160t铁路救援起重机伸缩式吊臂有限元分析及优化

图9 壁温历史数据
图10 特征值监控曲线
结果表明，在堵管情况，同屏管内的沿程阻力小
内圈管道）的管道流量增加幅度较大。

在管道堵管时，沿程壁温都会有不同程度的上升；设定监测单元，通过监测单元内的变化和正常值95%（或5%）分位数的数量
中国设备工程 2024.03（上）
图1 伸缩臂整体臂架有限元模型 
整体伸缩臂臂架模态分析
有限元模态分析一般有两种方式：自由模态分析和约束模态分析，本文选择约束的方式对伸缩臂整体臂架进行模态分析。

在伸缩臂尾部与转台轴连接处和基本臂头部与变幅液压油缸的轴连接处施加约束，约束了三个方向上的平动自由度和两个方向上的转动自由度，仅释放伸缩臂沿连接轴的轴线方向上的转动自由度，从而更接近实际应用地模拟出伸缩臂的工作状态。

Workbench中Modal插件对伸缩臂整体臂架进行模态分析，通过分析得出伸缩臂整体臂架的前六阶固有频率和模态振型。

前六阶固有频率分别为
z、9.8977H z、13.673H z、17.
21.983Hz，模态振型图如图3～图8所示。

～图8可以看出：整体臂架的第一阶模态振型为整体臂架绕轴旋转弯曲；第二阶模态振型为整体臂架绕轴旋转弯曲；第三阶模态振型为整体臂架绕轴旋转，图2 伸缩臂有限元模型局部放大图
图3 整体臂架第一阶模态振型图
图4 整体臂架第二阶模态振型图
图5 整体臂架第三阶模态振型图
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图6 整体臂架第四阶模态振型图
图7 整体臂架第五阶模态振型图
图8 整体臂架第六阶模态振型图144中国设备工程 2024.03（上）。

160t伸缩臂式铁路起重机吊臂拆卸作业指导摘要：160t伸缩臂式铁路起重机主要用于铁路机车车辆颠覆、脱线事故的救援工作, 特别适用于电气接触网下、隧道和桥梁上的铁路事故救援工作。

同时具备铺轨、桥梁架设、驻在地沿线大吨位构件与大型设备的安装与拆卸和重型货物的装卸等用途。

同时也适用于厂区内铺设有轨道的厂矿起重、吊装、与运输大型货物。

关键词：起重机吊装吊臂本次作业内容是为NS1602型三节伸缩臂的吊臂拆卸作业。

目前钢丝绳及吊钩滑轮组已从吊臂拆下，剩余的拆卸作业为三节伸缩臂整体。

作业过程中需拆除吊臂后铰轴Φ250×1732一根（重约670kg），需拆除变幅上铰轴Φ180×515二根（重约105kg/根），伸缩臂整体拆卸部分总重量为约27t（含内置伸缩油缸总成），尺寸及重心如图所示：一、方案一：利用车间现有32t及10t桁车拆卸，具体操作步骤如下：1.1 起重机自行驶入拆卸作业工位，顶出闭锁油缸。

在吊臂变幅上铰轴前方用枕木或钢构搭建设前部临时支点，约3.017m高，在吊臂后铰轴正下方用枕木设后部临时支点，在活动配重上方设变幅油缸临时支点。

如图1-1所示：图1-11.2 进行作业前，再次检查并确保前部临时支点能可靠支承吊臂前部。

利用车间现有32t桁车大小钩配合，小钩用吊带吊撞锤或使用螺旋顶、顶板等拆卸工装，拆卸变幅油缸上方变幅上铰轴Φ180×515二根，大钩则用来托吊拆下来的轴。

1.3 此时，吊臂整体由后铰轴及前部临时支点可靠支承。

1.4 利用车间现有32t桁车大钩及钢丝绳索具钩住要拆除的伸缩臂整体重心位置。

如图1-2所示图1-21.5 利用10t桁车吊钩（大小钩均可），吊撞锤拆卸吊臂尾部吊臂后铰轴Φ250×1732一根，此轴可不与转台结构完全脱离，顶出距离距离以吊臂解除约束为原则，此时轴能够靠转台铰点位置的钢套悬臂支承。

1.6 此时，吊臂整体由32t桁车及前部临时支点、后部临时支点共同支承。

起重机伸缩臂结构工况分析与力学计算作者：李洋宋雨屏来源：《企业导报》2016年第11期摘要：起重臂作为起重机的主要受力构件，其强度和刚度的强弱对整机的性能有很大影响。

因此对起重机伸缩臂的强度和刚度分析以及结构的优化设计研究有深远的现实意义。

本文把汽车起重机伸缩臂作为研究对象，先结合起重机设计规范和相关力学知识对伸缩臂结构进行必要的力学分析。

然后据实际工程作业情况，对起重机实际工况作出分析，选择其中三种典型工况进行了相关分析研究。

关键词：伸缩臂；工况分析；力学计算一、引言随着我国城镇化建设的快速发展，促使建筑业也蓬勃发展，造就了一批高大宏伟的建筑物。

近年来，居民楼也由传统的多层发展为高层，并且外观造型新颖奇特，深受人们青睐。

对如何维护新型建筑外观的清洁与美观提出了新的要求，所以对施工作业设备在日常施工、安装以及维护有了更高的要求。

此外，在经济迅速发展，国家对基础设施建设投入也逐渐增大，在建设规模越来越大的环境下，对起重安装工程设备的需求量也随之加大，并由之前传统的半自动化作业向自动化，半机械化向机械化过渡，因此工程起重机的需求量开始快速增长，产量也是日新月异地刷新纪录。

值得一提的是，国内外有一个共通点——发展最为迅速的是汽车起重机。

而汽车起重机关键部位在于吊臂，利用吊臂卸载负荷，可以提高起重机的作业范围和作业难度。

而汽车起重机的主要承载构件是吊臂，担负着起重机的各种负荷，因而耗钢量很大。

其结构设计好坏，对起重机整体性能以及生产成本的控制将产生直接影响。

因此很有必要对汽车起重机吊臂的结构设计、力学性能等进行充分的分析与辩证。

二、起重机吊臂发展动向近年来，不难发现工程机械领域的起重机发展是很迅速的，为了适应以及改善用户所提出的一些新性能，被广泛应用于汽车起重机的一些运算理论和方法同时也得到了长足进步。

知名企业做得很好，他们大多有自己的科研机构，对汽车起重机吊臂各种创新研究设计均有比较深入的认识。

很多企业之前就已开始用有限元等新型计算方法，使得研究颇有成效，不但能较准确地校核结构的强度和刚度，还能降低了整机的自重，因此有效解决了强度与重量的矛盾。

铁路救援起复160t羊角钩吊具使用指南一、羊角钩吊具的设计要点为解决电气化铁路的救援问题，铁道部要求在新造100t、125t和160t级别的伸缩臂起重机的吊臂前端设计弧形槽，即所谓的羊角钩，目的是利用该槽在电网下吊挂或悬挑重物。

但是该羊角钩应如何使用，它与起重机吊钩之间的干涉问题应如何解决，铁道部的设计任务书中没有涉及。

因此按羊角钩现状，它不能用于吊挂(悬挑)作业，必须为其专门设计配套吊具。

设计羊角钩吊具时应考虑如下方面的问题。

(1)如何加装羊角钩吊具首先需要考虑如何在现有吊臂结构上加装羊角钩吊具还不能影响起重机的其他作业功能。

因为当吊臂起升时，该吊具所受载荷随吊臂起升夹角的变化而变化。

同时载荷作用线与该装置的截面中心将产生夹角，使其产生斜弯曲。

该载荷对吊具本身以及对羊角钩与该吊具的固定约束均有重大影响。

此外为不影响起重机的主要功能，应能方便地拆卸羊角钩吊具。

(2)干涉问题以QTJSl60型起重机为例，该起重机的羊角钩中心与吊钩中心的间距仅有700mm，利用羊角钩作业时起重机本身的吊钩与被吊物体间会产生干涉问题，即吊钩碰在了被吊物体上。

需要根据主型机车车辆的结构特点逐一研究各车型的吊复方法和吊点位置，解决羊角钩与吊钩的干涉问题。

在主型货车中，P64型棚车因长度、高度较大最为典型；主型机车中，DF4c型机车因车体司机室前端距车钩钩脖吊点处尺寸最小较为典型。

研究干涉问题应以这两种车型为设计工况。

(3)作业方法按照《铁路技术管理规程》第143条规定，在区间和中间站，接触网最大弛度距轨面间距不小于5.7m。

以QTJS160型起重机为例，在此工况下，该起重机在最大起吊能力时，工作幅度为9.7m，起重量为70t，吊臂长度为12.8m。

而吊臂水平放置时，其顶端距轨面间距为4.7m，吊钩与轨面的最小间距为2．7m。

所以在电网下，吊臂羊角钩处的最大起升高度仅为1.0m，此时吊臂夹角为4．5°，该数值是制约因素。

NS1602型铁路救援起重机是由武桥重工集团股份有限公司研制并获得成功应用的三节臂伸缩式铁路救援起重机。

该机由吊钩、吊臂总成、上车布置、底盘总成、液压系统、电气系统、臂架平车、吊钩安放支座、吊具和索具几个部分组成。

本机最大起重量为160t,可在360°范围内实现全回转,主要用于铁路机车车辆颠覆、脱线事故的救援工作,特别适用于电气接触网下、隧道和桥梁上的铁路事故救援工作。

同时兼有铺轨、桥梁架设、驻在地沿线大吨位构件的安装和重型货物的装卸用途,大型设备的安装与拆卸。

同时也适用于厂区内铺设有轨道的厂矿起重、吊装、与运输大型货物,其结构如图1所示[1]。

图1起重机整体结构目前起重机的修理一般按照2000年9月份下发的《N160t铁路起重机大修规程》进行,该规程主要对固定臂铁路救援起重机的修理进行了规定,对于伸缩臂铁路救援起重机的修理有一定的局限性,随后铁道部陆续公布了关于停止验收铁路机车用GCr15轴箱轴承、铁路起重机安全提升等通知,同时由于技术的改进,铁路起重机结构的调整,因此在修理时除了对大修规程掌握外还得对起重机的结构、性能以及铁道部新下发的相关文件等方面进行深入的了解。

1机械单元机械单元包括动力装置、传动装置、钢结构等部分。

该起重机一般包括2台发动机,修理时应要求全部解体大修,不合格的零部件应进行更换,大修后应上台架试验,出具台架性能试验检测报告。

最大输出功率不得低于原设计标定值的95%,最大输出扭矩不得低于原设计标定值的95%。

传动装置的各部件应进行分解。

各传动轴上的滚动轴承应退下。

认真检查各部状态,清洗油垢,污物和沉积物,更换所有的非金属密封件和垫片等。

制动器摩擦片的性能好坏影响着转台的回转、吊钩的起升与下降、整车自力行驶的制动性能,一般进行大修的车辆摩擦片磨损严重,因此必须进行更换。

走行箱作为走行机构的重要组成部分,关系着行车的安全,因此必须重点检查,箱中的花键、齿轮轴均需进行无损探伤,在箱体合盖前还需进行铁道部验收员的专检,合格后方可合盖。