大型橋式起重機整體提升方法及其設備的製作方法
2023-11-09 22:36:42
專利名稱：大型橋式起重機整體提升方法及其設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種大型橋式起重機整體提升方法及其設備，具體地說，本發明涉及一種大型橋式起重機整體提升的施工方法以及在該施工方法中所使用的設備。
背景技術：
橋式起重機是架在高架軌道上運行的一種橋架型起重機，又稱天車。橋式起重機的橋架沿鋪設在兩側高架上的軌道縱向運行，起重小車沿鋪設在橋架上的軌道橫向運行，構成一矩形的工作範圍。由於橋式起重機可以充分利用橋架下面的空間吊運物料，不受地面設備的阻礙，而且，還具有工作平穩、操作簡單、安全可靠等優點，故而被廣泛地應用在室內外倉庫、廠房、碼頭和露天貯料場等處。
對於大型橋式起重機，由於其結構複雜，重量重、體積大，安裝精度高，安裝位置特別等特點，因此，大型橋式起重機安裝的施工難度大，施工成本高，而且施工質量、施工進度、施工成本等都不易保證。
例如，坐落在廣州市南沙開發區黃閣鎮工業園的東方電氣(廣州)重型機器有限公司，其重型聯合廠房內安裝一臺700t橋式起重機。該橋式起重機是目前我國機械製造業機加工車間內最大的橋式起重機之一，由橋架金屬結構、大車運行機構、兩部起重小車、操作室、修理室等組成。其中，橋架金屬結構由兩根主梁和兩根端梁組成，橋架金屬結構重量為200.45t，大車運行機構重量為48.54t，兩部小車重量分別為111.78t和100.6t，全部組裝好以後的總重量為490t左右，外形尺寸(長×寬×高)為34.9m×12.5m×6.85m，其詳細結構可參見圖1所示。
對於大噸位橋式起重機，起重機的提升吊裝是關鍵，起重機組裝和提升過程均在車間內完成。通常的吊裝方法為分體起吊空中對接、就位與固定，即利用兩根直立單桅杆分別將兩根主梁吊裝至軌道梁上臨時擺放好，然後吊裝兩根端梁，同時將端梁的一端與一根主梁連接，再分別將兩部起重小車吊起高出小車軌道300mm左右時，將兩根主梁和端梁靠攏連接並將小車擺放就位。具體可以詳見圖2所示，圖中，1為兩根起重機主梁；2為兩根起重機端梁；4為起重機小車；9為兩根直立單桅杆。
但是，常規方法存在以下問題①空中作業時間長，環境因素影響大；②空中組裝橋式起重機施工難度大，質量不容易保證；③長時間連續高空作業施工效率低，容易引發安全生產事故，需採取專門措施防止高處墜落；④同時使用兩根直立桅杆，纜風繩不易設置與錨固；⑤為該項目專門製作兩根桅杆，製作成本較大，鋼材回收利用困難。
發明內容
本發明的目的是提供一種吊裝方法，不需使用巨型吊機，減少高空作業量，確保施工安全，提高質量，減少工作量，節省人工的整體提升方法。
本發明的目的之一是提供一種節省吊具用料的吊裝方法，提升裝置可以重複利用，工程成本可以降低，提升井架可以多次重複利用。
本發明的目的之一是提供一種整體提升方法，在提升過程中，通過監測控制系統實現各吊點提升同步，以及對十字形吊臂梁和提升井架在提升過程中的應力應變進行實時監控。
本發明的目的之一是提供一種在大型橋式起重機整體提升方法中所使用的設備。
本發明的目的之一是提供一種在整體提升中提升設備及被提升設備可以同步旋轉的迴轉系統和用來託住起重機橋架進行整體提升的提升託架裝置。
根據本發明一方面提供一種大型橋式起重機整體提升的方法，其特徵在於球面底座放置在鋼排上，鋼排下的地基經過夯實並鋪滿碎石；組裝提升桅杆並吊裝就位，使迴轉臺下部球頭支承在球面底座弧形孔內，迴轉臺可在任一方向擺動，用以補償因地基的不均勻下沉，使提升桅杆始終處於鉛垂狀態；迴轉臺上部有一付環形鋼板，在環形鋼板上放置的提升井架、十字形吊臂梁及其上面固定的所有部件和被提升的橋式起重機，可以在該環形鋼板上自由轉動；十字形吊臂頂部剛性連接一中心軸，纜風繩頂蓋套在中心軸上，提升井架和十字形吊臂中心軸可以在纜風繩頂蓋孔內同步自由轉動；設置纜風系統，用8根纜風繩拉住纜風繩頂蓋，既保證提升桅杆頂端水平方向的穩定性，又使提升桅杆本體及其被提升的橋式起重機，可依靠下面迴轉臺環形鋼板和上部纜風繩頂蓋中心軸，在水平方向同步自由旋轉360°；提升井架與十字形吊臂梁為剛性連接，四個提升油缸安裝在十字形吊臂懸臂梁端部；鋼絞線穿過油缸中部下伸到下面與提升託架的下錨點相連接，液壓油缸工作時，通過鋼絞線將提升託架和其上的橋式起重機提起升高；液壓同步提升系統中作為驅動部件的液壓泵站和採用液壓同步技術的液壓控制系統設置於預定位置；提升託架置於鋼排上的預定位置處，提升前，橋式起重機在提升託架上進行地面拼裝，形成一個整體單元；安裝橋式起重機迴轉牽引系統，實現對橋式起重機空中旋轉90°的要求，該系統由電氣控制實現同步運行的兩臺(套)卷揚機和滑車組成；設置傳感監測系統，在每個提升吊點下面設置雷射測距儀，隨時測量各部位起重機橋架提升高度；在地面沿橋式起重機主梁內側靠近端梁位置設置經緯儀，跟蹤測量鋼絞線的水平偏移量，將監測到的信息及時傳送給主控計算機，通過比例閥控制流量，實現同步提升和鋼絞線保持鉛垂方向的要求；在提升井架和十字形吊臂梁上各主要受力處，設置應力片，布線與主控計算機連接，並利用大型有限元結構分析程序ANSYS軟體對提升過程中的應力應變監測信息進行計算分析；以主控計算機控制液壓同步提升，並確保各提升吊點同步垂直移動；提升到預先設定的第一提升高度後停止提升，將駕駛室、修理室安裝就位，並調整平衡；然後繼續提升，當提升到預先設定的第二提升高度，即起重機大車行走輪高於車間行車梁軌道時，停止提升，將起重機連同提升井架同步旋轉90°，轉動至起重機大車行走機構車輪外圓中心線與軌道中心對準時，緩慢將橋式起重機下降回落到軌道上就位。
更可取的是，起吊前在地面上將起重機各構件拼裝為一個整體單元，使絕大多數操作在地面進行，減少了高空組裝作業，降低了施工中的不安全性，組裝作業更精確，組裝質量得到保證，施工工效提高。
更可取的是，由於提升鋼絞線呈鉛垂方向設置，將不會產生水平分力，橋式起重機的橋架鋼箱梁也就不會發生水平方向變形，因而無須在吊裝前對橋架鋼箱梁進行加固，以抵禦起吊過程中產生的水平分力對橋架鋼箱梁造成變形。
更可取的是，由計算機控制的液壓同步提升系統對橋式起重機進行自控監測和調整的同步提升，該系統包括作為承重部件的提升油缸集群、鋼絞線；作為驅動部件的液壓泵站；採用比例閥控制流量實現同步提升的液壓控制系統；作為控制部件的計算機；用來監測水平偏移量和垂直同步提升的傳感監測系統；用來監測提升井架和十字形吊臂梁的應力應變情況的應力應變監測系統。
更可取的是，由於採用傳感監測系統，將對提升油缸的載荷和提升過程中的起重機橋架空中位置以及鋼絞線水平偏移量實時監測，這些監測到的信息將被傳輸給計算機，由主控計算機來確定下一步的動作，實現對整個提升過程實施有效控制。
更可取的是，由於設置應力應變監測系統，將對提升過程中提升井架和十字形吊臂梁的應力應變情況實時監測，並利用大型有限元結構分析程序ANSYS軟體對監測信息進行計算分析，以確保整體提升過程安全可靠。
更可取的是，由電氣控制實現同步運行的兩臺(套)卷揚機和滑車組成的提升井架牽引裝置，在起重機提升到預定位置時，對提升井架實施對稱牽引使其轉動到位。
更可取的是，橋式起重機提升過程中提升鋼絞線的偏斜度不大於5°。
根據本發明的另一方面提供一種大型橋式起重機整體提升的設備，該設備可以實現前一方面中所述的提升方法，並包括將球面底座放置在特製的大鋼排上，形成穩固的提升桅杆基座；將提升井架、迴轉臺、十字形吊臂梁、提升井架纜風繩頂蓋地面組裝後，整體吊裝就位，立於基座球面底座上，形成整體的提升桅杆系統；在提升桅杆頂部纜風繩頂蓋上設置的提升桅杆纜風系統；構成液壓同步提升系統的提升油缸集群、鋼絞線、液壓泵站、液壓控制系統、主控計算機、傳感監測系統、應力應變監測系統；起重機迴轉牽引系統；將橋式起重機各部件放於其上進行地面拼裝，形成一個整體單元，並利用其進行橋式起重機整體提升的提升託架。
更可取的是，其中，在提升井架上部十字形吊臂的4個懸臂梁端部分別設置了1臺液壓提升裝置(液壓千斤頂)，以便將在地面拼裝好的起重機整體提升至預定高度，液壓提升裝置由採用比例同步技術的液壓控制系統進行控制；提升液壓千斤頂的油缸型號可以根據提升載荷大小進行選擇，各提升吊點中的油缸可以並聯使用，並採用雙行程液壓提升油缸系統，使整個吊裝過程易於控制，提升速度加快。
更可取的是，其中，液壓提升油缸進油口採用液壓鎖，即使電路中斷，液壓缸也不會卸壓，而且可長久保壓，同時，在提升過程中，控制系統對上、下夾持器的動作採用邏輯互鎖，確保在任何情況下，提升油缸至少有一套夾持器對鋼絞線夾緊，保證被提升設備不至失控下滑，安全可靠。
更可取的是，通過機、電、液一體化的設計與應用，加上現場監測控制系統的實時監控，提高了各吊點提升的同步性和安全性，保證了起重機提升過程中受力均勻，減少了因人工操作錯誤、指揮不當等人為因素而引起的安全問題，具體可參見圖3所示。
更可取的是，其中，實現起重機與提升井架同步旋轉的裝置是由電氣控制的兩臺(套)卷揚機和滑車組成，保證同步旋轉。
更可取的是，其中，傳感監測系統包括使用經緯儀跟蹤監測鋼絞線的水平偏移量，並設置邊界值不大於5°；在提升吊點下面設置雷射測距儀，隨時測量起重機橋架提升高度，這些監測到的信息將被傳送給主控計算機，由主控計算機來決定相應比例閥的控制流量，實現跟隨提升吊點和主令提升吊點的位置同步和鋼絞線保持鉛垂的要求。
更可取的是，其中，設置有應力應變監測系統，對十字形吊臂梁和提升井架在提升過程中的應力應變情況進行實時監控，並利用大型有限元結構分析程序ANSYS軟體對監測的信息進行計算分析，以確保整體提升過程安全可靠。
圖1所示為700t橋起重機整體結構示意圖；圖2所示為直立單桅杆分體吊裝橋式起重機示意圖；圖3所示為整體提升同步控制的方框圖；圖4所示為橋式起重機整體提升方案示意圖；圖5所示為大型橋式起重機整體提升方法工藝流程圖；圖6所示為底部迴轉臺結構示意圖；圖7所示為整體提升桅杆結構示意圖；圖8所示為提升井架頂部十字形吊臂梁結構示意圖；圖9說是為提升桅杆纜風繩頂蓋結構示意圖；圖10所示為整體提升託架結構示意圖。
具體實施例方式圖1所示為拼裝後的700t橋式起重機整體結構示意圖。該橋式起重機由橋架金屬結構、大車運行機構、兩部起重小車、操作室、修理室等組成。圖1中，1為橋架兩根主梁；2為橋架兩根端梁；3為大車行走機構；4和5為兩部起重機小車；6為司機室；7為檢修室；8為大車緩衝器及限位。全部組裝好以後的橋式起重機總重量為490t左右，外形尺寸(長×寬×高)為34.9m×12.5m×6.85m。
每部起重機小車由起升機構、小車運行機構和小車架三部分組成；起升機構包括電動機、制動器、減速器、捲筒和滑輪組；電動機通過減速器，帶動捲筒轉動，使鋼絲繩繞上捲筒或從捲筒放下，以升降重物；小車架是支託和安裝起升機構和小車運行機構等部件的機架，通常為焊接結構；小車運行機構有兩排四組8個小車車輪，每組有兩個車輪，通過鉸接均衡車架裝置，如圖1中所示，使起重機的載荷均勻地分布在每個車輪上，共有4個主動車輪和4個從動車輪。兩部小車重量分別為111.78t和100.6t。
大車運行機構有兩排八組24個車輪，每組有三個車輪，通過鉸接均衡車架裝置，如圖1中所示，使起重機的載荷均勻地分布在每個車輪上，共有4個主動車輪和20個從動車輪。大車運行機構重量為48.54t。
橋架金屬結構由兩根主梁和兩根端梁組成。主梁與端梁剛性連接，端梁兩端裝有大車車輪，用以支承橋架在高架上運行。主梁上焊有軌道，供起重小車運行。橋架金屬結構重量為200.45t。
橋架主梁的結構類型為正軌箱形雙梁結構，由上、下翼緣板和兩側的垂直腹板組成，小車鋼軌布置在上翼緣板的中心線上。
橋式起重機主要採用電力驅動，一般是在司機室內操縱，另外，為設備維修方便，在操作室的對面設置有檢修室，供起重機檢修及換線時使用。
大型橋式起重機採用地面拼裝後整體液壓提升就位的方法，參照圖4詳細說明大型橋式起重機整體提升方法的工藝流程和具體操作步驟大型橋式起重機整體提升方法的工藝流程詳見圖5所示。
大型橋式起重機整體提升方法的具體操作步驟第一步首先進行地基處理和敷設提升井架基座，由於提升桅杆承受載荷大，必須考慮提升桅杆因基礎的不均勻沉降對其影響，因此，確定提升桅杆位置並進行地基處理，鋪上碎石和鋼排；然後製作支承迴轉臺的球面底座，並將球面底座放置在鋼排上。具體可參見圖4及圖6所示，圖4中，1為橋架兩根主梁；4(5)為起重機小車；10為屋面梁；11為油壓千斤頂(4臺)；12為鋼絞線。
第二步加工製作底部迴轉臺、提升井架標準節、十字形吊臂梁、纜風繩頂蓋等提升桅杆構件。具體可參見圖6、圖7、圖8和圖9所示。
各構件製作完成後，要進行車間試拼裝，確保裝配質量；拼裝適時應保證，迴轉臺與提升井架下端連接(組裝就位好後，將連接螺栓拆掉，以便提升井架可在迴轉臺上自由轉動)，十字形吊臂梁與提升井架上端剛性連接，纜風繩頂蓋置於十字形吊臂梁上端剛性連接的中心軸上，形成整體提升桅杆，提升井架與十字形吊臂梁通過十字形吊臂梁中心軸可以在纜風繩頂蓋孔內同步自由旋轉。具體拼裝方式可參見圖7所示，圖中，11為油壓千斤頂(4臺)；17為迴轉臺；19為地面鋼排；20為提升井架；23為纜風繩頂蓋。
第三步將提升桅杆各構件運抵吊裝現場，利用汽車吊將迴轉臺與標準節提升井架、十字形吊臂梁、纜風繩頂蓋構件按設計要求在地面組裝好；然後將組裝好的提升桅杆整體吊裝就位，直立於車間中心，使迴轉臺下部的球頭放於球面底座弧形孔內；在纜風繩頂蓋上設置提升桅杆的纜風系統，確保提升桅杆迴轉臺底部球頭在球面底座上自由轉動後，將纜風繩錨固牢靠。具體可參見圖4及圖6所示。
第四步將4臺200t油壓千斤頂(提升油缸)固定於十字形吊臂懸臂梁的端部，提升油缸通過鋼絞線與提升託架的下錨點連接起來(鋼絞線的穿連工作在橋式起重機組裝後進行)。具體可參見圖4及圖8所示，圖8中，11為油壓千斤頂(4臺)；20為提升井架；22為十字形吊臂梁；23為纜風繩頂蓋；24為鎖緊緊螺母。
第五步加工製作起重機整體提升託架，運抵現場，並放置於鋼排上的預定位置；將橋式起重機兩根主梁、兩根端梁及大車行走機構運到起吊位置，並放於提升託架上進行地面拼裝；再將兩部小車、電氣裝置及其他部件安裝到橋架上，通過調整小車位置，確保起重機起吊受力平衡後，將兩小車固牢在主梁上，從而完成橋式起重機的地面拼裝工作。具體可參見圖1和圖10所示。
第六步設置橋式起重機迴轉牽引系統，實現對橋式起重機空中旋轉90°的要求，該系統由電氣控制實現同步運行的兩臺(套)卷揚機和滑車組成。
第七步設置傳感監測系統，其中，在每個提升吊點下面設置雷射測距儀，隨時測量起重機橋架各吊點部位提升高度；在地面沿橋式起重機主梁內側靠近端梁位置設置經緯儀，跟蹤測量鋼絞線的水平偏移量，將監測到的信息及時傳送給主控計算機，通過比例閥控制流量，實現同步提升和鋼絞線保持鉛垂方向的要求。
第八步在十字形吊臂梁上部和提升井架各主要受力元件處，設置應力片，布線與主控計算機連接，實現與主控計算機形成應力應變監測系統，確保在提升過程中對十字形吊臂梁和提升井架的應力應變情況實時監控，並利用大型有限元結構分析程序ANSYS軟體進行計算分析，實現整體提升過程安全可靠。
第九步通過試吊，確保起重機平衡和十字形吊臂呈水平狀態後，再進行整體提升，提升速度應保持在10m/h以內；提升到一定高度後停止提升，將駕駛室、修理室安裝就位；調整平衡後，繼續提升，當提升到預先設定的提升高度，即起重機大車行走輪高於車間行車梁軌道時，停止提升。
第十步利用橋式起重機迴轉牽引系統，通過對提升井架實施對稱牽引的方法，將起重機連同提升井架及十字形吊臂梁同步旋轉90°，轉動至起重機大車行走機構車輪外圓中心線與軌道中心對準時，停止轉動；然後緩慢將橋式起重機下降回落到軌道上。
第十一步拆除提升設備。首先將提升託架降落至地面，將鋼絞線下錨點脫開並移走託架；然後抽掉鋼絞線，拆除液壓提升系統；接著將橋式起重機迴轉牽引系統拆除；最後利用汽車吊吊住桅杆頂部，將纜風繩錨固系統拆除，將提升桅杆整體放於地面，並解體提升桅杆，拆卸纜風繩頂蓋、十字形吊臂梁、提升井架標準節、迴轉臺等各部件。
第十二步進行空負荷試車、動負荷試車和靜負荷試車。
為了實現整體提升，我們設計製作了整體提升機構與設備，具體為提升井架結構形式為獨立格構式，如圖9所示。提升井架主肢是截面為300mm×300mm×15mm的方形鋼，綴條為L100mm×100mm×10mm的雙角鋼，標準節長度為6m，另有一節為3m。
為保證起重機提升後能實現轉位的工藝需要，我們在提升井架底部設有一迴轉結構體系，即迴轉臺。迴轉臺上部套於提升井架底部中心軸上，迴轉臺下部的球頭落在球面底座上，當球面底座因重載不均勻下沉時，迴轉臺可以在水平面內相對球面底座偏斜一定的角度，以保證迴轉臺上的提升井架仍然處於垂直狀態；球面底座放在特製的大鋼排上，以擴大地面的支承面積；在迴轉臺頂部環形鋼板表面與提升井架底部環形鋼板之間設有一30mm厚的聚四氟乙烯環形板和2mm厚的不鏽鋼環形板，在其中間塗有矽脂，以減少不鏽鋼環形板與聚四氟乙烯環形板之間的摩擦，聚四氟乙烯環形板與迴轉臺頂部環形鋼板面固定在一起，不鏽鋼環形板與提升井架底部中心軸環形支承鋼板面固定在一起；在起重機轉位時，迴轉臺頂部表面聚四氟乙烯環形板基本不動，而與迴轉臺相獨立的提升井架及其底部不鏽鋼環形板轉動；提升井架及橋式起重機的轉動是利用卷揚機和滑輪組帶動實現的。該迴轉結構見圖6所示，圖中，13為提升井架底部環形鋼板；14為不鏽鋼環形板；15為聚四氟乙烯環形板；16為迴轉臺頂部環形鋼板；17為迴轉臺；18為球面底座；19為地面鋼排；20為提升井架；21為連接螺栓。
在十字形吊臂的4根懸臂梁端部，分別各裝有一臺200t的油壓千斤頂(提升油缸)，利用鋼絞線將提升油缸和提升託架上的下錨點連接起來。
為保證提升桅杆的穩定性，在提升井架的頂部十字形吊臂梁上部設有一纜風繩頂蓋，該頂蓋套於十字形吊臂梁頂部中心軸上，中心軸下方有一環形凸臺支撐著頂蓋，頂蓋上方伸出的十字形吊臂梁中心軸上用螺母鎖緊，提升井架和十字形吊臂梁中心軸可以在纜風繩頂蓋孔內同步自由轉動；利用8根纜風繩將頂蓋與車間內的八根鋼柱穩固拉緊，纜風繩與水平面的夾角小於10，具體頂蓋的結構和纜風繩的布置詳見圖4和圖9所示。
為了方便整體提升的需要，我們設計製作了一個整體提升託架，用來託住起重機的橋架，其具體結構詳見圖10所示，圖中，1為起重機兩根主梁；25為提升託架吊耳(4個)；26為提升託架檔塊(4個)。
設計提升託架和十字形吊臂梁時，需要設置合理安全的吊點，確保橋式起重機提升託架上的吊點與提升桅杆上十字形吊臂懸臂梁上的吊點位置相互對應，以保證提升井架均衡承載和纜風系統對稱受力，並確保鋼鉸線鉛垂度偏差不超過5°。提升吊點間距越大，起吊越平穩，但提升桅杆上十字形吊臂懸臂梁的長度也會增加，其結構剛性將會減弱；提升吊點間距越小，提升桅杆上十字形吊臂懸臂梁的強度越大，但同時，起吊平穩性將會降低。經過認真分析、深入考慮，最終設計出理想的提升託架和十字形吊臂梁，這裡就不再詳述。
計算機控制液壓同步提升系統可以保證橋式起重機各吊點同步提升，保證提升的平穩性。該系統是由鋼絞線、提升油缸集群(承重部件)、液壓泵站(驅動部件)、液壓控制系統、主控計算機和傳感監測系統、應力應變監測系統幾個部分組成，具體可參見圖3所示。
提升油缸及鋼絞線是系統的承重部件，起重機整體提升時，將承受橋式起重機的重量，應根據提升重量(提升載荷)的大小來選擇提升油缸的型號，這裡採用的提升油缸為4臺200t油壓千斤頂(提升油缸)，均為穿芯式結構；鋼絞線採用高強度低鬆弛預應力鋼絞線，公稱直徑為15.24mm，截面積為140mm2，抗拉強度為1860N/mm，破斷拉力為260.7KN，伸長率在1％時的最小載荷221.5KN。
液壓泵站是提升系統的動力驅動部分，其性能及可靠性對整個提升系統的穩定可靠性影響最大；在液壓控制系統中，採用比例同步技術，這樣可以有效地提高整個系統的同步協調性能。
傳感監測系統主要用來獲得提升油缸的準確位置信息、載荷信息和提升時整個起重機橋架空中姿態信息，並將這些信息通過現場實時網絡傳輸給主控計算機，這樣主控計算機可以根據當前網絡傳來的油缸位置信息決定提升油缸的下一步動作，同時，主控計算機也可以根據傳來的提升載荷信息和起重機橋架姿態信息決定整個系統的同步調節量。
應力應變監測系統主要用來對十字形吊臂梁主要受力部位和提升井架在提升過程中的應力應變進行實時監控，並利用大型有限元結構分析程序ANSYS軟體進行計算分析，以確保整體提升過程安全可靠。
橋式起重機迴轉牽引系統，是為實現對橋式起重機空中旋轉90°的要求而設置的，為保證轉位順利實現，轉位牽引裝置，我們採用兩組規格為H32×4D的32t滑輪組及由電氣控制可實現同步運行的兩臺卷揚機對稱設置；由於採用聚四氟乙烯滑移板作滑移材料，使得牽引力大大減小，安全性得到了解決。
各提升構件設計時，都經過受力分析計算和強度驗算(略)，並均符合安全應力要求，這裡就不再詳述。
上列的詳細說明是針對本發明的一可行實施例具體說明，惟該實施例並非用以限制本發明的專利範圍，凡未脫離本發明技藝精神所為的等效實施例或變更，例如，等變化的等效性實施例，均應包含於本案的專利範圍內。
權利要求
1.一種大型橋式起重機整體提升的方法，其特徵在於·球面底座放置在鋼排上，鋼排下的地基經過夯實並鋪滿碎石；·組裝提升桅杆並吊裝就位，使迴轉臺下部球頭支承在球面底座弧形孔內，迴轉臺可在任一方向擺動，用以補償因地基的不均勻下沉，使提升桅杆始終處於鉛垂狀態；·迴轉臺上部有一付環形鋼板，在環形鋼板上放置的提升井架、十字形吊臂梁及其上面固定的所有部件和被提升的橋式起重機，可以在該環形鋼板上自由轉動；·十字形吊臂頂部剛性連接一中心軸，纜風繩頂蓋套在中心軸上，提升井架和十字形吊臂中心軸可以在纜風繩頂蓋孔內同步自由轉動；·設置纜風系統，用8根纜風繩拉住纜風繩頂蓋，既保證提升桅杆頂端水平方向的穩定性，又使提升桅杆本體及其被提升的橋式起重機，可依靠下面迴轉臺環形鋼板和上部纜風繩頂蓋中心軸，在水平方向同步自由旋轉360°；·提升井架與十字形吊臂梁為剛性連接，四個提升油缸安裝在十字形吊臂懸臂梁端部；鋼絞線穿過油缸中部下伸到下面與提升託架的下錨點相連接，液壓油缸工作時，通過鋼絞線將提升託架和其上的橋式起重機提起升高；·液壓同步提升系統中作為驅動部件的液壓泵站和採用液壓同步技術的液壓控制系統設置於預定位置；·提升託架置於鋼排上的預定位置處，提升前，橋式起重機在提升託架上進行地面拼裝，形成一個整體單元；·安裝橋式起重機迴轉牽引系統，實現對橋式起重機空中旋轉90°的要求，該系統由電氣控制實現同步運行的兩臺(套)卷揚機和滑車組成；·設置傳感監測系統，在每個提升吊點下面設置雷射測距儀，隨時測量各部位起重機橋架提升高度；在地面沿橋式起重機主梁內側靠近端梁位置設置經緯儀，跟蹤測量鋼絞線的水平偏移量，將監測到的信息及時傳送給主控計算機，通過比例閥控制流量，實現同步提升和鋼絞線保持鉛垂方向的要求；·在提升井架和十字形吊臂梁上各主要受力處，設置應力片，布線與主控計算機連接，並利用大型有限元結構分析程序ANSYS軟體對提升過程中的應力應變監測信息進行計算分析；·以主控計算機控制液壓同步提升，並確保各提升吊點同步垂直移動；·提升到預先設定的第一提升高度後停止提升，將駕駛室、修理室安裝就位，並調整平衡；然後繼續提升，當提升到預先設定的第二提升高度，即起重機大車行走輪高於車間行車梁軌道時，停止提升，將起重機連同提升井架同步旋轉90°，轉動至起重機大車行走機構車輪外圓中心線與軌道中心對準時，緩慢將橋式起重機下降回落到軌道上就位。
2.根據權利要求1所述的方法，首先將橋式起重機各構件在地面拼裝為一個整體單元；待提升到一定高度後，再將操作室和修理室安裝到橋式起重機上，並最終提升迴轉到位。
3.根據權利要求2所述的方法，由計算機控制液壓同步提升系統對橋式起重機進行自控監測和調整的同步提升，該系統包括作為承重部件的提升油缸集群、鋼絞線；作為驅動部件的液壓泵站；作為控制部件的計算機；採用比例閥控制流量實現同步提升的液壓控制系統；用來監測水平偏移量和垂直同步提升的傳感監測系統；用來監測提升井架和十字形吊臂梁的應力應變情況的應力應變監測系統。
4.根據權利要求1、2、3之中任一所述的方法，其中，由兩臺(套)卷揚機與滑輪組組成的迴轉牽引系統，在橋式起重機提升到預定高度時，對其實施90°的旋轉牽引，以達到預定的位置；該迴轉牽引系統通過電氣控制，實現兩臺卷揚機同步運行。
5.根據權利要求1、2、3之中任一所述的方法，其中，橋式起重機提升過程中提升鋼絞線的偏斜度不大於5°。
6.一種大型橋式起重機整體提升的設備，該設備可以實現權利要求1中所述的提升方法，並包括將球面底座固定在特製的大鋼排上，形成穩固的提升桅杆基座；將提升井架、迴轉臺、十字形吊臂梁、提升井架纜風繩頂蓋地面組裝後，整體吊裝就位，立於基座球面底座上，形成整體的提升桅杆系統；在提升桅杆頂部纜風繩頂蓋上設置的提升桅杆纜風系統；構成液壓同步提升系統的提升油缸集群、鋼絞線、液壓泵站、液壓控制系統、主控計算機、傳感監測系統、應力應變監測系統；起重機旋轉牽引系統；將橋式起重機各部件放於其上進行地面拼裝，形成一個整體單元，並利用其進行橋式起重機整體提升的提升託架。
7.根據權利要求6所述的設備，其中，為保證將地面拼裝好的橋式起重機整體提升至預定高度，在提升井架上部十字形吊臂的4個懸臂梁端部分別設置了1臺液壓提升裝置(液壓千斤頂)，液壓提升裝置由採用比例同步技術的液壓控制系統進行控制；提升液壓千斤頂的油缸型號可以根據提升載荷大小進行選擇。
8.根據權利要求6所述的設備，其中，為保證起重機提升後能順利實現轉位的工藝需要，設置一迴轉系統，該迴轉系統由與提升井架相對運動的套於提升井架底部中心軸上的迴轉臺及迴轉牽引系統組成；在迴轉臺頂部表面設置有30mm厚的聚四氟乙烯環形板和2mm厚的環形不鏽鋼板，在其中間塗有矽脂，以減少環形不鏽鋼板和聚四氟乙烯環形板間的摩擦，起重機轉位時，迴轉臺及聚四氟乙烯環形板不動，提升井架及環形不鏽鋼板轉動。
9.根據權利要求6所述的設備，其中，傳感監測系統包括使用經緯儀跟蹤鋼絞線的水平偏移量，並設置邊界值不大於5°；在提升吊點下面設置雷射測距儀，隨時測量橋式起重機提升高度，並傳送給主控計算機依照一定的控制算法，來決定相應比例閥的控制量，實現跟隨提升吊點和主令提升吊點的位置同步。
10.根據權利要求6所述的設備，其中，設置有應力應變監測系統，對提升過程中提升井架和十字形吊臂梁的應力應變情況進行實時監測，並採用大型有限元結構分析程序ANSYS軟體對監測的信息進行計算分析，以確保整體提升過程安全可靠。
全文摘要
一種大型橋式起重機整體提升方法及其設備，是一項綜合運用了多項技術的完整體系，主要包括計算機控制液壓同步整體提升大型橋式起重機技術、同步迴轉牽引技術、應用ANSYS軟體進行應力應變監測控制技術和對提升過程實施監控的傳感監測技術。其特徵在於將橋式起重機各部件在地面提升託架上進行拼裝為一個整體單元；製作並安裝提升基座；製作並安裝提升桅杆系統；在提升桅杆頂部纜風繩頂蓋上設置纜風系統；在相應位置安裝液壓同步提升系統；安裝橋式起重機迴轉牽引系統；以主控計算機控制液壓同步提升，並確保各提升吊點垂直移動同步運行；移動至空中預定高度停止提升，通過迴轉牽引系統，實施橋式起重機轉動，併到達預定轉位位置；下降回落到最終安裝位置。
文檔編號B66C17/00GK1833987SQ200610073089
公開日2006年9月20日 申請日期2006年4月13日 優先權日2006年4月13日
發明者關潔, 姚建光, 辛森, 方賢朝, 羅賓, 尹波, 李俊 申請人:中國機械工業建設總公司