本文選自《起重運輸機械》雜志,基于如需轉載,空間請注明出處
摘要:以溪洛渡水電站20tGIL母排安裝起重機為例,超大起度橋由于絕緣金屬封閉輸電(GIL)母排的升高式起安裝高度較高,固定過程中不能對其進行位置調整,重機運行軌跡要求嚴,基于作業(yè)空間受限,空間一般的超大起度橋安裝起重機難以滿足要求,故文中介紹了狹小空間的升高式起超大起升高度安裝用橋式起重機的結構組成、設計及技術特點等。重機
Abstract:Takingtheinstallationcraneof20tGILbusforXiluoduHydropowerPlantastheexample,基于thestructure,designandtechnicalcharacteristicsofthebridgecraneforinstallationofsuper-largeliftingheightinnarrowspaceareintroducedbecausetheinstallationheightofGILbusishighandthebuscannotbeadjustedduringfixing,therequirementsofrunningtrackarestrict,andtheoperationspaceislimited.
關鍵詞:橋式起重機;超大起升高度;狹小空間;特點
Keywords:bridgecrane;super-highliftingheight;narrowspace;characteristics
0引言
近年來,我國大型水電站輸電多采氣體絕緣金屬封閉輸電(GIL),空間GIL母排通常安裝在地下廠房到山頂變電廠之間的超大起度橋豎井之中。各水電站為了減小GIL安裝施工量,升高式起縮短施工時間,重機節(jié)約工程成本,多采用GIL在豎井內底部組裝,由下至上一次吊裝到位的安裝方式。
1溪洛渡水電站GIL安裝起重機
溪洛渡水電站左右岸550kV出線由GIL從地下主變壓器洞通過兩個垂直高差470m(左岸)和480m(右岸)的出線豎井(引出線洞)引出到地面現(xiàn)場。該出線方式要求GIL安裝起重機的起升高度為280m。如圖1所示,起升機構工作級別為M起重量為20t。根據GIL母排的安裝要求,吊具在整個起升高度內始終需要運行在截面為850mm×850mm的立體空間內。
起重機包括橋架、小車、吊具以及附屬鋼結構等。起重機由兩根主梁、兩根端梁組成一個橋架,主梁為中軌箱形梁。在橋架的四角設有支撐點,支撐點通過螺栓固定在廠房結構上,其中一端可沿主梁方向滑動。小車由小車架、起升機構、運行機構等組成。起升機構采用雙電機、雙卷筒多層纏繞、雙減速器的雙驅動方式。小車運行機構要求布置緊湊,以達到安裝維護方便的要求,采用電機、減速器和制動器三合一集中驅動形式。起重機的電源為三相380kV/50Hz的交流電。小車采用小型電纜滑車供電,設置在主梁的下方。起重機還設置小車錨定裝置、起升機構棘輪棘爪逆止定位裝置、質量指示裝置、各機構的限位保護裝置。
起重機運行軌道的高度差必須控制在一定范圍內。固定橋式起重機的4個支撐點的高低可參考軌道式起重機大車軌道的技術條件,該起重機的廠房結構采用混凝土結構,由于混凝土結構的澆筑存在一定誤差,高度可調的支撐可減少現(xiàn)場的施工量。
2起升機構技術特點
通過對大起升高度起升機構設計方法對比,綜合考慮分析確定該起重機采用雙起升機構折線卷筒多層纏繞的方案,如圖2所示。起升機構由兩套對稱的機構組成,每套機構包括電動機、制動器、聯(lián)軸器、減速器、卷筒裝置等部件。每套機構的卷筒為雙聯(lián)折線卷筒,起升機構共采用兩根鋼絲繩。鋼絲繩一端固定在一個卷筒上,繞出卷筒經過動滑輪后繞入另一個卷筒并加以固定,如圖3所示。
1)雙起升機構
采用雙纏繞系統(tǒng)即將原來一個卷筒的承載由兩個卷筒承擔,一個大卷筒分解成兩個小卷筒,同時將原來的一個大減速器分解成兩個小減速器,這樣可使起升高度增加。同時,采用對稱布置,即兩個卷筒上的鋼絲繩處于對稱位置,這樣可保證吊具在水平方向不發(fā)生偏移。
2)折線卷筒的運用
雙折線卷筒繩槽的斜繩槽和直繩槽交替出現(xiàn),在卷筒表面一圈繩槽中出現(xiàn)兩個斜繩槽區(qū)和兩個直繩槽區(qū)。斜繩槽約占圓周長的25%,直繩槽約占75%。為保證上層鋼絲繩能落在下層鋼絲繩形成的繩槽中,減小同層鋼絲繩導向的磨損,折線繩槽節(jié)距通常為鋼絲繩直徑的1.05~1.09倍。繩槽的槽型采用標準槽型繩槽。折線卷筒繩槽的兩側都必須設置過渡段引導鋼絲繩的層與層之間的換向爬升。
折線卷筒的多層纏繞具有鋼絲繩排列整齊、磨損較小等優(yōu)點,但必須嚴格的控制鋼絲繩與卷筒的偏角。橋式起重機的鋼絲繩在繞出卷筒后即繞入吊具的動滑輪,由于動滑輪與卷筒之間的距離一直在變化,吊具運行過程中鋼絲繩偏角的控制較困難。鋼絲繩偏斜角過大會造成鋼絲繩沿卷筒軸向分力過大,在換層過程中出現(xiàn)跳繩現(xiàn)象;偏角過小會造成鋼絲繩沿卷筒軸向分力過小,在換層過程中出現(xiàn)騎繩現(xiàn)象。因此,偏斜角要控制在0.5°~1.5°范圍內。鋼絲繩在折線卷筒上進行多層纏繞時,其層數(shù)一般不超過三層。第一層向第二層過渡的時候,在跨越前過渡段的鋼絲繩比第二層的鋼絲繩低,形成的繩槽不規(guī)則,如果第三層鋼絲繩纏繞過此處會掉入其中,這樣會產生背繩、跳繩現(xiàn)象,無法確保第四層鋼絲繩的反向折送和整齊排列。
由于20t橋式起重機吊具要運行在850mm×850mm的立體空間內,整個卷筒的繩槽總長度不能超過850mm,故在卷筒的中部應安裝鋼絲繩爬升換向引導擋環(huán),如圖4所示。
3)吊具
吊具是起重機上用于取物的裝置,它由吊鉤、吊鉤螺母、推力軸承、吊鉤橫梁、滑輪裝置、拉板等組成。吊鉤裝置的滑輪一般都裝配在同一軸上,起升機構鋼絲繩纏繞過吊具滑輪后,通過平衡滑輪或平衡臂來調節(jié)鋼絲繩的長度,以便使吊鉤裝置的滑輪軸保持水平。由圖3可以看出,本次設計的起升機構鋼絲繩兩端均固定在卷筒上,不能通過調節(jié)鋼絲繩的長度達到吊具平衡,只能在吊具上增加平衡調節(jié)裝置,如圖5所示。
該吊具裝置由滑輪、滑輪罩、滑輪支架、滑輪軸、吊鉤橫梁、吊鉤等組成。裝有滑輪的滑輪軸固定在滑輪支架上,滑輪罩安裝在滑輪支架上,滑輪支架下部安裝有吊鉤橫梁,吊鉤與吊鉤橫梁連接。
吊具應保證兩個滑輪零高度差,采用四連桿結構,即兩個滑輪支架上端之間設有上部連桿,并用兩個上部鉸軸分別將兩個滑輪支架與上部連桿鉸接;兩個滑輪支架下端的內口兩側面之間設有側板,并用兩個下部鉸軸分別將兩個滑輪支架與兩個側板鉸接,吊鉤橫梁安裝在兩個所述側板之間。兩個滑輪支架與上部連桿、下部連板通過鉸軸組成平行四邊形結構。通過平行四連桿結構,能使吊鉤處于平衡狀態(tài),達到鋼絲繩纏繞系統(tǒng)平衡調節(jié)。
4)鋼絲繩的選擇
對于多層纏繞的鋼絲繩,其型號的選擇直接影響到鋼絲繩纏繞的整齊。在多層纏繞結構中,上層鋼絲繩會對下層鋼絲繩產生壓力,如果鋼絲繩變形過大,在換向爬升時會產生亂繩現(xiàn)象,加劇鋼絲繩的磨損。鋼絲繩直徑都具有一定的公差,公差過大會造成鋼絲繩在折線卷筒上爬升換向不平順,最終造成鋼絲繩纏繞混亂,而且必須將鋼絲繩直徑公差控制在2%以內。多層纏繞系統(tǒng)起升高度大,為避免吊具在起升過程中吊具旋轉與鋼絲繩打結,應選擇不旋轉鋼絲繩,同時去除鋼絲繩內預緊力。
20t橋式起重機順利的將溪洛渡水電站各GIL母排安裝到位,鋼絲繩在折線卷筒上纏繞非常整齊,磨損較小,吊具的運行軌跡符合設計預期要求,說明本次設計的可保證狹小空間的超大起升高度安裝用橋式起重機在性能特點等方面符合實際工作要求,具有一定的實用性。
參考文獻
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