地铁隧道用门式起重机的设计

2016-07-11李文洁杨杰孙玉桥秦皇岛天业通联重工股份有限公司河北秦皇岛066000

中国科技纵横 2016年10期

李文洁　杨杰　孙玉桥（秦皇岛天业通联重工股份有限公司，河北秦皇岛　066000）

地铁隧道用门式起重机的设计

李文洁杨杰孙玉桥
（秦皇岛天业通联重工股份有限公司，河北秦皇岛066000）

【摘要】介绍了一种在地铁隧道施工中吊运渣土的门式起重机，本文对门式起重机的各部件结构、特点等进行了详细描述。在地铁隧道的施工中，由于空间结构的限制，挖掘后的渣土不能长时间存放在隧道内，需要使用起重机将渣土从地下吊运到地面上处理。要求有较高的工作循环制，以实现较高的工作效率，同时能够实现自动翻渣功能，以保证工作效率。

【关键词】地铁隧道施工门式起重机门吊

1　结构组成及特点

如图1所示，本门式起重机主要由：①金属结构；②电气系统；③平台；④小车；⑤大车行走等部分组成。

图1　门式起重机示意图

2　金属结构

金属结构由主梁、悬臂梁、支腿组成。主梁和悬臂梁是起重小车的直接承力部位，为箱形结构，起重小车在两根主梁上所铺的轨道上运行。支腿与主梁设置了多个接口，可以适应多种轨道跨度。

3　小车

小车主要由起升、吊具、翻渣和运行机构组成。其主要特点是：对常规门式起重机的起升机构进行改进的同时，专门增加了针对地铁施工而设计的翻渣机构，用以提高工程的施工效率，同时减少了由于多人员参与带来的安全隐患问题。

3.1起升机构

起升机构主要由电机、减速器、制动器、联轴器、浮动轴及卷筒组成。电动机全部采用国内较成熟的变频制动电机，可以消除由于起升速度快而带来的较大的冲击力。电动机通过浮动轴和鼓型齿式联轴器与减速器连接，减速器低速端带动缠绕有钢丝绳的卷筒。通过控制电动机的正反转，可实现吊具的起升和下降。在卷筒端部安装有螺旋高度限位器和超载保护限制器，在减速器高速轴端两侧各安装一套液压块式制动器，以上安全装置可以保证设备故障的及时发现和制止，避免造成不必要的损失。

3.2吊具

吊具结构主要由动滑轮组、平衡梁、叉形件及吊带组成。主要用于提升并运输装满渣土的渣斗。

为防止渣斗在起升过程中旋转，在吊具上设置两套动滑轮组，根据渣斗的实际大小来设置吊具平衡梁的长度和截面尺寸，满足强度要求。吊带形式根据渣斗吊装凸头尺寸确定。吊带与平衡梁采用上下轴孔垂直布置的叉形件连接，即可以保证了渣斗与吊具易于拆分，又能保证渣斗的左右摆动，防止渣土吊运过程中倾翻。

3.3翻渣机构

如图2所示，翻渣机构主要由1吊具结构、2伸缩油缸、3翻渣挂钩以及4渣斗两部分组成。翻渣机构利用四连杆工作原理辅助主起升机构吊具及渣斗完成翻渣工作。主要工作原理为：

图2　翻渣机构

（1）将渣斗上设计好的吊装凸头安装到吊具吊带上，吊带上的接口设计为上大下小的安装形式，这样既能保证渣斗使用过程中始终固定在吊具上，又能够实现翻转作业；（2）将渣斗提升，使渣斗底部超过挂钩中心，这个过程油缸处于全部伸出状态；（3）将油缸收回，达到挂钩前移至渣斗下挂点下部状态，此时下降渣斗，使渣斗的翻转凸头准确的落到翻渣挂钩上；（4）吊具带动渣斗的吊装凸头继续下落，使渣斗以翻转凸头为圆心继续倾翻，实现渣斗内渣土倾倒；（5）将渣土倾倒到指定位置后，起升吊具，使渣斗的翻转凸头脱离翻渣挂钩，此时将伸缩油缸全部伸出，使翻渣挂钩离开渣斗底部；（6）下降渣斗到地下装渣土位置，准备下一个工作循环。