箱型伸缩臂起重机超起装置的原理与应用

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箱型伸缩臂起重机超起装置的原理与应用

单增海 李恩全 张正得
摘要：本文介绍了一种伸缩臂用起重机超起装置，主要从其工作的原理、主要构件组成、作用方面进行了阐述，并简要介绍了该项技术的技术难点和在国内外的应用情况。
关键词：起重机  箱形缩臂式起重臂  超起装置  变形量  提高起重性能
全地面起重机因具有多种转向模式、整车升降、可蟹型行驶，所以适宜在复杂路面行驶和狭窄空间内作业。相对于履带起重机来说，在快速转场、快速投入作业是其最大的优势，近年来在大吨位全地面起重机上增加的超起装置，更使其如吊重能力强大。
一、        超起技术发展的背景。
随着世界经济的迅速发展，作为重大装备类的工程起重机被广泛应用，从国内市场来看，风电项目、大型石化项目日渐增多，同时随着租赁行业的不断发展，市场对大吨位起重机的需求正在逐年增加，伸缩臂式全地面起重机以其移动灵活、转场迅速，能够快速投入作业，受到市场的青睐。但同时其在大吨位吊重时的性能远低于同吨级桁架臂履带式起重机的缺点逐渐显现出来。
众所周知，起重机的起重性能是衡量起重机整体性能的重要指标之一。通常情况下，人们希望起重臂更长，起升高度更高，起重能力更强，大型起重机的伸缩起重臂一般做得很长，为了使起重机有更大的工作幅度和更高的起升高度，副起重臂臂长也随之增加（一般能做到20～90m），但是当起重臂臂长很长时，起重臂在变幅平面内和回转平面的挠度过大，挠度过大，吊重时吊臂受力情况恶劣，在变幅平面内和回转平面内产生很大的附加弯矩，使起重能力因受起重臂挠度和承载力的限制而大幅度减小。严重制约了起重臂起重性能的发挥。在上述背景下，世界知名起重机生产厂家纷纷另辟蹊径，在起重臂上增加一种改善起重臂受力状况的装置，从而减少起重臂变形、提高其起重性能的装置，箱型伸缩臂用超起装置在这种历史背景下诞生了。
二、        伸缩臂用超起装置的工作原理及主要组成。
1. 工作原理
伸缩臂用超起装置的工作原理，如图1（超起装置工作状态图）所示，它主要从改善起重臂受力的状态来大幅提高起重臂起重性能，伸缩臂一般由钢板焊接而成，相对于桁架臂其自重大，刚度低，特别是在大臂长工况吊重时，由于重物、重物偏摆、风载等的影响，其在变幅平面和回转平面会产生很大的变形，从而会产生很大的附加弯矩，超起装置的应用一方面在起重臂端部施加一变幅平面的作用力，克服起重臂在变幅平面内的变形，减小起重臂危险截面上的附加弯矩，从而减小应力；另一方面对起重臂在回转平面内增加了支撑，从而大大减小起重臂在回转平面产生的变形，大大增强了起重臂在吊重状态时的侧向稳定性。从而提高起重臂起重性能。














2. 主要构件组成及工作过程
如图2（伸缩臂用超起装置安装示意图）、图3（伸缩臂用超起装置结构示意图）所示，伸缩臂用超起装置主要由超起钢丝绳1、超起卷扬2、旋转臂架3、变幅油缸4、超起拉板5、连接支架6、张紧油缸7、锁定油缸8组成。超起装置的连接状态，连接支架6通过销轴A与主起重臂连接，并可旋转。两个旋转臂架3通过销轴B与连接支架6连接，并可旋转。变幅油缸4一端与连接支架6通过销轴连接，另一端与主起重臂通过销轴连接。张紧油缸7一端与连接支架6通过销轴连接，另一端与旋转臂架3通过销轴连接。超起拉板5一端与旋转臂架3末端连接，另一端与主起重臂尾部连接。超起钢丝绳1一端与主起重臂端部连接，另一端绕在超起卷扬2上。使用超起装置工作的准备过程如下，首先主起重臂外伸，同时超起卷扬2在液压马达的驱动下转动，超起钢丝绳随主起重臂的外伸而同步外伸，外出速度与起重臂伸出速度相协调一致。当主起重臂伸至要求的臂长时，操纵卷扬向卷绳（与伸出钢丝绳相反）方向旋转，钢丝绳逐渐张紧，操纵锁定油缸8，使油缸末端的卡块顶死在卷扬的棘轮里。此时可以使用超起装置起吊重物。如图4所示为超起装置工作时的图片。























三、        加装起超起装置前后，起重性能变化情况
伸缩臂用超起装置对大型箱型伸缩臂起重机的发展起到重大的技术支撑作用，一方面使用超起装置后，起重机起重性能得到大幅度提高，尤其在大臂长大仰角情况下，起重能力最大能提高了200 % 以上。另一方面起重机在超起工况工作时，由于侧向超起装置的支撑作用，使起重机具有杰出的抗风载荷的能力。
以徐州重型机械有限公司研制的QAY500全地面起重机为例，超起装置主臂工况与主臂工况下的性能对比曲线，如图5。
四、        超起装置的技术难点
伸缩臂用超起装置是一项新技术，主要有以下技术难点：
1．超起装置结构受力情况复杂：一方面臂架本身是挠性构件，在吊重状态下要发生一定的变形，另一方面超起钢丝绳也会发生一定的变形，整个臂架系统是一个超静定结构。
2．        起钢丝绳与臂架的动态变形协调：不同的吊重量，超起钢丝绳的受力与变形都在变化，要与吊臂给它的力相协调。
3．超起钢丝绳的初始预紧力的确定：初始力太小，起不到作用，太大钢丝绳的受力过大，且较好的初始力要满足所有作业工况。
4．超起作业工况下主臂最佳伸缩组合及超起臂架张角的优化。
5．超起装置控制方法：超起钢丝绳的收放与起重臂伸缩的同步性，超起钢丝绳的拉力控制，卷扬的自动上锁、解锁、钢丝绳的张紧，超起臂架张角、钢丝绳拉力实时检测等。
五、        超起装置在国内外的应用情况
在工程起重机行业激烈的竞争中，世界各大生产厂家都在努力提高产品的质量和技术含量。超起装置的出现就是最重要的体现，它是近几年才出现的一项新技术，其最先出现在起重机技术相对发达的欧洲，目前也只有两三家世界知名起重机生产企业掌握此项技术，成功用到300~1200吨的大型全地面起重机上。
作为中国最大的轮式起重机生产厂家，徐州重型机械有限公司率先掌握了此项技术并成功应用于QAY300和QAY500全地面起

yard

楼主的图了？

yanjun5024

失误了，没有图形，

西边雨

看不到图啊？？

suenyi

看图的识字的效果更好啊