MT900B提梁机变跨机构技术改造
马先科易海军陈泉马文财谭德明
（中国水电集团京沪高铁三标段三工区七局）
摘要：根据提梁机的实际使用需要，对起重小车变跨机构进行改进，由液压油缸顶推滑移式改进成卷扬机牵引滚轮滚动式，有效地减少了提梁机吊32m与24m箱梁之间变跨作业时间，提高了设备的综合使用效益。
关键词：提梁机；变跨；技术改造；效益
1 MT900B提梁机简介
主要特点
MT900B提梁机属于重型门式起重机，主要用于京沪高速铁路（350km/h客运专线）32m、24m或20m双线整孔箱形混凝土梁场内提升、移存、装车作业。
即把箱形混凝土梁从预制场地通过轨道转移到存放工位、把存放工位的箱形混凝土梁吊运到运梁车上。
1）双门架结构，可以两个方向装梁。
如果运梁车先到装车位置，提梁机吊梁纵走跨运梁车装车；如果提梁机吊梁先到装车位置，运梁车可从侧门穿到提梁机下装车，大大提高了作业效率。
2）四点起吊调平同步系统：根据四点起升调平同步的要求，利用微积分判别系统，对每个起升点的速度进行控制，实现起升机构同步升、降，四点同步误差≤10mm。
3）利用起重小车的空载横移，适应32m、24m、20m双线整孔箱形混凝土梁的吊装。
4）依靠大车上的液压装置可以自行在轨道上实现90°空载转向。
5）利用“防溜钩”技术，对速度、加速度、载荷及力矩进行分析，当出现失速时，实现准确的失速保护。
6）起重及行走机构的电机均采用变频调速，提梁机的起重与行走速度平滑可调，可以根据需要任意调节。
全套电气控制均采用联动台控制，起升、行走控制都集中于驾驶室内，既扩大了司机的视野，又减轻了司机的体力劳动。
7）与轮胎式提梁机比，投资相对较少，故障率较低。
主要技术参数及动力配置
1.2.1 技术参数
MT900B提梁机主要技术参数如表1。
表1 MT900B提梁机主要技术参数
1.2.2 动力配置
MT900B提梁机动力配置如表2.
表2 MT900B提梁机动力配置
设备主要构成
提梁机由结构、机构、液压、电气四大部分组成。
1.3.1 结构
提梁机为双向门架结构，主要由大车行走台车、立柱、端梁、主梁、小车架、走台及栏杆等组成。
主梁上翼缘设有滑道，供起重小车滑移。
小车架是起重小车的承载结构，它可以在主梁滑道上滑行。
滑道轨距7500mm。
1.3.2大车行走机构
大车行走采取双线双轨、四点支承的型式。
大车行走机构承受整机的自重荷载和吊重荷载，门架两侧行走台车由均衡梁与门架相联，以使轮压均衡。
大车行走机构有四组，每组由两个主动台车、六个被动台车、四个均衡梁Ⅲ、二个均衡梁Ⅱ、一个均衡梁Ⅰ及一个中心枢轴组成。
驱动装置采用斜齿轮-伞齿轮减速机分别驱动。
大车制动由减速机制动器提供。
大车上还设有液压转向装置，可以使台车空载转向90°，以实现提梁机在两条垂直轨道上行走。
1.3.3起升机构
起升系统采用“四点起吊三点平衡”技术。
其工作原理是：将其中一台起重小车上两个吊点钢丝绳卷绕通过均衡装置平衡卷绕使其两吊点受力平衡，形成一个平衡吊点，另一台起重小车上两个吊点钢丝绳独立卷绕构成两个吊点，两台起重小车上的四个吊点即构成了静定的三吊点起升系统，四个吊点在同一水平位置时，各吊点受力恒定。
保证箱梁梁体在吊装过程中受力平衡，避免了四个吊点起升偏差对箱梁梁体造成附加扭矩。
四个吊点吊具受力也是均衡的。
起升卷扬机安装在起重小车上，小车通过螺栓固定在主梁上。
小车架中间装有平衡滑轮和四组定滑轮组，两端装有转向滑轮。
起重小车上钢丝绳卷绕分为平衡卷绕和独立卷绕两种方式。
每台起重小车上均设有两台起升卷扬机，由电动机驱动，经制动轮联轴器带动减速器，减速器的低速轴通过一套开式齿轮驱动绕有钢丝绳的卷筒，只要控制电动机正反转，就可以实现箱梁的升降。
在卷筒轴一端装有螺旋式上升限位开关、超速保护及同步控制旋转编码器，用于起升限位及超速、同步控制。
卷扬机设工作制动和安全保护制动两种制动装置，为了保证起升机构工作的安全可靠性，在传动装置的高速端(减速机输入轴)设置电力液压块式制动器，并在减速机高速端又加了一台电力液压块式制动器，从而大大提高了高速端制动安全性能，有效地防止了溜钩及其他意外事故的发生。
低速端(卷筒)设液压钳盘式制动器和液压钳盘式制动器，并配有泵站，正常工作时，液压钳盘式制动器相对块式制动器延迟秒制动；当卷扬机传动机构失效卷筒超速旋转时，液压钳盘式制动器会在超速保护控制系统控制下自动释放制动，达到超速安全制动的目的。
1.3.4起重小车横移顶推机构
小车架上设有起重小车液压顶推机构，通过液压油缸推移实现起重小车在滑道上由主梁两端向中心对称移动4m/6m，从而实现起吊32m跨箱梁转变为起吊24m/20m跨箱梁作业。
两台起重小车各有一套液压顶推机构，每套液压顶推机构包括液压泵站、顶推油缸、迈步支座等，见图1所示。
图1 起重小车横移顶推机构
迈步支座由螺栓固定在主梁上，同时与活塞杆相连，通过活塞杆的伸缩推动小车空载滑动。
液压缸完成一个行程后，将迈步支座移至下一个安装位置固定即可进行下一个行程的顶推作业。
每次迈步行程1000mm。
变跨完成后，要将小车架与主梁用螺栓固定牢靠才能进行起吊作业。
2 变跨机构改造
改造的必要性
长清制梁场共计需生产32米箱梁737榀、24米箱梁60榀、28.7m非标梁2榀。
仅有一个24m制梁台座，6个24m梁的存梁台座，24m梁的存梁台座与32m梁的存梁台座共用一端台座，28m非标梁存放在32m梁上（对称放置）。
根据实际情况提梁机需变跨124次循环，加上倒梁，约需进行150次变跨循环。
在操作比较熟练的情况下，32米、24米变换需7个小时完成一个循环，因此共需耗时1050小时，合160台班，
严重制约了提梁效率，不能满足生产需要。
为此成立攻关小组，最大限度地降低变跨作业时间来提高设备的使用效率。
方案论证
变跨作业时间较长主要原因：一是采用滑道滑动，移动速度肯定较低；二是迈步作业，辅助作业时间较多。
初步考虑以下两种方案进行比选：
方案一：仍采用油缸顶推滑移，但在滑道上用聚四氟板做衬垫减小摩擦阻力，方便起重小车的移动。
方案二：采用动力牵引滚轮滚动。
采用4个带滚轮的顶升油缸将起重小车顶离滑道，同时以四个滚轮做支撑，用提升卷扬机做牵引，将起重小车移到所需的位置。
经过分析确定采取方案二进行改造。
另外，针对长清梁场的情况，24m与32m之间变跨只需对一端起重小车进行移动就可实现。
技术设计
2.3.1 变跨顶升机构设计
在起重小车架两侧腹板上，对应主梁滑道上方焊接四个油缸支座，在支座上安装顶升油缸。
油缸推力20T，行程200mm。
见图2所示。
2.3.2 变跨行走机构设计
变跨行走机构是在顶升油缸下设置支撑滚轮，滚轮支撑在主梁滑道上，同时滑道两边设置止挡限位装置，防止小车跑偏。
见
图2所示。
图2 变跨顶升行走机构图
2.3.3 液压控制系统设计
液压控制系统是在原推移液压控制系统上进行改造，即利用原泵站及控制阀，取消顶推油缸，另外增加四个顶升油缸及管路等附件。
见图3所示。
图3 泵站改造原理图
2.3.4 其它
（1）在活动小车与主梁之间设置一对定位止挡装置，保证自动定位24m跨梁吊装作业，又能防止吊起24m梁后活动端的小车往固定端滑动。
（2）将活动小车与主梁的螺栓连接固定改为销轴定位固定，随时抽插方便，以提高其工作效率。
（3）根据起重小车移动方向的不同，选择不同的提升卷扬机。
3 顶升变跨作业技术安全要求
1）顶升机构的液压系统工作压力必须控制在10MPa以内。
2）顶升之前应根据行走方向卡好钢丝绳。
3）主梁滑道上面油污应清洗干净以免打滑。
4）油缸顶升高度不超过1cm。
5）顶升、下降应尽量缓慢，速度不宜太快，以免产生较大的冲击。
6）随时注意小车在主梁上行走情况，偏差不能超过1cm，否则应及时纠偏。
7）行走到位之后小车应降落到主梁上，并做好固定。
8）随时检查焊接处有无裂痕和裂纹。
9）严格执行高处作业安全措施。
10）施工区域的风力达到六级（包括六级）以上时，应停止高处和起重作业。
4 综合经济效益分析
通过多次试验及实际运行，提梁机变跨机构改造完成后，一次变跨循环所需人员只要5人，所需时间不到1小时，比原机构减少6小时，且安全可靠，对位准确，带来的直接经济效益达120余万元以上（9000元/台班×150个循环×6小时/循环÷小时/台班），为制梁、运梁、架梁任务的顺利完成提供了有力保障。
