160t固定臂改伸縮臂鐵路起重機技術研究

 

機械工程系機制及設備工藝專業。

 

（1）整機變幅三較點的全性能、多目標優化設計，ElectronicPublishingHou鐵準設計計1概述從1989年我廠與西南交通大學、北京鐵路局共同研制開發國內**臺N1602固定臂鐵路起重機至今，全國14個鐵路局已配備35臺160t固定臂鐵路起重機。隨著我國鐵路現代化建設的飛速發展，原鐵路線上配備的160t固定臂鐵路起重機已不能滿足鐵路救援需要，為*大限度地利用和挖掘現有N1602固定臂鐵路救援設備的能力，我廠于2002年和鄭州鐵路局西安分局聯合開發，將160t固定臂鐵路起重機改造成160t伸縮臂式鐵路起重機。改造后的起重機可任意伸縮吊臂，具有操作靈活、作業迅速、輔助時間短、適應性廣、作業范圍廣等優點，便于在電氣化鐵路接觸網下、隧道內、橋梁上實施作業。

 

2主要改造項目對160t固定臂改造成伸縮臂鐵路起重機，從經濟性、實用性上考慮盡可能利用原車上的零部件，主、副柴油機，回轉支承，下車（含下車體、支腿、轉向架和走行部分）主泵，分動箱，控制泵，主鉤以及變幅卷揚機等，只是對上車部分，吊臂進行改造和重新制造。

 

上車液壓系統需重新設計，管路改造以及部分元件要更換。雙卷揚液壓系統重新設計制造，可提高吊鉤的起升速度。吊鉤*大工作速度：在額定載荷下由原來的2m/min增加到2.2m/min；在空載下由原來的4m/min增加到8.8m/min，縮短了工作時間，提高了吊機的工作效率。

 

采用二節伸縮臂式吊臂代替原來固定吊臂，伸縮臂截面采用六邊形。吊臂采用國內生產的高強度低合金鋼HG80材料，吊臂伸縮由液壓油缸實現，取消變幅卷揚機構，改為前頂式雙作用缸液壓變幅機構。吊鉤*大起升高度由原來的15m增加到19.6m，工作幅度由原來的5.5~16.5m擴大到5.5作業范圍，操作靈活、作業迅速，實現吊機在電氣化鐵路接觸網下實施作業。

 

轉臺金屬結構重新設計，布置有吊臂座、變幅油缸支承座，主、副柴油發動機，回轉減速器，中心回轉接頭等。優化結構設計，改善制造工藝，布置更加合理。

 

原有的主、副鉤改為一個超短型吊鉤，臂頭前端設羊角鉤，吊機能在隧道內實施作業。

 

原來的主、副卷揚機構保留，進行改造，采用單鉤雙卷揚機構，兩個卷筒用中間齒輪聯接保證同步。

 

原回轉減速器不能滿足要求，需要全部換型，增加了回轉機構的制動力矩。

 

原活動配重第1塊改造為固定配重，第4塊改造為新活動配重第3塊，新制活動配重第1、2±，新制配重油缸和鎖定。

 

司機室全部重新布置。司機室由原放置在吊機前端中部改為放置在吊機前端一側，改善了操作者在工作時的視角。

 

電氣系統全部重新改造，并增加新制電子控制單元進行安全保護。

 

3關鍵技術使整機布置更具經濟性、實用性、合理性。

 

二節伸縮臂的合理結構，六邊形伸縮臂的截面參數優化，多節伸縮臂的設計計算方法研究，高強度低合金鋼HG80的材料制造工藝。

 

研究起重機在電氣化鐵道接觸網下、橋梁上、隧道內進行救援起復作業的性能，提高吊機的工作能力。

 

下車部分不改造，支腿反力設計為14主要技術性能參數和幾何尺寸（表1）表1起重機的主要技術性能參數和幾何尺寸項目固定臂改造成伸縮臂額定起重量/t耐5010.54m支腿、有活動配重、*10*順軌區10.54m支腿、有活動配重、*20*順軌區10.54m支腿、有活動配重、360*區接觸網下，6m支腿，有活動配重、*Kf順軌區無不使用支腿、有配重、*10*順軌區吊鉤*大工作速度（額定載荷）Am°minb吊鉤*大工作速度（空載V（m*min丨）變幅時間/s吊臂全伸時間/s無回轉速度/（*min丨）自力走行速度Akm°h吊鉤*大起升高度/m工作幅度/m尾部回轉半徑/m支腿跨距（橫縱V（mXm）回送狀態軸重/t軌距/mm可通過*小曲線半徑/m自力走行*大坡度/%」

 

整機質量/t風冷主機柴油機BFL41：F風冷主機柴油機F3L9125改造后起重機的主要構造特點起重機由上車和下車兩大部分組成。上車主要由轉臺、吊臂、動力裝置、卷揚機構、變幅機構、回轉機構、配重、司機室、上車液壓系統、電氣系統及其安全系統等組成。下車主要由車體、支腿機構、四軸轉向架、走行機構、制動系統、下車液壓系統等組成。

 

轉臺是倒*n*形高墻板結構，兩墻板支承著吊臂、起升機構、配重、變幅油缸等主要受力部件。車體保留原結構，車體側梁采用兩個箱形結構，側梁之間用橫梁相連成框架結構。吊臂由基本臂、二節臂組成。吊臂采用六邊形結構，截面參數采用離散變量優化方法確定，減輕了吊臂自重，改善和提高了起重性能；吊臂材料采用高強度低合金鋼，具有較好的可焊性和低溫韌性；為了擴大接觸網下作業能力，吊臂頭部設計了羊角鉤。

 

由主、輔發動機各1臺組成，均采用道依茨風冷柴油機，使用保養簡便，壽命長。能在一40*c、海拔高度2000m的環境下工作，特別適用于寒冷地區。主、輔發動機可同時工作，也可分別工作。

 

起升機構采用2臺卷揚機由齒輪傳動同步運動。

 

卷揚機構通過液壓系統雙泵合流和馬達高、低速切換功能實現重載低速、輕載高速的性能。超短型吊鉤組便于起重機在接觸網下起吊作業。變幅機構、伸縮機構采用油缸驅動，承載能力強，可帶載變幅，擴大了網下作業性能?；剞D機構起動、制動平穩，微動性能好。

 

配重掛放機構可以根據起重作業需要掛或不掛活動配重。支腿機構根據作業需要可設置成3種支腿跨距。

 

轉向架及自力走行機構在起重機回送狀態下，通過車鉤與編組列車或機車聯掛運行。

 

米用液控、恒功率變量開式系統，實現各機構恒功率無級調速，配合雙泵合流，卷揚馬達高、低速切換性能進一步擴大調速范圍。系統具有發熱低，維護簡便等特點。主油泵采用進口力士樂斜軸式柱塞泵，額定壓力高，抗污染能力強。卷揚馬達采用進口赫格隆內曲線低速大扭矩馬達，其結構具有抗沖擊載荷的能力。

 

馬達配有雙速閥和制動器，擴大了使用性能。

 

起重機配置全方位的安全系統采用技術先進、工作可靠的BML-5C中央微機監控系統，有漢字、圖形、顯示，具備提示、報警、限動、解鎖等能力。智能化的全自動控制方式對起重作業提供安全保護，并對起重機作業工況進行全方位顯示，對超載工況報警并切斷向危險方向的動作。起重機還具有吊鉤高度限位；吊臂順軌*1020*限位；上轉臺對中及回送狀態鎖固；活動配重、支腿機構、走行機構工作位置鎖固；全方位水平儀；超載聲光報警儀等安全裝置。此外，在司機室內還配有動力裝置、液壓系統、電氣系統、空氣制動系統的各種顯示儀表，有助于司機安全操作。