1200t橋機的起升機構(gòu)的性能指標和可靠性指〈輝聳浠怠得hi(UicJournalElectronic三峽工程左岸電站的2臺120025t橋式起重機(以下簡稱橋機)主要用于吊裝發(fā)電機組的轉(zhuǎn)子、定子和轉(zhuǎn)輪等關(guān)鍵設(shè)備。該橋機的跨度為336m,起升高度為34m,單機*大起重量為12臺橋機的并車起重量為2200t是當今國際上單鉤起重量*大的橋式起重機。該產(chǎn)品通過了200t額定載荷、1320t動載荷和1500t靜載荷試驗,完全達到了國家有關(guān)標準和設(shè)計要求,在國內(nèi)外產(chǎn)生了重大影響并受到各方面的一致好評。它的研制成功,標志著我國大型起重機的設(shè)計制造水平己處于世界**地位。
1主要技術(shù)參數(shù)和要求1.1主要技術(shù)參數(shù)200t,起升高度為34m,作級別為M3.1.2主要技術(shù)要求120025t橋式起重機能否安全穩(wěn)定運行和快速準確定位,將直接影響三峽工程左岸電站能否按計劃投產(chǎn)發(fā)電和所吊運設(shè)備和人員的安全。合同要求120025t橋式起重機必須把成熟可靠、運行穩(wěn)定放在首位,在此基礎(chǔ)上保證技術(shù)先進。同時要求各機構(gòu)當1組電機或1套裝置出現(xiàn)故障后,另一組電機能夠把所吊運的設(shè)備安全平穩(wěn)地放回原地。
1200t起升機構(gòu)的特殊點與關(guān)鍵技術(shù)標直接影響整臺起重機的性能和可靠性。按傳動形式不同其可分為單套傳動和雙套傳動,單套傳動方案有:雙電動機、單減速器、4卷筒方案;雙電動機、雙減速器、4卷筒方案;雙電動機、3減速器、雙卷筒方案;雙電動機、5減速器、4卷筒方案;4電動機、3減速器、雙卷筒方案。雙套傳動方案有:雙電動機、雙減速器、雙卷筒方案;雙電動機、4減速器、4卷筒方案;4電動機、雙減速器、雙卷筒方案。按主起升機構(gòu)鋼絲繩纏繞形式不同可劃分為:鋼絲繩單層纏繞、鋼絲繩雙層纏繞、鋼絲繩交叉纏繞和鋼絲繩順繞等形式。通過以上方案的分析比較,確定1200t起升機構(gòu)采用雙電動機驅(qū)動1個行星減速器,行星減速器驅(qū)動4個單聯(lián)卷筒、鋼絲繩雙層順繞的結(jié)構(gòu)。它由2個250kW的變頻電動機驅(qū)動1個行星齒輪減速器,在行星齒輪減速器的4個輸出軸上各驅(qū)動1個直徑為21m的單聯(lián)卷筒。卷筒與減速器之間使用球鉸式卷筒聯(lián)軸器,鋼絲繩在卷筒上的纏繞為雙層纏繞,整個起升機構(gòu)共有4套滑輪組,每套滑輪組的倍率為2X6鋼絲繩直徑為44mm.除在每套驅(qū)動系統(tǒng)的高速軸上安裝2個盤式制動器外,在卷筒端部的法蘭盤上還安裝有安全制動器,其關(guān)鍵技術(shù)和特點如下:(1)減速器的2個輸入軸和4個輸出軸對稱于減速器中心線的2側(cè),使減速器的結(jié)構(gòu)形式和受力完全對稱,減速器的箱體不承受附加彎曲作用。起升機構(gòu)的4個上滑輪組布置在小車架的4個角上,靠近車輪支撐處,將卷筒支撐點放到小車車輪支撐點的外面以產(chǎn)生反變形,對小車架受力非常有利,可減小小車架的受力和變形,減輕小車架自重。
(2)行星減速器主傳動2個驅(qū)動電機輸出軸分別與行星減速器太陽輪的軸及行星包外嚙合的齒輪軸相連。通過調(diào)整行星部分和外嚙合部分的速比配合,可以得到快慢2種速比。當其中任意1臺電動機出現(xiàn)故障后,該側(cè)的制動器抱閘,另1個電動機可以單獨運行,并保證能以1/2倍的額定速度連續(xù)長時間工作,同時這種工況可以作為起升機構(gòu)獲得另1組速度的穩(wěn)定運行方案。在該工況下傳動鏈中任一零件都不過載,使起升機構(gòu)的調(diào)速范圍增加1倍,達到1:40無級調(diào)速。當2臺電機都完好無損時,可關(guān)閉1臺電動機,只保留1臺電動機工作,1擋的慢速為0075m/min,起升機構(gòu)的定位精度達到1mm.再利用起重機所具有的二維定位和三維顯示功能,提高設(shè)備安裝對位的精確性的工作效率。采用這種方案,可大大提高起升機構(gòu)的安全可靠性和使用性能,對電站廠房使用不頻繁、安全可靠性和定位精度要求較高的起重機尤其適用。
()如所示,每個卷筒的內(nèi)外層鋼絲繩為1根鋼絲繩,1根鋼絲繩的2個繩頭通過同1個壓板固定在卷筒端部,外層鋼絲繩比內(nèi)層鋼絲繩滯后3圈,使內(nèi)層鋼絲繩纏繞到卷筒上后形成1個固定的槽形,以便外層鋼絲繩能夠有條不紊地纏在內(nèi)層鋼絲繩形成的螺旋槽內(nèi)。這種纏繞方法的優(yōu)點是:內(nèi)外2層鋼絲繩的受力和繞繩的速度不同,可通過裝在平衡杠桿端部的平衡滑輪來達到平衡;通過平衡杠桿使在同一電動機2側(cè)的2套滑輪組的受力達到平衡;減速器2側(cè)的2套滑輪組通過嚴格控制卷筒的加工直徑達到平衡。另外,在滑輪組倍率一定的條件下,鋼絲繩受力分支數(shù)的增加、單根鋼絲繩受力的減小,使卷筒直徑、滑輪直徑、小車軌距和小車高度都相應(yīng)減小,小車和整機的自重明顯降低。這一特點也給設(shè)計、制造、運輸、安裝、調(diào)試、運行維護帶來很大方便。采用這種纏繞方法的鋼絲繩直徑為44mm,卷筒直徑2.1m.小車軌距為7.5m.如果采用單層纏繞,鋼絲繩的直徑達到54mm卷筒直徑達到25m,小車軌距達到9m,小車架則無法實現(xiàn)整體加工,整機的寬度和高度也要增加。
200t起升機構(gòu)采用電氣制動,工作制動器,輔助制動器,制動過程十分平穩(wěn)、可靠安全。為確保所吊運設(shè)備的安全,在主起升機構(gòu)卷筒法蘭上設(shè)置了安全制動器,同時有1套檢測系統(tǒng)與之配套,當4個卷筒中的2個卷筒轉(zhuǎn)速不一致時、電機超速時、高速軸與低速軸之間的速比發(fā)生變化時、卷筒超速時,控制系統(tǒng)會立即控制安全制動器抱閘。在故障狀態(tài)下,從檢測到信號到制動器完全把重物支持住,重物下滑距離控制在100~300mm范圍內(nèi)。另外在司機室內(nèi)設(shè)置了1個緊急停車按鈕,當司機發(fā)現(xiàn)緊急情況時,可立即按動緊急按鈕,使安全制動器立即抱閘,以免發(fā)生設(shè)備墜落事故。
1200t起升機構(gòu)中的減速器是起升機構(gòu)的關(guān)鍵件,它在小車架上的支撐方式成為一個難題。如果采用三支點支撐,由于單根鋼絲繩*大拉力很大,采用的又是單聯(lián)雙層纏繞,尤其是吊具在下極限時,單個支點承受的壓力太大,使得支點結(jié)構(gòu)龐大,不易實現(xiàn)。如果采用底座式連接用連接螺栓把10m長的減速器底座與小車架固定在一起,在工作過程中減速器的箱體就要隨小車架的變形而變形。這樣會影響減速器內(nèi)齒輪的傳動,減速器箱體結(jié)合面處會出現(xiàn)縫隙,往外漏油。為了解決這些難題,將減速器設(shè)計成一端固定、一端滑動的聯(lián)接形式,一端用螺栓把減速器緊緊地固定在小車加上,另一端采用滑動連接,保證在小車架變形時,減速橋式起重機運行機構(gòu)兩步式制動裝置上海振華港機(集團)豐城制動器有限公司聶春華橋式起重機運行機構(gòu)兩步式制動的設(shè)計思想是在大車(或小車)運行機構(gòu)驅(qū)動軸上采用兩步式常閉型電力液壓(塊式或盤式)制動器,通過2次施加制動力矩的方式,實現(xiàn)平穩(wěn)地減速制動(由較小的制動力矩進行第1次制動)和可靠地維持制動(待機構(gòu)停止后或快要停止時進行第2次制動)其實施方案是:當機構(gòu)減速停車后,給驅(qū)動軸一足夠的制動力矩,使得驅(qū)動輪在外力的作用下不產(chǎn)生滾動位移,只可能產(chǎn)生滑動位移,從而產(chǎn)生與外力相反的滑動摩擦阻力,起到維持(防風(fēng))制動作用。
1結(jié)構(gòu)及工作原理兩步式制動裝置結(jié)構(gòu)如所示,其工作原理見,當機構(gòu)驅(qū)動電機斷電停止驅(qū)動時,推動器也同時斷電并失去推力,這時一次制動彈簧力Pi經(jīng)杠桿和制動瓦作用到制動輪上并產(chǎn)生制動力矩Mi,對機構(gòu)進行**步制動。而二次制動彈簧在單向液壓阻尼缸的反力作用下緩慢下移釋放,待機構(gòu)完全停止后(或快要停止時)二次制動彈簧釋放結(jié)構(gòu)簡圖1.一次制動彈簧2制動拉桿3制動臂4制動瓦5均等杠桿6聯(lián)鎖銷7調(diào)節(jié)手輪8延時裝置9推動器10制動彈簧11.限位開關(guān)12力矩調(diào)整螺母13補償裝置到位并將彈簧力P2施加到制動輪上并產(chǎn)生二次制動力矩M2實施維持制動。Ml和M2均可在使用過程中根據(jù)實際需要在一定范圍內(nèi)進行調(diào)整,第二次制動的延時值也可根據(jù)實際需要通過時間調(diào)節(jié)閥在一定范圍內(nèi)進行調(diào)整。當機構(gòu)通電開始驅(qū)動時,制動器的推動器也同時得電并打開制動器(此時單向液壓阻尼缸無阻尼作用)制動器可根據(jù)用戶需器可以在長度方向上沿小車架滑動,使減速器箱體不隨小車架一起變形,徹底解決了傳動精度和漏油的問題。通過載荷試驗和工業(yè)性運行試驗證明,在分箱面一點也不漏油,在減速器1m遠處測得的噪聲只有82dB,符合我國大型減速器噪聲規(guī)定值不大于112分貝的要求。
減速器設(shè)計成一端固定、一端滑動的聯(lián)接形式后,減速器不隨小車架變形而變形,安裝在減速器高速軸上的制動輪和安裝在小車架上的制動器,在小車架受力變形時,2者的中心將會發(fā)生錯位,致使輪式制動器無法正常工作。對于盤式制動器來說,制動器與制動盤不同心對正常工作影響不大,因此工作制動器和輔助制動器必須采用盤式制動器。使用盤式制動器的另一個優(yōu)點是:制動盤的轉(zhuǎn)動慣量明顯小于制動輪的轉(zhuǎn)動慣量,可以減小對減速器行星包和其他零部件的沖擊,尤其在主起升機構(gòu)輕載(00t以下)高速(3m/min)時,電機的轉(zhuǎn)速增加1倍,達到1440rad/min可以使機構(gòu)能夠更加安全、平穩(wěn)的工作。