架桥机卷扬机设计、使用与再利用

王秀杰

摘 要：高速铁路技术的飞速发展，架桥机得到了广泛应用，卷扬机作为架桥机的主要起升部件，在整个设备的运行起着关键的作用，其设计、使用需要特别注意，并且其作为一个大型部件，成本较高，会在另外一个的项目中再次使用，因其在整机中的重要性，再次利用前的检查和修复工作就显得尤其重要。

关键词：架桥机；卷扬机；设计；使用；再利用

中图分类号：U445 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）08-0057-01

随着社会的进步，随着高速铁路的飞速发展，高铁架桥设备在国家的这项基础建设中得到了广泛的应用。越来越多的架桥机设备在高铁建设过程中得到应用。架桥机在高铁桥梁架设中起着重要作用，而卷扬机通过钢丝绳在卷筒上的缠绕来实现重物的起升与降落，是架桥机用于起升的主要部件，更是整机的关键部件。

1 架桥机卷扬机主要结构形式

我司高铁架设设备上所用卷扬机主要有两种结构形式：一种为电机驱动，另一种为马达驱动。电机驱动的卷扬机主要组成有：机座、卷筒、电机、减速机、高速端制动器、低速端制动器、超速开关和高度限位等。马达驱动的卷扬机主要组成有：机座、卷筒、马达、行星减速机、泵站、制动器、超速开关和高度限位等。马达驱动的卷扬机结构紧凑，有利于整机布置，但其成本相对电机驱动的卷扬机较高。

2 卷扬机方案设计主要注意事项

卷扬机作为架桥机的主要起升部件，有许多专业的厂家在进行设计和生产，主机厂从卷扬机厂家直接定购，更能保证产品的性能和质量，但是在方案提出时需要重点考虑以下几个方面：

（1）额定起重量：在确定额定起重量时除了要考虑起升重物的总重量外，还要考虑吊具和捆绑物本身的自重，将其相加计算设备的额定起重量；（2）钢丝绳选择：架桥机作为特种设备，钢丝绳的安全系数不得小于5倍，通常5-6倍。钢丝绳选用时需考虑结构形式，根据环境和额定起重量参考专业钢丝绳厂家样本选出合适结构和直径的钢丝绳；（3）鋼丝绳允许偏斜角：钢丝绳允许偏斜角，通常又叫做入绳角，需要根据卷扬机在架桥机上的位置进行综合考虑，根据GB/T 3811-2008 《起重机设计规范》6.3.3.3的规定，钢丝绳绕进或绕出卷筒时，钢丝绳中心线偏离螺旋槽中心线两侧的角度不应该大于3.5°；对于光卷筒无绳槽多层缠绕卷筒，当未采用排绳器时钢丝绳中心线与卷筒轴垂直平面的偏离角度不应大于1.7°。对于架桥机卷扬机常采用螺旋绳槽，根据经验，尤其采用多层缠绕时，当允许偏斜角小于2°时，出现乱绳的几率较低；（4）卷筒直径和长度：卷筒直径D根据《起重机设计规范》为：D=h·d（h为卷筒直径与钢丝绳直径比值，可根据起重机设计规范表45进行选取），卷筒直径在实际选取时，除满足上述要求外，要根据架桥机的整体布置情况、入绳角和容绳量确定直径和长度；（5）排绳器的选择：架桥机常用的螺旋卷筒，在实际使用中发现，钢丝绳在卷筒上缠绕超过4层时，非常容易出现乱绳现象，此时就需要使用排绳器进行强制排绳，如整机由于空间有限，结构设计时不允许使用排绳器，应选用LIBUS卷筒避免出现乱绳现象；（6）电机功率选择：卷扬机电机功率影响卷扬机的起升速度，需根据客户要求和设备使用特点确定起升速度，再根据起升速度要求计算选出恰当的电机功率；（7）减速机的选择：减速机在卷扬机上主要起着降速增扭的作用，减速机选择时需要考虑额定起重量、起升速度、卷筒直径和卷扬机的外形尺寸来综合考虑减速机型号选取。

在卷扬机方案设计时，除主要考虑上述注意事项，还应考虑与架桥机结构相匹配，确定合适的机架尺寸，确保卷扬机在设备上安装时与其他零部件不干涉。

3 卷扬机使用与维护

卷扬机作为架桥机的主要起升设备，是一套起升系统，系统在使用时就需要按照使用说明书要求进行安装、检查、使用、维护和保养，主要应注意以下几方面工作：

（1）卷扬机安装：卷扬机安装应该由专业人员进行，应置于架桥机主梁上水平位置，并用螺栓与主梁进行可靠连接，螺栓等级必须按照设计要求使用，并且卷扬机与主梁连接螺栓等级不小于8.8级；（2）使用前检查：在卷扬机使用前，应检查外观是否有异常，螺栓是否有松动；减速机齿轮油油位是否正常；制动泵站液压油油位是否正常；各需润滑部位是否已经加注润滑油或润滑脂；电机和制动器电源线、各种开关与电气系统是否进行可靠连接；卷扬机是否进行接地连接；（3）钢丝绳固定与安装：架桥机卷扬机钢丝绳在卷筒上的固定方式一般采用压板，钢丝绳应正确放置在压板绳槽内并将夹紧螺栓安装牢固，并且注意螺栓头部安装方向，避免钢丝绳在缠绕时与其干涉。为保证安全，钢丝绳在卷筒上缠绕要至少留有三圈安全圈；（4）空载运行：在检查卷扬机外观无问题后，先空载运行，正、反转运行时间均不少于15分钟，检查各零部件运转是否正常，重点检查齿轮的啮合情况、制动装置是否正常、各紧固件是否牢固、是否存在漏油现象；（5）重载运行：卷扬机在重载运行前一定要确认起吊重物的重量是否在额定载荷的范围内，在范围内方可进行吊装，超出额定起重量范围不能起吊，卷扬机更不能用于运送人员。首次重载应特别留意观察是否有异常情况发生；（6）维护与保养：卷扬机应由专业人员进行日常检查和保养，按照使用说明中的润滑表，对润滑点位按规定时间周期进行润滑和更换油脂，在使用频繁时，增加检查的频次。新设备在开始使用半个月时，应清洗机器内部，更换全部润滑油。在检查和维修时，除必须开机检查的项目外，应卸载、断电，应注意人员安全。必须开机才能检查的项目，应由两个人进行，注意卷扬机运行状况，当有危险情况发生时，马上停止卷扬机的运转，保证人员安全第一位。

4 卷扬机再利用

架桥机作为大型的机械设备，成本较高，当某一项目完工后经常会存放一段时间后转场或改造后应用到另一相似项目上。由于两个项目时间间隔的不确定性，架桥机可能存放若干年不进行使用，当再次使用时，就需要对整机进行维护、修理，以保证设备正常的使用状态。卷扬机作为架桥机主要的起升部件且涉及架桥机安全性，在再次利用时前期的检查、维修工作就显得尤为重要。下面介绍一下卷扬机在再利用时需要做的主要工作：

（1）外观检查：检查卷扬机外观是否完好，整机进行去污，清理；（2）整机拆解：将卷扬机进行拆解，检查卷扬机零部件及其接口，确认零部件是否有损坏；（3）机架处理：将整机机架进行打磨、喷砂、去氧化层；（4）机械零部件检查：检查减速机零部件是否有损坏，如有损坏需进行更换；电机进行通电检查，确认是否可以正常工作；如有外啮合齿轮，检查大、小齿轮磨损情况，如磨损严重需进行更换。零部件检查时需特别注意要检查制动器，卷扬机长时间不用，刹车片可能会吸附在制动轮上，开机时会产生很大的阻力，直接启动将导致卷扬机机构损坏，所以需要特别注意检查制动器及其状态，当刹车片磨损严重时也应进行更换；（5）电气零部件检查：为保证安全，多数卷扬机上都配置高度限位、超速开关、编码器等电气原件，电气原件在久放后功能得不到保证，需要进行更换；（6）更换齿轮油和液压油：由于存放时间较长，减速机中齿轮油和泵站中液压油已经变质，性能不能保证，必须要进行更换；（7）零部件更换及重新装配：将上述步骤中损坏的零部件及连接螺栓更换，将卷扬机重新装配；（8）试车：卷扬机在重新装配完成后，需要进行1.25倍额定载荷静载试验，试验时运行一切正常，且噪音满足国家标准要求；（9）表面喷涂：将卷扬机钢结构外表面进行喷漆处理，延长钢结构使用寿命，防止钢结构腐蚀。

为了保证卷扬机的使用安全，旧卷扬机必须完成上述步骤的工作之后才能进行使用。如为节省成本减少部分步骤，可能会导致设备的运转不良及产生安全事故。

5 结语

综合上文所述，架桥机卷扬机，在设计时考虑尽可能全面，在使用时按照要求进行使用、维护和保养，在再利用时应进行详细的检查和合适的处置，保证卷扬机的正常使用，保证架桥机整机的正常运转。

参考文献

[1]《起重机设计规范》GB/T 3811-2008.