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「科研管理」TLMEL1000 型轮胎式提梁机转向系统设计及分析

轮胎提梁机 提梁机 2021-10-25 16:59

轮胎式提梁机是高铁桥梁工程中常用的门式起重机。其中,转向系统是其主要的构成部分,对提梁机行走力矩及力具有重要的影响。从当前高铁工程建设中对轮胎式提梁机使用的情况看,以往主要采用TLMEL900型的提梁机,已不能满足高速铁路40m双线整孔箱形混凝土梁从预制场台座内的起吊及场内运输工作。此次工程中采用TLMEL1000型轮胎式提梁机,经对其在TLMEL900型原有提梁机基础上对转向系统优化设计与分析,确保其应用,可提升铁路工程项目建设效率。

1.工程概况

该铁路建设项目工程主要位于江苏省境内、长江下游南岸,全长共278.53km,是我国重点工程沪汉蓉快速客运通道的重要组成部分。在此次建设施工中,本公司主要承担新建江苏南沿江城际铁路常州至太仓段NYJZQ-7标段内751榀的箱梁预制,其中24.6m双线箱梁34榀、28.6m双线箱梁8榀、30.6m双线箱梁1榀、32.6m双线箱梁341榀、40.6m双线箱梁367榀。由此,在施工作业过程中应用TLMEL1000型轮胎式提梁机比较适合。

2.TLMEL1000型轮胎式提梁机转向系统设计及运行障碍分析

根据此次铁路工程建设,由于该铁路是首次大规模使用40m简支箱梁的高铁工程。而传统的TLMEL900型轮胎式提梁机的主要用途只限于32m、24m、20m双线整孔箱形混凝土梁从预制场台座内的起吊、场内纵向、横向运输,同时在场装车区内将混凝土箱梁装到运梁车上等工作。其不能满足此次工程需求,由此必须采用TLMEL1000型轮胎式提梁机。该设备转向系统与TLMEL900型轮胎式提梁机转向系统不同。

2.1TLMEL1000型轮胎式提梁机主要结构与工作原理

此次工程中选用的TLMEL1000型轮胎式提梁机,其结构、工作原理与TLMEL900型轮胎式提梁机相同,主要结构组成有金属结构、吊梁起重小车、轮胎悬挂组、转向系统、辅助支腿、动力装置及液压控制系统等,如图1所示。其使用特点为可使运梁车从侧向开进提梁机内,且保障跨度不受运梁车长度限制,仅仅被混凝土箱梁长度所制约。由此在施工作业中,当提梁机跨度较小,相应的自重会减轻。而且支腿和侧横梁的连接法中四周螺栓数量和间距相同,安装以旋转90实施,以便纵向提梁运梁时宽度方向尺寸减小,梁场内有用面积大大增加。

2.2TLMEL1000型轮胎式提梁机转向系统分析

2.2.1LMEL1000型轮胎式提梁机转向系统设计

TLMEL900型轮胎式提梁机有16个独立转向机构,而TLMEL1000型轮胎式提梁机由32个独立的转向机构构成,每个支腿下增加4个轮组,由原来单排轮组改进成双排轮组用以增加提梁机的承重能力,其转向复杂程度大大增加。转向系统采用独立转向方式,包括纵向走行、横向走行、斜行等多种功能。在实际施工作业中,每个转向系统设置一个角度传感器,通过传感器可测量施工作业过程中提梁机的实际转向角度,并通过主显示器将转向角度数值显示,使司机操作过程中可以随时随地了解设备转向情况。同时,处理好相应的控制系统各转向轮组转角关系。按照以上操作,可以推算出各对应转向油缸的伸缩位移量。其中,在作业过程中可通过PLC控制多路比例阀开口量进行油缸伸缩位的控制,再由转角传感器反馈轮组的转角,实现对各轮组协调精确的转向。

2.2.2LMEL1000型轮胎式提梁机转向系统运行障碍分析

在实际施工过程中LMEL1000型轮胎式提梁机转向系统运行除了人工操作因素外,还与电子控制系统与溢流阀限制装置有关。其中,电子控制系统可精确控制各轮组转角误差,实现精准转向。在系统运行过程中,电子控制系统不但可以对全车动作发布指令,还可以实时监控操作者的操作过程。当电气系统出现故障时,操作台右侧的“蜂鸣器”将发出声光报警,按“故障复位”可将所有故障复位,若该故障已经消失,则故障复位后该故障消失;若该故障仍然存在,则故障复位后该故障会再次出现。若不希望蜂鸣器不停地响,则可按下显示器设置页面的“静音”按钮,此时蜂鸣器停止报警,当有新故障出现时,蜂鸣器会再次响起。操作人员根据提示控制转向模式,使其与实际施工作业要求相符合。

而溢流阀限制装置限制转向时为最大油压。这是由于提梁机在施工作业时需要90°转向,而受重载的影响,提梁机轮胎接地比压较大,且轮胎引起的变形也较大,转向阻力矩增大。在此施工情况下,若溢流阀限制装置失控,液压系统的压力相应提高,而转向油缸型号选择较大,则会使轮胎磨损。对辅助支腿的使用,主要是重载情况下对提梁机转向起到辅助的效果,当辅助支腿油缸顶起,相应的悬挂承载的重量减少,轮胎变形减少与接地面积缩小,同时转向阻力减小,使液压系统的压力控制范围缩小,保证了施工的安全性。而在液压管路上设置了防爆安全阀,主要对管道实施防爆保护。当回路中出现故障,防爆安全阀可以立即关闭爆裂的油路,悬挂则继续起到支撑作用,从而避免危险的发生。

2.2.3LMEL1000型轮胎式提梁机转向系统运行注意事项

首先,施工运行前进行吊前安全技术交底。施工人员在作业前,必须明确自身的工程任务与施工作业方法,吊装物体的重量及所要注意的安全事项等。其次,在施工中严格按照相设备操作规程执行,在作业过程中必须坚守到工作岗位中,因40m箱梁重量增加,危险性较以往施工大幅度增加,在施工中做到思想集中,听从分配。其中,整车行走操作需要注意将将驾驶室右侧操作台上的“模式选择”转至“半八”“八字”“斜行”位置,设备处于行走模式,通过操作台右侧手柄控制大车行走速度。通过“0°/90°”旋钮调整大车横向行驶还是纵向行驶,当0°行走时,大车横向行驶,手柄向一个方向推进大车相应按照此方向前进;当90°行走时,大车纵向行驶,手柄向一个方向推进大车相应按照此方向前进。

在大车行走操作时,前后大车架轮组自动调整速度同步。通过“空载/重载”旋钮调整行走最高速度,重载时行走速度0~17m/min,空载时行走速度0~35m/min。此外,在高空作业时注意做好相关的检查工作,进行高空作业前,应预先搭高脚手架,或采取隔离保护措施,防止坠落。在作业过程中,除有关人员外,其他人员不许在工作地点下面逗留、通过,以防落物伤人,从而保证施工顺利进行。

3.结语

高铁是我国对外的新名片,轮胎式提梁机在高铁桥梁工程中起到了关键作用,其对我国铁路高速发展意义重大,是真正大国重器。本文以具体的工程案例分析,基于TLMEL900型轮胎式提梁机,详细分析了TLMEL1000型轮胎式提梁机结构与工作原理,对其转向系统进行优化介绍,并将其应用于项目建设中。由于设计的改进,40m箱梁在高铁桥梁中有效节省了工程建设占地,提高了工程项目建设效率。可见,TLMEL1000型轮胎式提梁机的应用效果较高,值得在铁路工程项目建设中应用。

作者:邹连明(中铁二十二局集团第二工程有限公司)

本文刊发于《中国高新科技》杂志2020年第23期

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