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大型生產企業起重機的安裝和維護

標準中對纜索起重機的分類比較簡單,而實際上纜索起重機的種類比較復雜,這里從如下幾個方面進行分類。

1.按支架方式

可分為:簡易支架式、鋼塔支架式和無支架式3種。

(1)簡易支架式纜索起重機

以原木或以原木制成的塔架為支架,支架高度多在20m以內,提升高度為15m以內,以工廠和森林工業中應用最多,有時工程建設也有采用,該種結構的纜索起重機占的比重比較大,如圖(a) 所示。

纜索起重機支架方式

(2)鋼塔支架式纜索起重機

以桅桿鋼結構或塔架鋼結構為支架,支架高度多在50m以內,通常以桅桿鋼結構為主,在工程建設中應用最多,工業生產應用較少,如圖(b)、圖(c)所示。

(3)無支架式纜索起重機

依據地形特征架設,索兩端分別固接于兩岸的適當位置,該種方式在礦山工業和森林工業應用比較多,如圖(d)所示。

2.按其服務功能

可分為:裝卸式和歸集儲運式兩種。

(1)裝卸式纜索起重機

主要用于裝卸作業,相對來說起重量比較大、跨度比較小,該種結構往往以固定式出現,多為雙索或多索結構。

(2)歸集儲運式纜索起重機

以歸堆、集料、儲貨、短途運移為主要功能,相對來說起重量較小、跨度較大。該種結構還做成雙聯式、移動式等形式。

3.按承載索跨的數目

可分為:單跨和多跨兩種。

(1)單跨纜索起重機

應用最廣,形式最多,并且有多種功能。

(2)多跨纜索起重機

應用較少,只在架設長距離橋梁和特殊地形的工業建設中應用,多跨纜索起重機功能比較單一,基本上與架空索道相類似。

4.按其結構形式

可以分為:固定式和移動式兩大類。

(1)固定式纜索起重機

根據其服務特性又可分為固定式、三點式、附加吊臂式、支架擺動式、雙聯式和桁架梁式等幾種,如圖所示。

固定式纜索起重機示意圖

1)固定式

固定式纜索起重機根據其作業貨物的特性不同又可分為單索、雙索及多索式。雙索和多索具有作業的定位功能,運行比較平穩。固定式纜索起重機的主要弱點是只能在承載索下面的狹窄地帶 進行作業,為了改善服務范圍,通常可用人力將其吊鉤拉向橫向位置曳引貨物,但對于雙索和多索結構不宜采用此種操作方法。

2)三點式

三點式纜索起重機是為改變固定式結構作業上的弱點而提出來的,在結構上三組獨立起重機的承載索頭端彼此連接于中心接頭上,而承載索的尾端則用復式滑車拉緊,調節復式滑車的牽引索 即可使中心接頭在較大的范圍內做相對于工作場地的移動。由于牽引不太靈活,沒有得到推廣。

3)附加吊臂式

附加吊臂式纜索起重機為了增大服務面積,在固定式纜索起重機的基礎上采用特殊的吊重系統——旋轉槽式輸送機,通過吊臂的旋轉使服務面積大大增寬。

4)支架擺動式

支架擺動式纜索起重機也是為了增寬服務面積而提出的,在固定式纜索起重機的基礎上略有改進,即支架可以徑向擺動,以此來改變其結構性能,增加服務面積,支架的擺動依靠牽索來控制 ,該種方案具有一定的應用價值。

5)雙聯式

雙聯式纜索起重機是為改變作業范圍而提出的另一種形式,60年代初期首先在我國儲木場中提出并很快得到推廣。該種形式的吊鉤可以在一定寬度和跨度內做空間運行,結構科學,作業方便 ,但不宜起吊大噸貨物和不宜用于大跨度的場合。

6)桁架梁式

桁架梁式纜索起重機是聯動式的又一種形式,以鋼桁架做橫梁可在一定的跨度和寬度內做空間運行,由于桁架自重大,不適宜于大噸位和大跨度的場合。

(2)移動式纜索起重機

根據其結構形式又可分為:平行移動式和徑向移動式(輻射式),平行移動式以之家移動式和橋梁移動式為主,徑向移動式以定心移動式和同心移動式為主,如圖所示。

移動式纜索起重機示意圖

1)支架移動式

支架移動式纜索起重機,兩支架同時沿著各自的運行軌道平行移動,以擴大其服務面積,各支架分別裝設驅動裝置,設計中需考慮同步運行。

2)橋架移動式

橋架移動式纜索起重機,如同裝卸橋或龍門起重機的橋架,當跨距小于100m時可以采用這種結構,該結構依靠桁架來承受纜索所引起的壓力,使桁架的下弦受到壓縮,并使其上弦受到拉伸, 而桁架之自重則促使其上弦受到壓縮和下弦受到拉伸,這樣能抵消一部分水平負荷,從而使橋架結構的重量減少。

3)定心移動式

定心移動式纜索起重機亦可稱為徑向起重機,其工作范圍為一扇形面積或一圓形面積[如圖(h)、(i)所示],當同時具有幾個徑向起重機時,它們的固定塔架做成公共的。用徑向起重機可 以節省起重機的運行軌道,并可在全部面積中以比較短的區段將貨物吊運到固定塔架附近。

4)同心移動式

同心移動式纜索起重機亦是徑向起重機的一種,其工作運行至這樣的區段范圍如圖(i)所示,對于該種結構,驅動裝置的速度應該與軌道的曲率半徑成比例,以便承載索可以保持徑向位置。

當起重機軌道的支線形區段與曲線形區段相連接時,纜索起重機運行至這樣的區段可能會產生歪斜現象,必須在一個支架的驅動機構中考慮設置可變速的傳動裝置。

不同結構形式工作范圍示意圖如圖所示。其中圖(a)-(e)為固定式類纜索起重機;(f)-(j)為移動式纜索起重機。

纜索起重機不同結構形式工作范圍示意圖

5.按承載索的張緊方式

可分為:承載索剛性地固結于支架或地錨之上、承載索拉力由擺動支架產生、重錘張緊式和承載索可收放式四種,如圖所示。

承載索錨固示意圖

(1)承載索剛性固結式

承載索剛性固結于支架上或支架以外的地錨上,在裝配時獲得初張力,但隨著工作時間的增長,工作過程中承載索將被拉長,這時初張力可用螺旋拉緊裝置來調整。這種方式的纜索起重機, 纜索張力隨小車位置、貨重和溫差的變化而變化,最大張力發生于跨中央。當滿載小車運行至支架處時,承載索張力會大大地減小,使承載索彎曲應力增大,磨損加劇,同時也使小車在支架 附近處升角的增大,從而增大牽引索的張力。采用具有牽引索的桅桿支架,如圖(c)所示,牽引索的彈性變形可以減少纜索張力的變動。

(2)承載索由擺動塔架固結

具有擺動塔架的承載索依靠裝著對重的塔架重量來獲得張力,當運行小車沿著繩索移動時和貨重變動時,擺動塔架的傾斜度和小車作用于此塔架上的壓力將略有變動,承載索的張力也隨著變 動。纜索最大張力發生于滿載小車位于擺動塔架的附近時,最小張力發生于滿載小車接近于跨度中央時。纜索張力的變動一般約為10%~15%,該種錨結系統的主要缺點是:當小車急劇制動 或卸載時,承載索將在垂直方向內擺動,特別是當工作繁忙時,擺動現象更為敏感,這種現象將引起承載索和塔架內的動力載荷。主要優點是:節省軌道,張力變動不大,小車接近塔架時的 升角極小等。圖(e)為具有懸臂的擺動塔架,當小車行出承載索而進入懸臂時,由于其自重而使相對于塔架轉軸的力矩大為增加,使纜索張力的變動增大,因而這種結構不宜提倡。

(3)重錘張緊式

這種張緊系統具有恒定的張力,基本上與小車的重量和小車在跨內的位置無關,由于撓性索在滑輪上的高速磨損和塔架結構的復雜性,這種結構應用得比較少,而且與擺動塔架一樣,承載索 在垂直平面內有極大的擺動,如圖(f)所示。

(4)承載索可收方式

在這種方式中,承載索的一端借助于收放滑輪組與塔架連接[如圖(g)所示]或直接固結于地面[如圖(h)所示],滑輪組的收放可變更承載索的長度和撓度,達到升降貨物的目的,這種結構 方式的重物可沿任意軌跡運動,多用于橋梁施工或河流的渡口。

三、纜索起重機的典型結構

纜索起重機具有多種類型和結構。從國內外的應用情況來看,目前的纜索起重機可以歸納為四大結構,即:固定式結構、移動式結構、無支架結構和聯動式結構。這四大類結構也基本上代表 了以上分類中的所有結構方案,有的雖然結構略有區別,但原理是相近的,下面分述這四類典型結構。

1.固定式纜索起重機

固定式結構的纜索起重機是最古老的一種結構形式,雖然其服務面較小,設備潛力得不到充分的發揮,但因其構造簡單,造價低廉,施工周期短,上馬快,各工業部門比較樂意采用,特別是 對于野外作業的施工單位,作為臨時工具之用更具有比其他大型設備優越的性能,因此推廣面大,在纜索起重機的比重中占著大部分的分量。下圖是木支架雙索式纜索起重機結構圖,主要由 門型木支架4、承載索2、運行小車7、鋼索導繞系統和絞盤機等組成。承載索2由門型支架頂端的索鞍支承,兩端固定在地面上,采用鋼索調緊裝置1調節承載索的張力大小和因非彈性伸長所引 起的撓度。兩根起重索6的一端固結在支架的頂端,另一端經過運行小車上的轉向滑輪與起重滑車后,再繞進另一架桿頂端上的滑輪,經過下滑輪后,兩根起重索并入絞盤機卷筒上。牽引索5 一端的兩分支分別與兩個運行小車相固結,另一端經過支架上下滑輪繞入絞盤機卷筒上。回空索8一端的兩分支分別與運行小車相連,一端繞過另一支架經過轉向滑車與配重滑輪組及配重9相 連。

木支架雙鎖式纜索起重機結構圖

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當捆掛貨物后啟動起升卷筒,貨物上升到一定位置后制動,啟動牽引卷筒,由牽引索5拉著運行小車7至所需要的位置后制動,松開起升卷筒,貨物下降到場堆或車廂內,卸載后再啟動,上升 到適當位置制動,松開牽引卷筒靠自動回空系統將吊重系統拉到所需要的位置制動,起升松動由吊重系統的自重下落到所需的場地位置上,完成一次循環。

這種結構是最簡單的形式,支架高度在20m以內,跨度多在100~150m以內,起重量多為3~5t,在森林工業、儲木場、人造板廠等工廠和倉庫中應用最廣泛,一般作為長期生產設備用。有的工 廠將木支架改為鋼管支架或鋼塔架,塔高一般為25m以內。

下圖為桅桿鋼支架纜索起重機結構圖。桅桿高度一般為30~50m,在工程建設中還可根據地形情況增大高度,當高度增大時,繃索也應考慮加層繃固。

下圖為鋼塔架纜索起重機結構圖。支架采用直立式塔架,承載索可收可放,依靠收放滑輪組8來調節。承載索可根據作業面的需要做平面調整,增大其服務面積,如圖14—29所示虛線為第一種 狀態的情形,這種結構適合于橋梁建筑工程。

鋼塔架纜索起重機結構圖

2.移動式纜索起重機

下圖是移動式纜索起重機的標準形式,主要由兩個移動塔架3、承載索6、運行小車5、鋼索導繞系統,絞盤機和塔架驅動裝置所組成。移動塔架3沿著平行布設的起重機軌道同步運行。這種結 構主要在儲場和建筑施工中應用得多,大型水電站亦采用。

移動式纜索起重機結構圖

3.無支架纜索起重機

無支架纜索起重機不需設置專用的支架,根據地形特征架設,兩支點分別錨固于兩岸或兩山頂上,索端可用地錨錨固,也可用活立木固結,這種結構除支架不同外,其他結構與以上兩種結構 類似,主要用于森林工業、采礦工業和野外工程建設等,一般結構形式如圖所示。

無支架纜索起重機結構圖

4.聯動式纜索起重機

聯動式纜索起重機按分類應歸屬于固定式類,但因其吊重系統具有可空間運移、服務面廣的特征,其原理比較特殊,作用功能也有別于固定式結構,因此這里單獨論述。聯動式結構目前有兩 種方式,即雙聯式和桁架梁式。

圖為雙聯式纜索起重機結構圖,它由一臺3筒絞盤機、一組鋼索導繞系統、掛重系統、兩個運行小車、兩根承載索和4個支架組成。掛重系統可在一定的范圍內做空間運行。

雙聯式纜索起重機結構圖

(1)縱向移動制動橫向移動卷筒17和起升卷筒18,開動牽引回空卷筒16,正反繞入卷筒16的牽引索7和回空索2,一索進,一索出,達到掛重系統縱向移動的目的。

(2)橫向移動制動牽引回空卷筒16和起升卷筒18,開動橫移卷筒17,正反繞入卷筒17上的兩根起重橫移索6,一索進,一索出,使掛重系統做橫向移動。

(3)上下移動制動牽引回空卷筒16起升橫移卷筒17,開動起升卷筒18、移動滑輪組12,同時帶動起重橫移索6移動,使掛重系統實現上下運動。

圖為桁架梁式纜索起重機結構圖,它由一臺3筒絞盤機或3臺單筒絞盤機、一個桁架橫梁、一組鋼索導繞系統、運行小車、掛重系統、3根承載索和6根支架組成。與雙聯式纜索起重機一樣,也 可在一定的范圍內做空間運行,其原理如下。

桁架梁式纜索起重機結構圖

(1)縱向移動縱向移動實際上是牽引和回空運行。制動橫移和起重卷筒,開動牽引卷筒,繞入卷筒的牽引索,經過一系列的導繞后與桁架兩點固結,拉著桁架橫梁以及掛重系統一道牽引運行, 松開卷筒,回空索經過一系列的導繞后與桁架的兩端點相固結,在重錘的作用下自動回空。

(2)橫向移動制動牽引和起重卷筒,開動橫向移動卷筒,正反繞人橫移卷筒上的兩根起重橫移索,一索進,一索出,使掛重系統在桁架下的鋼索上橫向移動。

(3)上下移動制動橫移和牽引卷筒,開動起升卷筒,移動滑輪組移動,同時帶動起重橫移索移動,使掛重系統上下移動。以上為一臺3筒絞盤機的作用原理,若為3臺單筒絞盤機時,3個動作還可 以同時進行。



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