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当前位置:首页 >> 起重机知识问答 >> 正文发布时间: 2017.2.9 文章来源:scqzjw 浏览次数:
标准中对缆索起重机的分类比较简单,而实际上缆索起重机的种类比较复杂,这里从如下几个方面进行分类。
1.按支架方式
可分为:简易支架式、钢塔支架式和无支架式3种。
(1)简易支架式缆索起重机
以原木或以原木制成的塔架为支架,支架高度多在20m以内,提升高度为15m以内,以工厂和森林工业中应用最多,有时工程建设也有采用,该种结构的缆索起重机占的比重比较大,如图(a) 所示。
缆索起重机支架方式
(2)钢塔支架式缆索起重机
以桅杆钢结构或塔架钢结构为支架,支架高度多在50m以内,通常以桅杆钢结构为主,在工程建设中应用最多,工业生产应用较少,如图(b)、图(c)所示。
(3)无支架式缆索起重机
依据地形特征架设,索两端分别固接于两岸的适当位置,该种方式在矿山工业和森林工业应用比较多,如图(d)所示。
2.按其服务功能
可分为:装卸式和归集储运式两种。
(1)装卸式缆索起重机
主要用于装卸作业,相对来说起重量比较大、跨度比较小,该种结构往往以固定式出现,多为双索或多索结构。
(2)归集储运式缆索起重机
以归堆、集料、储货、短途运移为主要功能,相对来说起重量较小、跨度较大。该种结构还做成双联式、移动式等形式。
3.按承载索跨的数目
可分为:单跨和多跨两种。
(1)单跨缆索起重机
应用最广,形式最多,并且有多种功能。
(2)多跨缆索起重机
应用较少,只在架设长距离桥梁和特殊地形的工业建设中应用,多跨缆索起重机功能比较单一,基本上与架空索道相类似。
4.按其结构形式
可以分为:固定式和移动式两大类。
(1)固定式缆索起重机
根据其服务特性又可分为固定式、三点式、附加吊臂式、支架摆动式、双联式和桁架梁式等几种,如图所示。
固定式缆索起重机示意图
1)固定式
固定式缆索起重机根据其作业货物的特性不同又可分为单索、双索及多索式。双索和多索具有作业的定位功能,运行比较平稳。固定式缆索起重机的主要弱点是只能在承载索下面的狭窄地带 进行作业,为了改善服务范围,通常可用人力将其吊钩拉向横向位置曳引货物,但对于双索和多索结构不宜采用此种操作方法。
2)三点式
三点式缆索起重机是为改变固定式结构作业上的弱点而提出来的,在结构上三组独立起重机的承载索头端彼此连接于中心接头上,而承载索的尾端则用复式滑车拉紧,调节复式滑车的牵引索 即可使中心接头在较大的范围内做相对于工作场地的移动。由于牵引不太灵活,没有得到推广。
3)附加吊臂式
附加吊臂式缆索起重机为了增大服务面积,在固定式缆索起重机的基础上采用特殊的吊重系统——旋转槽式输送机,通过吊臂的旋转使服务面积大大增宽。
4)支架摆动式
支架摆动式缆索起重机也是为了增宽服务面积而提出的,在固定式缆索起重机的基础上略有改进,即支架可以径向摆动,以此来改变其结构性能,增加服务面积,支架的摆动依靠牵索来控制 ,该种方案具有一定的应用价值。
5)双联式
双联式缆索起重机是为改变作业范围而提出的另一种形式,60年代初期首先在我国储木场中提出并很快得到推广。该种形式的吊钩可以在一定宽度和跨度内做空间运行,结构科学,作业方便 ,但不宜起吊大吨货物和不宜用于大跨度的场合。
6)桁架梁式
桁架梁式缆索起重机是联动式的又一种形式,以钢桁架做横梁可在一定的跨度和宽度内做空间运行,由于桁架自重大,不适宜于大吨位和大跨度的场合。
(2)移动式缆索起重机
根据其结构形式又可分为:平行移动式和径向移动式(辐射式),平行移动式以之家移动式和桥梁移动式为主,径向移动式以定心移动式和同心移动式为主,如图所示。
移动式缆索起重机示意图
1)支架移动式
支架移动式缆索起重机,两支架同时沿着各自的运行轨道平行移动,以扩大其服务面积,各支架分别装设驱动装置,设计中需考虑同步运行。
2)桥架移动式
桥架移动式缆索起重机,如同装卸桥或龙门起重机的桥架,当跨距小于100m时可以采用这种结构,该结构依靠桁架来承受缆索所引起的压力,使桁架的下弦受到压缩,并使其上弦受到拉伸, 而桁架之自重则促使其上弦受到压缩和下弦受到拉伸,这样能抵消一部分水平负荷,从而使桥架结构的重量减少。
3)定心移动式
定心移动式缆索起重机亦可称为径向起重机,其工作范围为一扇形面积或一圆形面积[如图(h)、(i)所示],当同时具有几个径向起重机时,它们的固定塔架做成公共的。用径向起重机可 以节省起重机的运行轨道,并可在全部面积中以比较短的区段将货物吊运到固定塔架附近。
4)同心移动式
同心移动式缆索起重机亦是径向起重机的一种,其工作运行至这样的区段范围如图(i)所示,对于该种结构,驱动装置的速度应该与轨道的曲率半径成比例,以便承载索可以保持径向位置。
当起重机轨道的支线形区段与曲线形区段相连接时,缆索起重机运行至这样的区段可能会产生歪斜现象,必须在一个支架的驱动机构中考虑设置可变速的传动装置。
不同结构形式工作范围示意图如图所示。其中图(a)-(e)为固定式类缆索起重机;(f)-(j)为移动式缆索起重机。
缆索起重机不同结构形式工作范围示意图
5.按承载索的张紧方式
可分为:承载索刚性地固结于支架或地锚之上、承载索拉力由摆动支架产生、重锤张紧式和承载索可收放式四种,如图所示。
承载索锚固示意图
(1)承载索刚性固结式
承载索刚性固结于支架上或支架以外的地锚上,在装配时获得初张力,但随着工作时间的增长,工作过程中承载索将被拉长,这时初张力可用螺旋拉紧装置来调整。这种方式的缆索起重机, 缆索张力随小车位置、货重和温差的变化而变化,最大张力发生于跨中央。当满载小车运行至支架处时,承载索张力会大大地减小,使承载索弯曲应力增大,磨损加剧,同时也使小车在支架 附近处升角的增大,从而增大牵引索的张力。采用具有牵引索的桅杆支架,如图(c)所示,牵引索的弹性变形可以减少缆索张力的变动。
(2)承载索由摆动塔架固结
具有摆动塔架的承载索依靠装着对重的塔架重量来获得张力,当运行小车沿着绳索移动时和货重变动时,摆动塔架的倾斜度和小车作用于此塔架上的压力将略有变动,承载索的张力也随着变 动。缆索最大张力发生于满载小车位于摆动塔架的附近时,最小张力发生于满载小车接近于跨度中央时。缆索张力的变动一般约为10%~15%,该种锚结系统的主要缺点是:当小车急剧制动 或卸载时,承载索将在垂直方向内摆动,特别是当工作繁忙时,摆动现象更为敏感,这种现象将引起承载索和塔架内的动力载荷。主要优点是:节省轨道,张力变动不大,小车接近塔架时的 升角极小等。图(e)为具有悬臂的摆动塔架,当小车行出承载索而进入悬臂时,由于其自重而使相对于塔架转轴的力矩大为增加,使缆索张力的变动增大,因而这种结构不宜提倡。
(3)重锤张紧式
这种张紧系统具有恒定的张力,基本上与小车的重量和小车在跨内的位置无关,由于挠性索在滑轮上的高速磨损和塔架结构的复杂性,这种结构应用得比较少,而且与摆动塔架一样,承载索 在垂直平面内有极大的摆动,如图(f)所示。
(4)承载索可收方式
在这种方式中,承载索的一端借助于收放滑轮组与塔架连接[如图(g)所示]或直接固结于地面[如图(h)所示],滑轮组的收放可变更承载索的长度和挠度,达到升降货物的目的,这种结构 方式的重物可沿任意轨迹运动,多用于桥梁施工或河流的渡口。
缆索起重机具有多种类型和结构。从国内外的应用情况来看,目前的缆索起重机可以归纳为四大结构,即:固定式结构、移动式结构、无支架结构和联动式结构。这四大类结构也基本上代表 了以上分类中的所有结构方案,有的虽然结构略有区别,但原理是相近的,下面分述这四类典型结构。
1.固定式缆索起重机
固定式结构的缆索起重机是最古老的一种结构形式,虽然其服务面较小,设备潜力得不到充分的发挥,但因其构造简单,造价低廉,施工周期短,上马快,各工业部门比较乐意采用,特别是 对于野外作业的施工单位,作为临时工具之用更具有比其他大型设备优越的性能,因此推广面大,在缆索起重机的比重中占着大部分的分量。下图是木支架双索式缆索起重机结构图,主要由 门型木支架4、承载索2、运行小车7、钢索导绕系统和绞盘机等组成。承载索2由门型支架顶端的索鞍支承,两端固定在地面上,采用钢索调紧装置1调节承载索的张力大小和因非弹性伸长所引 起的挠度。两根起重索6的一端固结在支架的顶端,另一端经过运行小车上的转向滑轮与起重滑车后,再绕进另一架杆顶端上的滑轮,经过下滑轮后,两根起重索并入绞盘机卷筒上。牵引索5 一端的两分支分别与两个运行小车相固结,另一端经过支架上下滑轮绕入绞盘机卷筒上。回空索8一端的两分支分别与运行小车相连,一端绕过另一支架经过转向滑车与配重滑轮组及配重9相 连。
木支架双锁式缆索起重机结构图
当捆挂货物后启动起升卷筒,货物上升到一定位置后制动,启动牵引卷筒,由牵引索5拉着运行小车7至所需要的位置后制动,松开起升卷筒,货物下降到场堆或车厢内,卸载后再启动,上升 到适当位置制动,松开牵引卷筒靠自动回空系统将吊重系统拉到所需要的位置制动,起升松动由吊重系统的自重下落到所需的场地位置上,完成一次循环。
这种结构是最简单的形式,支架高度在20m以内,跨度多在100~150m以内,起重量多为3~5t,在森林工业、储木场、人造板厂等工厂和仓库中应用最广泛,一般作为长期生产设备用。有的工 厂将木支架改为钢管支架或钢塔架,塔高一般为25m以内。
下图为桅杆钢支架缆索起重机结构图。桅杆高度一般为30~50m,在工程建设中还可根据地形情况增大高度,当高度增大时,绷索也应考虑加层绷固。
下图为钢塔架缆索起重机结构图。支架采用直立式塔架,承载索可收可放,依靠收放滑轮组8来调节。承载索可根据作业面的需要做平面调整,增大其服务面积,如图14—29所示虚线为第一种 状态的情形,这种结构适合于桥梁建筑工程。
钢塔架缆索起重机结构图
2.移动式缆索起重机
下图是移动式缆索起重机的标准形式,主要由两个移动塔架3、承载索6、运行小车5、钢索导绕系统,绞盘机和塔架驱动装置所组成。移动塔架3沿着平行布设的起重机轨道同步运行。这种结 构主要在储场和建筑施工中应用得多,大型水电站亦采用。
移动式缆索起重机结构图
3.无支架缆索起重机
无支架缆索起重机不需设置专用的支架,根据地形特征架设,两支点分别锚固于两岸或两山顶上,索端可用地锚锚固,也可用活立木固结,这种结构除支架不同外,其他结构与以上两种结构 类似,主要用于森林工业、采矿工业和野外工程建设等,一般结构形式如图所示。
无支架缆索起重机结构图
4.联动式缆索起重机
联动式缆索起重机按分类应归属于固定式类,但因其吊重系统具有可空间运移、服务面广的特征,其原理比较特殊,作用功能也有别于固定式结构,因此这里单独论述。联动式结构目前有两 种方式,即双联式和桁架梁式。
图为双联式缆索起重机结构图,它由一台3筒绞盘机、一组钢索导绕系统、挂重系统、两个运行小车、两根承载索和4个支架组成。挂重系统可在一定的范围内做空间运行。
双联式缆索起重机结构图
(1)纵向移动制动横向移动卷筒17和起升卷筒18,开动牵引回空卷筒16,正反绕入卷筒16的牵引索7和回空索2,一索进,一索出,达到挂重系统纵向移动的目的。
(2)横向移动制动牵引回空卷筒16和起升卷筒18,开动横移卷筒17,正反绕入卷筒17上的两根起重横移索6,一索进,一索出,使挂重系统做横向移动。
(3)上下移动制动牵引回空卷筒16起升横移卷筒17,开动起升卷筒18、移动滑轮组12,同时带动起重横移索6移动,使挂重系统实现上下运动。
图为桁架梁式缆索起重机结构图,它由一台3筒绞盘机或3台单筒绞盘机、一个桁架横梁、一组钢索导绕系统、运行小车、挂重系统、3根承载索和6根支架组成。与双联式缆索起重机一样,也 可在一定的范围内做空间运行,其原理如下。
桁架梁式缆索起重机结构图
(1)纵向移动纵向移动实际上是牵引和回空运行。制动横移和起重卷筒,开动牵引卷筒,绕入卷筒的牵引索,经过一系列的导绕后与桁架两点固结,拉着桁架横梁以及挂重系统一道牵引运行, 松开卷筒,回空索经过一系列的导绕后与桁架的两端点相固结,在重锤的作用下自动回空。
(2)横向移动制动牵引和起重卷筒,开动横向移动卷筒,正反绕人横移卷筒上的两根起重横移索,一索进,一索出,使挂重系统在桁架下的钢索上横向移动。
(3)上下移动制动横移和牵引卷筒,开动起升卷筒,移动滑轮组移动,同时带动起重横移索移动,使挂重系统上下移动。以上为一台3筒绞盘机的作用原理,若为3台单筒绞盘机时,3个动作还可 以同时进行。