根据起吊重量灵活调整。起重机动力系统采用四角驱动模式，每个驱动系统都由三合一减速器车轮组及缓冲器组成，以保证起重机具有良好的动力。

5.桥架布置

桥架一般使用2梁4轨形式，主梁上的腹板要加装上下小车滑动轨道，主梁外侧腹板上的轨道供上小车运动使用，主梁内侧腹板上的轨道供下小车运动使用，两套轨道互不受影响。上下小车电力系统安装在其对应运动的主梁上。为保证大车有正常的运行条件，可以在大车四至安装一个检修台。其中跨度如果不超过33米，可以将控制室设置在起重机顶部，如果其中跨度超过33米，以保证操作人员有良好的视野，操作室可以与上小车同步运动，通过采用刚性连接实现二者同步运动，一般操作室悬挂在主梁外侧，对上小车工作不会有影响。

6.电气部分

这种起重机工作负荷较大，对电气系统提出了更高的要求，通常以进口产品居多。起重机控制系统主要以西门子和通用公司生产的大中型PCL为主。在“翻段”作业中，要实现上小车和下小车同步运动，在运动过程中，上下小车要实现独立运行。另外2个起升机也要保持同步作业。这对起重机控制系统提出了较高的精度要求，通常采用绝对值编码器“三维定位”要对两个副起升工作符合进行预估，保证起重重量不超过其最大负荷。

7.注意事项

分段翻身桥式起重机在船舶领域主要是对大型船舶构建进行翻转，工作强调级别为A5，吊载重物时运行速度较慢，为保证工作效率必须要提升上下小车运行速度：吊载时满速，空载时高速。在设置起重机的跨度参数时，要根据上下小车最大负荷来确定，同时为翻转作业预留充足的工作空间。

参考文献：

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