DHD型龙门吊车的研制与应用
DHD型龙门吊车的研制与应用
中铁二局新运工程公司内昆铁路指挥部覃方保
铁路、公路桥梁大多是由混凝土预制桥梁铺设而成，其施工过程离不开大型龙门吊车。混凝土桥梁从场地（工厂）预制转场存放架梁取送，最后架设到桥墩上去，通常要经过多次装吊，用传统大型龙门吊车来完成吊装任务有很多不便利的地方,主要是由于吊车自身的安装、拆卸和转运繁重而复杂。针对这一情况，中铁二局新运处成功研制了一种轻便灵活、具有多种用途的龙门吊车（DHD80t?）。该吊车采用特殊吊梁方法装吊混凝土桥梁，具有自重轻、吊重大、机动灵活等特点，可独立完成桥梁预制、转存、取送的装吊工作，吊车本身安装、拆卸、转运方便。1吊车总体结构及工作原理
1.行走机构2.龙门下架3.液压缸4.龙门上架5.取挂捆梁绳吊钩6.吊梁架起吊机构7.吊梁架8.支承压板9.混凝土桥梁10.捆梁钢丝绳图１ＤＨＤ型龙门吊车装吊桥梁１．１总体结构
DHD型龙门吊车整体结构为套柱龙门型，左右两边各一台呈正反向全对称布置，由龙门上架、龙门下架、动力系统、起吊系统、行走机构和吊梁架等组成。１．２基本工作原理
（1）如图1所示，该龙门吊车的工作原理是利用混凝土桥梁的刚性体特性，将两端的吊梁架通过支承压板、捆梁钢丝绳与桥梁连为一个整体进行起吊和转运作业。
（2）该吊车利用液压缸顶升起吊，左右两边龙门吊顶升液压缸各自独立，通过同步机构的控制保证同步动作。
（3）龙门吊两边均有自行走机构，可以方便地对预制梁在短距离内进行转运作业。１．３主要结构及技术特征1.3.1龙门上架
龙门上架为双向龙门型，安装有两台液压绞车，一台用于起吊吊梁架，另一台用于取挂捆梁绳，以代替人工作业,减轻工人的劳动强度。上架四柱脚插入龙门下架的套柱内，高度可调,龙门上架升到高位时，用插销和锁定螺栓与龙门下架连成一个整体。1.3.2龙门下架
龙门下架为片架式，是整台吊车的机座，起到支承作用，安装有一套柴油机动力系统和一套电动机动力系统，以适应不同的作业环境，顶升液压缸直接固定在龙门下架中间。1.3.3行走机构
行走机构安装在龙门下架下方，共8个行走车轮，分别由8个低速大扭矩液压马达驱动，没有设置减速器。结构简单，安装方便，使用可靠。1.3.4液压缸液压缸是最重要的执行机构，它不仅用于起吊桥梁，还可以协助完成龙门吊车自身组立升架、收腿装车、附属托架的升降。液压缸最大行程2.5m，但是它与起重钢丝绳的巧妙配合，能将桥梁提升到3.3m以上的高度，以实现双层重放桥梁的施工目的。
为了保证左右两边液压缸在工作时，同时同步动作，龙门吊特别设置了同步机构，能够将两边的动作速度误差控制在很小的范围内，确保装吊平稳、安全。1.3.5吊梁架
1.滑轮组2.吊梁架3.支承压板球铰点4.桥梁5.支承压板旁承图２吊梁架双三点机构吊梁架呈十字型，是一种特殊的吊具。吊梁架上设计有按桥梁规格变化适应其高低差异的调节柱。有能强制桥梁水平起吊的双三点机构，见图2。图2中左端吊梁架的滑轮轴是固定在吊梁架上的，两处钢丝绳起吊点和支承压板的球铰点三点共面，控制桥梁水平起吊，不产生倾斜。右端吊梁架的支承压板两边有旁撑，滑轮轴为中部可转动的铰支梁，起到力的分配作用，使四点起吊的钢丝绳均匀受力。1.3.6附属托架
附属托架是DHD型龙门吊车配置的专用托架，它的作用是协助龙门吊车实现自力组装，自力装车。其下部的丝杆调整滑道装置，具有龙门吊车组立时调整对正线路中心和运输装车时对准平车中心的调整功能。2主要技术参数
（1）装吊桥梁时整机高度6966mm；铺架前方换装桥梁和轨节时整机高度6106mm（2）工作时内净空宽3610～3734mm，大于机车车辆限界，各型机车车辆均能顺利通过
（3）行走轮轴距4150mm（4）行走轨中心距1900mm
（5）自身转运时尺寸：最大高度4780mm，最大宽度2960mm（6）吊车质量22.25t；附属托架质量3.35t?（7）起吊能力：额定起重载荷65t，最大载荷80t
（8）升降速度：起升0.8～1.1m/min，下降1.6～2.2m/min（9)行走速度：重载2～3.5m/min，空载4～7m/min（10）液压系统额定工作压力：起升液压缸系统：16MPa；液压绞车及行走系统：10MPa3适用范围
该龙门吊车适用于装吊铁路、公路用各种跨度的混凝土桥梁。可在各种不同形状、大小的场地作业，场地利用率高。主要功能如下:
（1）在制梁场或存梁场装吊跨度40m、质量160t以下各种混凝土桥梁。（2）跨越装吊或双层重放32m以下的各种混凝土桥梁。（3）在铺架前方与铺轨机配套换装轨节。（4）在铺架前方与架桥机配套换装桥梁。
此外，在一定条件下，该龙门吊还可以作其它起重作业，如：通过移动汽车或集装箱平车可以转运和吊装集装箱。4操作要点
（1）该龙门吊车的吊梁方式特殊，必须派专人指挥，协调作业，严格执行龙门吊车的安全操作规程。
（2）由于捆梁钢丝绳与传统吊梁方式的捆梁绳受力情况不同，所使用的捆梁钢丝绳的承载能力和铁垫瓦的受力面积都应是传统吊梁方式的2倍。（3）龙门吊车行走时要检查轨底板下是否垫实，经现场指挥人员确认后方可吊梁行走。（4）吊梁起落、行走，特别是吊梁高位行走时要保证左右两边同步动作。在梁片对位落放需要调整时，一定要待梁片完全静止后再移动对位，避免梁片因惯性冲击晃动而引发事故。5结束语
DHD型龙门吊车已经过多次技术改进，已从电液结合型发展到全液压型，吊重从65t×2提高到80t×2，作业功能从单层存梁扩展为双层重放桥梁。目前，已有5台投入使用，共安全装吊混凝土桥梁万余片次。该产品已获得国家专利，专利号:ZL00223823.3。
通讯地址：中铁二局新运公司内昆铁路指挥部（６５７８００）（收稿日期：201*-04-20）
扩展阅读：龙门起重机开题报告
一、选题背景和意义：
起重机是现代工业在实现出产过程机械化、自己主动化，改善物料搬运前提，提高劳动出产率必不可少的重要机械设备。它对于发展国民经济，改善人们的事物、文化生活的需要都起着重要的作用。随着经济建设的迅速发展，机械化、自己主动化程度也在不停提高，与此相适应的起重机技能也在高速发展，产物种类不停增加，使用规模越来越广。一些企业由于没有起重机械，不仅工作效率低，劳动强度大，甚至难以工作。高层建筑的施工，上万吨级或几十万吨级的大型船只的建造，火箭和导弹的发射，大型电站的施工和安装，大重件的装卸与搬运等，都离不开起重机的作业。
起重机不仅可以作为辅助的出产设备，完成原料、半成品、产物的装卸、搬运，进行机电设备、船体分段的吊运与安装，而且也是一些出产过程及工艺操作中的必需的装备。再如冶炼金属工业出产中的炉料筹办、加料、钢水浇铸成锭、脱模取锭等，必需依靠起重机进行出产作业。据统计，在国内的冶炼金属、煤炭部门的机械设备总数量或总自重中，起重运输机械约占45%。起重机是机械化作业的重要的事物基础，是一些工业企业中主要的固定资产。对于工矿企业、港口码头、车站库场、建筑施工工地，和海洋开发、宇宙航行等部门，起重机已成为主要的出产力要素，在出产中进行着高效的工作，组成合理社团批量出产和机械化流水作业的基础，是现代化出产的重要标志之一。
龙门起重机作为物料搬运机械中的最主要的一种，在各行各业中得到广泛的应用，龙门起重机起重范围可以从几吨到几十吨甚至几百吨，在机械制造、冶金、钢铁、码头集装箱装运等行业都必须有龙门起重机。而起升机构更是起重机的咽喉设备，因此对其进行研究，改进其结构使其更加合理，使用更加方便，成本更加低廉，具有重要的现实意义。
龙门起重机的市场份额越来越大，使用非常广泛，这是产品本身及起重机厂家以及国家政策等多种因素共同作用下的结果，随着经济的不断发展，尤其是目前经济危机的刺激，国家的一揽子计划的推动，龙门起重机市场的需求、发展前景大好。
龙门起重机（gantrycrane）是水平桥架设置在两条支腿上构成门架形状的一种桥架型起重机。这种起重机在地面轨道上运行，主要用在露天贮料场、船坞、电站、港口和铁路货站等地进行搬运和安装作业。课题研究目的及价值：
我们研究这一课题的目的是：设计、分析、计算龙门起重机的各个部分的结构、受力、运作情况；通过研究龙门起重机机械系统结构了解龙门起重机的运作，运用机械知识并进一步优化其结构设计。
本项目所设计的龙门起重机是起重机中应用最广泛的一种，其主要由主梁（两根）、横梁（两根）以及小车、大车，支腿等部分组成，。桥架的金属结构由主梁和横梁组成，分为单主梁桥架和双梁桥架两类。单主梁桥架由单根主梁和位于跨度两边的横梁组成，双梁桥架由两根主梁和横梁组成。本题主要是对支腿进行设计和分析，支腿分为刚性支腿和柔性支腿，柔性支腿顶部采用绞支座支撑主梁，并使柔性支腿能相对主梁转动。龙门起重机按照支腿的形式又分为0型、U型、A
型和八字腿带马鞍型等几种。
二、国内外研究现状、发展动态（文献综述）：
目前，国内专业生产大型起重机的厂家很多。其中以中联重科、三一重工、抚挖等公司产品系列较全，市场占有率较高。中联重科在201*年12月宣布实行品牌统一战略后。现已成功开发了50t~600t履带式起重机产品系列。作为中国起重机行业的领跑者，徐州重型机械有限公司现在已经形成了以汽车起重机为主导，履带式起重机和全路面起重机为侧翼强势推进的庞大型谱群。国内最具历史的履带式起重机生产企业抚挖现已拥有35t~350t的履带式起重机产品系列。QUY350是抚挖201*年推出的国产首台350t履带式起重机，填补了国内350t履带式起重机的产品型谱空白。
目前，国外专业生产大型起重机厂家很多。其中利勃海尔、特雷克斯-德马格、马尼托瓦克与神钢等公司产品系列较全，市场占有率较高。利勃海尔公司的产品技术先进、工作可靠，其生产的LR系列履带起重机最大起重量已达1200t。其桁架臂履带式起重机系列在201*年又喜添新品LR1600/2，使其产品型谱更加完善。
未来的一段时间内，起重机的发展趋势包括以下几个方面：
（1）起重机的大型化。近年来，火电发电机组的功率不断增大，由以前的30万KW为主转为60万KW乃至100万KW为主，对起重机的吨位需求增大。由于美国核电技术的推广应用，使大件吊装量大幅增加催生了大型起重机市场的需求。大型石化项目，同样需求大吨位的大型起重机特别是履带式起重机。
（2）创新设计。开展对起重机传动型式创新、结构构造创新和功能原理创新等方面理论及技术基础研究，为此着重研究新材料、新工艺、新的传动装置，从而通过对不同设计方案的优选、分解和组合来产生新的设计方案，不断推出创新设计成果。（3）核心技术化。各大知名企业均具有其独特的核心技术，并不断创新，努力保持在同行业内的领先地位。现在各大公司均大力研究开发自己的核心技术，以不断提升自己的产品档次和竞争能力。
（4）模块化和组合化。极短交货期的市场需求要求开展基于网络的协同异地设计技术、并行工程技术研究，这样可以缩短产品的开发周期。用模块化设计代替传统的整机设计方法，将起重机上功能基本相同的构件、部件和零件制成有多种用途，有相同联接要素和可互换的标准模块，通过不同模块的相互组合，形成不同类型和规格的起重机。达到改善整机性能，降低制造成本，提高通用化程度，用较少规格数的零部件组成多品种、多规格的系列产品，充分满足用户需求。
（5）大吨位的自拆装系统。履带起重机体太笨重在公路上无法自由行走，必须拆卸才可运输，到达工作地点后再进行组装，需要辅助吊车。为减少或不用辅助吊车，节省施工费用，因此研制自拆装系统势在必行。
（6）混合型起重机。履带起重机和轮式起重机各有利弊，将两者取长补短后，混合型起重机应运而生，这也是起重机新型式的大胆尝试与突破。它集履带起重机桁架臂大起重量、大作业空间的优势和轮式起重机的机动灵活优势于一体，主要用于大型起重机。
三．结语
我们已经看到世界上工业发达国家已经开始进入新的技术革命时代。我国目前仍然处在设计、生产周期化阶段，起点低、设备落后，相对发达国家落后20年左右。如果我国能从国外工业发展中得到启示，将可加快我国起重机械工业的发展。
查阅参考文献
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三、研究内容
本篇论文主要设计的是龙门起重机支腿机构的设计。
造船龙门起重机因为跨度较大,两侧支腿要有刚性腿和柔性腿之别。刚性腿的刚度必须足够“刚”,那么柔性可显得较“柔”,才能保证起重机的正常行走。柔性腿与大梁用“铰座”相连接是最好的。
首先把两支腿间的相互位置设计成上窄下宽的特殊的八字形状，这样能使尺寸较大的船体分段和吊运件顺利通过,运行于悬臂端和跨中之间,这样的支腿结构,新颖实用。由于跨度大，为保证起重机的正常运行,必须在柔性腿侧采用“球铰”支承大梁，所谓“球铰”实际上就是一个能使大梁可以相对于柔性腿摆动或转动铰座,能做成滑动球座的(俗称“和尚头”，也可以做成滚动轴承组合式的。在柔性腿上不设“球铰”,而做成一个“焊接柔性铰”这种结构,，制造方便,，可以用在跨度40m左右的龙门起重机上。支腿的设计步骤：
在设计过程中，根据给定的各种基本参数采取传统的设计方法，熟悉起重机的结构和工作原理，分析原始条件，确定出支腿总体结构和基本参数，
技术路线如下：
1)熟悉桥式起重机的结构以及工作原理
2)分析工作情况，原始条件，确定机型并确定出基本参数和总体结构3)分析起重机支腿的受力情况(主梁，横梁，小车，风载)4）支腿的强度和稳定性校核实施方案及可行性分析：
由于本课题所涉及范围较广，问题复杂，且在具体实践方面难以入手。因此本文主要从最基础的理论入手，以在校期间学到的机械设计的理论知识和实践经验为基础，结合查阅到的各种资料来论述。
本文的研究可行性从以下几个方面得到保证：
经过大学四年的学习，掌握相关机械设计方面的知识，理论方面目前已经收集到大量的参考文献，这些文献覆盖了起重机相关资料、钢结构的工艺等，极具参考价值,国际国内已经在这方面进行了比较深入的研究，可提供宝贵经验,与从事本研究相关题目研究的同学进行合作，将为本论文的研究提供良好的交流环境，集思广益，使该论文的完成能够得到足够的智慧支持,在导师崔丽及从事相关研究的老师对该论文的悉心指导下，本论文的研究和进度方面将更加合理。
总之，该论文的选题和研究深度是合理的，并且这方面的研究有一定的理论和实践价值，经过不断的努力可以按目标完成。四、设计进度安排起止时间3月14日到3月19日3月20日到3月24日3月25日到4月9日4月18日到4月24日4月25日到5月5日5月6日到5月20日5月21日到6月4日6月5日到6月10日
主要内容相关文献资料搜集撰写开题报告翻译外文资料计算三维建模，绘出CAD图纸有限元强度分析书写论文论文评阅毕业答辩预期目标初步了解起重机的现状完成开题报告了解国外相关论文完成相关参数计算给出支腿外形确定支腿强度完成论文书写进一步改进设计的不足通过答辩4月10日到4月17日选择支腿结构型式，相关参数
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