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    Shandong Giant Heavy Machinery Co. Ltd..

缆索起重机选型与技术参数

更新时间:2020-05-21 07:07  

  缆索起重机选型与技术参数_机械/仪表_工程科技_专业资料。供工程技术人员参考

  第六篇 工程用起重机械选型与技术参数汇编 第三章 缆索起重机 概 述 第一节 一、 缆索起重机的特点 缆索起重机 (简称缆机) 是一种以柔性钢索作为大跨距支承构件, 兼有垂直运输和 水平运输功能的特种起重机械。缆机在混凝土大坝工程常被用作主要的施工设备之 一。此外, 在渡槽架设、 桥梁建筑、 码头施工、 森林工业、 堆料场装卸、 码头搬运等方面也 有广泛的用途, 还可配用抓斗进行水下开挖。 大坝混凝土浇筑用缆机的特点是: 跨距较大, 主索为密闭索, 工作速度高, 采用直流 拖动; 满载工作且工作频繁, 其起重机工作级别为 ! # !$, 起升机构和小车牵引机构的 工作级别 %$。与门、 塔机栈桥法施工相比, 有以下优点: 无需架设施工栈桥, 不占用直线工期, 基坑开挖后即可形成生产能力浇筑混凝 &) 土, 无施工度汛问题; 缆机的浇筑与导流方式无关, 基本上与其它地面施工设备互不干扰; ’) 可采用较高的起升、 下降及小车运行速度 (横移速度) , 因而其工效比门机、 塔机 () 高得多; 必要时可用作沟通两岸的交通工具。 )) 缆机也存在一定的局限性或缺点: 缆机轨道基础的开挖和混凝土浇筑工程量一般都比较大, 又都位于坝肩以上较 &) 高的高程上, 基础工程和安装的工作困难较多; 缆机是一种比较复杂的专用设备, 其设计、 制造、 安装、 调试所需周期较长, 必须 ’) 提前订货和安排, 不像门、 塔机通用性较强、 制造安装周期较短; 使用缆机, 必须熟练掌握操作技术, 操作人员必须经过较长间的培训 (( # 个月 () 以上) ; 缆机与门机、 塔机相比, 单台造价要昂贵得多, 而且主索 (承载索) 目前还需进口; )) 缆机的转用性较差, 在后续工程, 往往需要作不同程度的改造, 有时由于工程条 *) 件不适宜, 被长期搁置或废弃。 能否真正发挥缆机施工的优越性, 主要取决于工程的设计及地形地质条件。一般 ? *+ ? This is trial version 第三章 缆索起重机 认为峡谷系数 (深与宽之比) 为 ! # 以上的峡谷河床中的高坝采用缆机施工较为有利, 对于拱坝及重力坝施工尤为适宜。 二、 缆机的类型 缆机按其主索的数量分有单索、 双索及四索缆机, 按工作速度又可分为高速、 中速、 低 由此又可派生若干复合机型, 详见表 $ % # % !。 速缆机等。按主索支点有 $ 种基本类型, 但最常用的是平移式和幅射式两类。 表$%#%! 缆机机型一览表 This is trial version 第六篇 工程用起重机械选型与技术参数汇编 第二节 缆机的主要构件 一、 主索 (承载索) (一) 主索数量 用单根主索 近代缆机基本都用单根主索。与 ! 世纪 # 年代的用双索或四索相比, 可使缆机的构造简化, 重量减轻, 特别是可减小主索的弯曲应力和减轻主索的磨损。承 担临时性任务的缆机, 可以采用 $ % &’ 的圆股丝绳作主索; 而对于长期频繁工作的大型 缆机, 则必须用外层由 ( 型钢丝构成的密封钢丝绳作主索。 目前国产密封索 (按 )*+#!—,,) 的最大直径为 (-&..) , 只能用于小型缆机, 混凝土 浇筑用的大 (重) 型缆机多采用奥地利线材公司 (或称奥钢联, /012345 63572 )8 9 18::175;2 生产的大直径密封索, 效果一般较好。表 $ 9 + 9 ! 是该公司生产的直径 $ ? . = ) 单根重量可达 &!2。 &&.. 密封索的主要参数, (二) 安全系数 在选用主索时, 因对主索的破断强度采取不同的概念, 在安全系数的取用数值上有 差异。日本采用 “钢丝绳破断强度” , 系指整根密封绳的破断强度; 德国和前苏联则采用 “计算破断强度” , 以密封绳各根钢丝破断强度和作为计算依据。这两种强度相差约等 于 ’ 的 “捻制系数” 。日本规定主索安全系数应大于 ! -, 美国规定大于 ! -#, 而德国 和前苏联规定为 + ? + #。 主索的安全系数也不宜过大, 按 “计算破断强度” 计算的安全系数以 + # 为宜。如 主索直径过粗, 当小车移向两侧塔架, 主索拉力减小, 小车车轮的载荷有可能使内外层 钢丝产生较大滑移, 使钢索的整体性减弱。车轮轮压引起的弯矩使外层钢丝中的弯曲 应力增大, 容易导致主索外层钢丝断丝和疲劳损伤。对于转用于新工程采用较小跨距 的缆机, 尤应注意。 主索是柔性结构, 一般可不考虑动载系数。 (三) 轮压与主索拉力关系 小车轮压 ! (满载时) 与主索的最小拉力 比 ( ! @ , 为满载小车在极限位置时的 拉力值) , 对于钢制车轮应不大于 & @ ,, 尼龙车轮应不大于 & @ $。如果 ! A 过大, 通过 小车时主索外层钢丝的弯曲应力较高。如辐射式缆机两机共用弧形轨道, 要校验由于 跨距变化, 从而发生主索最小拉力改变后的 ! A 值。 ? #$! ? This is trial version 第三章 表!#$ 缆索起重机 大直径密闭索的构造和计算破断强度 (四) 主索的寿命与修复 主索寿命尚无经验数据, 一般在一个工程使用完毕, 转用到新工程时都要更换主 索, 避免在施工过程中更换新索。 This is trial version 第六篇 工程用起重机械选型与技术参数汇编 主索由于断丝、 磨损、 腐蚀及其他损伤引起的断面减小值应不大于下列规定: 在相关索长 ! ! 内, 不超过主索总断面积的 #$ , 在相关索长 % ! 时, 不超过总断 面积的 &$ ( ! 为主索直径) ; 但当外层相临的 形钢丝在一个节矩内有两处断裂时, 容 易引起 “爆丝” , 其断面缩小虽未超过前述数字, 也应报废。由于对断丝的检查一般只能 通过目检确定外层钢丝的断丝根数, 无法确知内层钢丝情况, 因此, 应取前述断面缩小 值的 ! ’ % 作为衡量主索断丝报废的准则。 主索外层钢丝由于焊点开裂、 雷击等原因引起断丝, 可用环氧树脂粘接的办法予以 修复。由于疲劳引发的断丝和损坏一般难以修复, 即使采取铜焊等措施处理, 也不能维 持以后的安全使用, 一旦发现主索断丝, 必须密切注意检查和记录断丝的发展情况, 以 便作出判断。 (五) 主索的接头 大直径主索的接头 (密封绳与铰接到支架上的拉板之间的连接接头) 现都采用将绳 端插入锥形索套内浇铸金属 (纯锌或锌合金) 的办法连接而不再采用楔紧的办法。 锥形索套的长度为 & ! ( ! 为密封绳外径) , 锥度为 # ( )。浇铸金属时主索在锥形索 套口以下 ) ! 的下垂长度范围内不允许有弯曲。绳端及索套应预热到 %&* , 浇铸金属 的温度至少为 +&* 。 (六) 张紧力调整 为了调整主索的垂度, 必须在主索拉板上设置一张紧机构, 调整主索系统的总长 度。张紧机构大多装在副塔一侧。进口的德国缆机和以前的部分国产缆机都采用液压 缸张紧, 调整长度约 #,。近年国产缆机已改用绞车滑轮组构成的专用钢丝绳张紧机 构, 其调整长度可达 -,, 并且给主索安装带来方便。 二、 支架 缆机的支架用于支承主索 (拉板) , 一般常称为塔架。而将主索 (拉板) 支点至地面 或支架前腿轨道面的高度称为 “塔高” 。多数缆机的主索铰点以上还有一段钢架, 用来 支承牵引索上支的导向滑轮, 其高度不计在塔高之内。 (一) 固定支架 用于固定式和辐射式缆机的固定支架可根据主索支点设计高程的要求和地形、 地 质条件, 采取不同的构造型式: 用锚固的方法固定于在岩石上, 其塔高为零至数米; #) 刚性塔架 (或一片三角形构架后加柔性或刚性拉杆) 的顶部, 其塔高约为十余米; !) 桅杆状受压杆件, 其根部铰接于地面支座上, 而顶部用若干纤索拉向侧面和后面 %) ? &-+ ? This is trial version 第三章 缆索起重机 的锚固点, 高度达数十米以至更高; 桅杆一般为格固式的方形断面, 不太高时也可用箱 形结构。 (二) 活动支架 用于辐射式和平移式缆机的活动支架有以下几形式。 ! 无塔架支承车 无塔支架适用于轨道平台沿河侧为较陡峭的岩石边。主索支承点设置在较前腿轨 面高或略低处, 并向河侧外伸。所谓塔架实际上即是运行机构的车架, 其 “塔高” 很小, 多数采用 甚至为负值, 可以不用或只用少量配重, 见图 # $ % $ !。我国近年生产的缆机, 了这种支架型式, 取得了很好的经济效果。 图#$%$! 无塔架支承车简图 (单位: &&) ( ’) 主车; ( () 副车 ! $ 主索拉板; ) $ 主索支点; % $ 车架; * $ 牵引索上支; + $ 配重 ) 低塔支架 这种支架型式对地形的适应性优于无塔架支承车。其主索支点设置在前腿上, 主 低塔塔架见图 # $ % $ )。 塔高一般为 % , +&。主塔的机房可设在塔架上, % 高塔架 适用于较平坦的地形, 其主索支点设置在支架后腿上主, 塔高为 !- , #-&, 主塔机房 设置在呈锥形的塔架内。轨距和基距都较大, 约为塔高的 - *+ , - # 倍 (塔架高, 取小 值) , 配重最多达的数百吨, 结构参见图 # $ % $ %。 一般高塔架的结构均采取对称于主索中心线的构造型式。为了减小相邻两缆机主 索的中心距, 也可采取不对称的支架型式 (多用于副塔) , 见图 # $ % $ *。 This is trial version 第六篇 工程用起重机械选型与技术参数汇编 图!#$ 低塔架简图 (单位: %%) ( &) 主塔; ( ’) 副塔 ( 主索支点; $ 主索拉板; # 塔架; ) 牵引索上支; * 配重; ! 机房 图!## 高塔架 (主塔) 简图 ( 主索支点; $ 主索; # 塔架; ) 牵引索上支; * 配重; ! 机房; + 拖平 图!#) 不对称高塔架简 图 (副塔, 前腿支承于斜面轨道) ) , - 字架和纤索配重车 这种支架型式特别适用于两岸地势平坦, 而要求主索支承点特高的情况, 其构造 向山侧后倾约 (./, 并在主索支点背面用纤索拉住, 纤 为: - 字形的构架支承于单轨上, 索另一端固定于在山侧的一组平行轨道上与 - 字架同步行驶的配重车上。塔高 !. 0 ? *!! ? This is trial version 第三章 缆索起重机 使主索中心距缩小, 驶 !#。相临两机的 $ 字架可以分别支承在前后两条单线轨道上,金沙, 近时可互相错开, 见图 % & ’ & (。使用专用工具时, 安装也很方便。 图%&’&( (巴西伊泰普工程缆机布置图) $ 字架和配重车简图 % & 垂直轨; , & 牵引索上支 ) & 配重车水平轨; * & $ 字架主塔; ’ & 纤索; + & 主索; ( & 机房; 各种支架的优缺点比较如表 % & ’ & ’。 表 % & ’ & ’ *-、 ’- 缆机不同支架型式的数据和比较 塔架型式 (#) 塔高 ! 无塔架 主塔 * . ), 副塔 & . ’) 由前轨伸 出约 ) . (# 1/! ’.( / + (/, 低塔架 ’/( 高塔架 ) / % $ 形架和配重车 % / ! $ 形架轨道后 侧 . ), 0 ! $ 形架和配重车的 距离按地形确定 .’ 0 ! 承载索铰点位置 轨距 (#) 基距 2 (#) 主塔 副塔 主塔 副塔 前轨上方 1 / ) , ,/1 % 后轨上方 ( . + / . %) 0! This is trial version ( . + / . %) 0! ? (%, ? 第六篇 塔架型式 相邻两机承载素 最小中心距 () 水平力支承方式 混凝土配重 工程用起重机械选型与技术参数汇编 低塔架 高塔架 ! 形架和配重车 无塔架 #$ % #& #$ % #& $’( ) * + , #$ % #- 水平轨 无需配置 水平轨 稍重 水平轨或斜面前轨 很重 配重车水平轨 稍重 国产缆机常在无塔架主塔或高塔架高塔一侧配置半挂式拖车, 用来设置电气设备, 以减轻其振动。 三、 承马 (支索器) 承马是缆机最关键的部件之一。承马能否可靠地工作, 将影响缆机的效率和持续 正常运行。国外各大缆机制造厂以各自的诀窍, 采用了不同的承马型式, 其优缺点评述 节子式承马因不适用于高速缆 如表 ( . , . -。固定不张开式承马不适用单主索缆机, 机, 已趋于淘汰。 /01 公司 (德) 均用固定张开式承马, 美国为自行式, #23$ 年后国产缆 机多采用了牵引式承马。 表(.,.承马型式 牵引式 固定张开式 承马型式比较 自行式 (承马索带动) 节子式 固定不张开式 自行式 缆机生产厂 日本日立公司 德国 /01 公司 美国米达公司 日本石川 原苏联、 意大利 45 公司 原苏联 适用小车横移 速度 ( 6 7) 不受承马限制 小于 3’, 小于 ## 小于 ## 小于 ( 不受承马限制 适用跨距 ( ) 不宜超过 38$ 最好小于 (8$ 不受承马限制 不受承马限制 不受承马限制 不宜超过 #$$$ 不受承马限制 每台缆机使用 小车两侧名 , % 承马数量 -个 跨距每隔约 8$ 装 # 个 小车在跨中时 小车在跨中时 两侧每 ($ 设 # 两侧每 ($ 设 # 个 个 小 车 两 侧 每 -$ % ($ 设 # 个 每隔约 8$ 装 #个 单个承马重量 ( 9:) &$$ ? 8(3 ? This is trial version 第三章 缆索起重机 承马型式 牵引式 固定张开式 自行式 自行式 (承马索带动) 由牵引索上支 节子式 固定不张开式 由牵引索上支 导向滑轮带动宝 承马驱动方式 塔轮, 使各根环 形承马索牵引承 马移动 (有 ! # 根承马索) 由牵引索下支 承 马 不 移 动, 直接带动各承马 但小车上的导轨 中的 摩 擦 轮, 经 可迫使承马义腿 减速 机 构, 使承 张开, 让 小 车 能 马行走轮转动而 过 承马在主索上移 动 导向滑轮带动一 承马分别套在小 根环 形 承 马 索, 画 两 侧 的 携 带 器 承马索再带动各 上, 小车横移, 节子 除 各 托 辊 外, 承 马 中 的 摩 擦 素上的节子使承马 承马上无活动部 轮, 经 减 速 机 构 落到主索上, 反向 件, 但小车上有 使承马行走轮转 横移时又收集到携 托向滑轮 动而承马在主索 带器上 (有两根 节 上移 动 (一 根 承 子索) 马索) 各承马移动速 承马移动速度 度不同并与小车 各承马移动速 各承马移动速 与小车横移速成 固定于主索上 不移动 固定于主索上 度不 同, 并 与 小 度不同并与小车 横移速度成一定 移动 比例 $% 工作索垂度 $% 工作可靠; 小; 车横移速度成一 横移速度成一定 度相同 定比例 比例 $% 可用于很高 $% 可用于很高 横移 速 度 的 小 车; &% 单根较细的 承马索易更换 $% 承马自重轻; &% 工作可靠 $% 工作可靠; &% 工和索垂度 小; !% 维修工作量 量很小 优点 &% 维修工作量 少; !% 空中绳索少 &% 承 马 自 重 横 移 速 度 的 小 轻; 车; !% 空中绳索少 & 空中绳索少 $% 承马制作精 度要求; &% 检修工作量 缺点 大; !% 要求极严格 的技术管理; #% 小车横移速 度不能过高 $% 承马制作业 精度要求高; &% 检修工作量 大; !% 要求极严格 的技术管理; #% 小车横移速 度不能过高 $% 需经常更换 的易损件多; &% 牵引索的磨 损相对增大; !% 承 马 自 重 大; # 小车驶向岸 边时, 工作索垂 度增大 $% 增加厂调整 承马 索 的 工 作 量; &% 承 马 自 重 大; !% 小车驶向岸 边时, 工作索垂 度增大 $% 不适用于摆塔 式及 ’ 型缆机; &% 节子对承马有 冲击, 小车横移速 成度受限制; !% 承马挂靠到小 车上, 增加了小车 载荷; #% 检修工作量大 $% 不适用于单 主索缆机; &% 小车重量较 重 This is trial version 第六篇 工程用起重机械选型与技术参数汇编 四、 小车 缆机小车的构造和所用承马的型式有关, 一般多采用型钢构成的桁架式车架。 装有 %& 个外径约为 ’(( 的车轮, 满载时小车各个车轮轮 !# 缆机的小车约重 $#, 压约近 !)*。车轮多用改性 +, 尼龙, 以减轻重量, 减小车轮踏面和主索表面的接触应 力和对主索的磨损。但用尼龙车轮后, 如主索发生断丝, 往往发生在内层钢丝, 难以检 查。 五、 绞车 (一) 起升绞车 起升绞车由直流电动机经过减速机构带动卷筒旋转, 卷筒带槽, 单层卷绕。除在电 动机上装有制动器外, 国外缆机常在卷筒上设置液压盘式制动器, 以确保制动的安全 性。 在起升扬程较大的情况下, 为使起升索在较长的卷两端引出时, 偏角不致过大, 必 须设置排绳装置, 使起升索的引出方向始终不变。由于起升机构采用了排绳装置, 才有 可能出现无塔架和低塔架的缆机型式。对于主塔塔高不大的平移式缆机以及辐射式缆 机, 采用排绳装置往往对延长起升索使用寿命也是有利的。 (二) 牵引绞车 缆机的牵引绞车通过摩擦带动封闭的环形索牵引小车作横移运动, 对于小跨距的 缆机可采用摩擦卷筒; 对于大跨距的缆机采用多槽摩擦轮 (或称摩擦滚筒) 和张紧滑轮。 摩擦轮由直流电动机经减速器带动摩擦轮转动, 牵引索绕过各绳槽和张紧滑轮。 过去采用钢质摩擦轮, 绳槽与牵引之间的摩擦系数较小, 为了能通过摩擦传递足够的牵 引力, 一般要用 ’ - & 个绳槽。牵引索在通过绳槽时因伸长而产生滑移, 引起磨损, 以致 摩擦 影响牵引索的寿命, 德国 ./0 公司制造的缆机由于采用特殊的层压塑料作轮缘, 系数较大, 并采用大的轮径以增大牵引轮上的包角, 只用二槽, 其牵引索的寿命较长。 最近国内用改性 +, 尼龙作轮缘的配件, 取得了较好的效果。 (三) 工作索和导向滑轮 % 1 工作索的特点 大型缆机的工作索 (起升索和牵引索) 与一般起重设备的不同点有: 工作索特别长, 更换新索很麻烦, 换索非但增加费用、 人力和时间, 还将耽误施工 %) 进程, 因此, 要求工作索有高的使用寿命; 工作索运动速度很高, 运动过程往往伴有跳动; !) ? ’2 ? This is trial version 第三章 缆索起重机 工作索的损坏兼有弯曲疲劳和磨损两方面的原因, 其中牵引索通过摩擦轮的滑 !) 移, 使磨损程度更为突出。 # 钢丝绳品种和安全系数 为了减少钢丝绳的二次弯曲应力, 外层钢丝的粗细要适度。 一般采用线接触的瓦灵顿西尔型带有机芯的优质钢丝作工作索, 其钢丝强度在 (见 +,-.$-—--, 钢丝绳代号 % / !%01 2 34) $%&’( ) ** 以上 起升索采用交互捻绳 (代号 56 或称交绕) 。牵引索宜用同向捻绳 (代号 57 或称顺 绕) , 虽可用交互捻绳代替, 但耐磨性不及同向捻绳。 缆机的工作索直径不宜过粗, 以免增加悬挂于主索上的载荷, 和影响有关导绕装置 的构造。缆机工作索安全系数常小于一般起重设备的规定: 起升索安全系数大于 8, 牵 引索安全系数大于 9。 ! # 卷绕系数和导向滑轮 除根据前述特点, 缆机工作索的导向滑轮都采用滚动轴承外, 对其工作索的卷绕系 统一般还必须采取下列措施: 从绞车卷筒或摩擦轮到各导向滑轮及各导向滑轮之间, 为避免工作索反向弯曲, $) 尽量采用顺向卷绕; 为了避免工作索与绳槽壁表面之间因滑移而引起磨损, 进出滑轮绳槽的偏角应 ) 力求小于 ’ # 8:; 加大滑轮直径可降低工作索的弯曲应力, 导向滑轮直径 ! 与工作索直径 之比 !) 在 9’ 左右, ( ! )!) 大于 %’’; ( ! ; ) ! 与工作索外层钢丝直径! 之比 采用尼龙滑轮, 减轻工作索与绳槽表面间的接触应力, 减少工作索磨损; 9) 有的缆机在牵引索卷绕系统中设置了浮动的张紧活配重, 使牵引索上支保持恒 8) 定的初拉力, 减少牵引索滑移磨损, 同时也减速少了调整牵引张紧装置的麻烦。 六、 大车运行机构 缆机的大车运行机构用来支承支架在轨道上行走, 主要由垂直台车或斜轨台车和 水平台车及平衡架组成。主动台车由 !-’ 交流电动经减速器和开式齿轮带动转动, 国 产高塔架缆机的前腿均采用了双轨台车, 以缩短大车运行机构的长度。 七、 电气设备 (一) 电源 大型缆机的主塔侧多为高压供电 (国内多用 %=) , 平移式缆机的活动主塔由地面拖 ? 8&$ ? This is trial version 第六篇 工程用起重机械选型与技术参数汇编 曳电缆经电缆卷筒向塔上供电, 并在塔上设有变压器降压为 !#$, 以供应大车运行机构 及其他用电。副塔侧则电压为 !#$, 电源通过地面拖电缆卷筒向副塔上直接供电。 (二) 电力拖动 大型缆机的起升和小车横移速度较高, 要求有较好的调速性能。起升机构和牵引 机构都采用直流拖动, 主、 副塔大车运行机构用交流拖动。 国产第二代重型缆机都采用传统的 %—& 系统, 即以高压 (’($) 交流电动机带动直 流发电机的供电。由于可控硅整流技术, 具有体积小、 噪声和振动小、 克维修等一系列 优点, 经三峡工程的德国缆机和国产大型高架门机使用证明, 只要当地电网有一定的容 量, 都可放心采用可控硅整流方案。现可控硅整流已在国产第三代重型缆机得到了广 泛应用。 (三) 控制系统 (包括安全防护) 当前传统的断电器控制方式已被可编程序控制器 ( )*+) 和电脑所取代。 )*+ 具有 较高的可靠性和完善的控制功能, 可以同时控制和检查缆机的各项工作情况, 确保缆机 正确而安全地运行, 具有自诊断功能, 能即时显示故障, 便于检查处理。大型显示屏除 动态显示小车位置、 吊钩高度、 吊重量外, 还可显示起升、 牵引速度、 副车偏斜、 各机构故 障情况、 电气系统工作情况和各限位开关、 保护装置的状态, 还能通过与相邻缆机联网, 示出本机和邻机在轨道上的相对位置。通过电脑的记忆功能, 还可自动控制吊钩绕越 障碍物 (预先设定) 的运动路线、 重复执行前一工作过程的操作指令 (用脚踏开关) , 以及 限制小 % 车运动的加、 减速度以减少吊钩的摇摆等, 为缆机的半自动化操作创造条件。 相距数百米乃至 ,###- 以上的主、 副车和机外司机室三点之间传递信息和操作指 令, 均采用无线系统, 例如景洪缆机, 采用两套无线系统互为备用的方案。 第三节 缆机的选型和布置 一、 额定起重量和浇筑能力 (一) 额定起重量 混凝土浇筑用缆机额定起重量要与吊罐容量相适应, 我国额定起重量和吊罐对应 容量见表 ’ . ! . /。有的工程由于采用较轻的吊罐, 用 ,0 缆机吊 ’-! 罐、 用 10 缆机吊 (水口) , 以降低缆机的造价。 2-! 罐 ? /31 ? This is trial version 第三章 表!#$ 额定起重量 ( %) 吊罐密实混凝土容积 (*# ) # 缆索起重机 缆机的额定起重量 &’ +($ &# ( $ ! )’ , #’ 为了满足吊装大件设备的需要, 还可规定特殊起重量。例如三峡工程用的缆机, 额 定起重量为 )’%, 而特殊起重量则为 )$% (在技术规格中写作 )’ - )$%) 。但按额定起重量设 计的缆机, 工作在特殊起重量时, 必须减少工作频度, 降低工作速度和加、 减速度。 (二) 浇筑能力 浇筑型缆机的理论生产率, 除了缆机本身的技术参数和工程浇筑部位外, 还与配合 缆机工作的配套设备和设施有关。为了减少吊罐取料时间, 一般均采用不摘钩的液压 蓄能吊罐和无轨或有轨的侧卸式运料车, 直接从供料线的平台上接受来料。现已很少 再用摘钩、 换罐、 再挂钩等取料方式。 缆机吊运混凝土罐的一个工作循环的时间, 包括不变工作时间和可变时间工作两 部分。不变工作时间在很大程度上与配套设备的作业情况有关, 据观察统计和结合国 不变时间大体分配如下: 外经验, 对 )’ . #’% 缆机, 运料车对位和吊罐装料时间, ( 1) ; &) )’ / )’ 0 +’ 吊罐升高数米并离开供料平台, )) &$1; 满罐在浇筑仓面对位, #) &$1; 满罐卸料, +) )$1; 空罐停靠到供料平台, $) &$1; 耽搁时间, !) &$1。 不变工作时间共计 &)$1。 可变工作时间系按吊罐升降和小车牵引联合动作 (同时动作) , 取两者所需时间的 大值来计算。 缆机的实际可能生产能力涉及诸多因素, 除设备性能、 配套设施和可靠性外, 和施 工组织管理水平 (包括严格的计划检修制度, 减少缆机承担辅助工作的时间, 减少待料, 待仓面作业等) 关系甚大。我国缆机近期的施工的经验表明: 单台 )’% 缆机的月平均生 产率可 ) ( $ . # 万 *# ; 高峰月生产率可达 # . # ( $*# 。表 ! # ! 是国外有关缆机额定起 重量与混凝土浇筑强度的经验数据, 供参考。 This is trial version 第六篇 表!#! 混凝土总方量高峰月浇筑量 (万 $ ) # 工程用起重机械选型与技术参数汇编 缆机额定起重且与混凝土浇筑强度的参考数据 ! ! ! ! ! ! !! ! !! ! !! ! ! 吊罐混凝土容量混凝土总方量高峰月浇筑量 ($ ) # 缆机额定 起重量 ( %) )*’, ! / &#*’ 缆机额定 起重量 ( %) ++0 . #- 吊罐混凝土容量 ($# ) ! / (万 $ ) # (万 $ ) # (万 $ ) # &’ &’ . ##- . ’- (& &.+ +.# &*’, + # )*’ , ’- .# .’ 二、 工作速度 缆机工作速度 (主要指起升速度和小车横移速度) 选定和所需的起升扬程及跨距有 关; 一般起升高度在 &’- . &0-$、 跨距在 ’-- . &---$, 其满载起升速度为 &+- . &+’$ 1 小车横移速度 )’- . )0-$ 1 $23。美制高速缆机起升速度 +/0 . ##’$ 1 $23, 横移速度 $23, 适用于扬程和跨度较大的工程。 !)-$ 1 $23, 表 ! # 4 所列的工作速度供选型参考。 表!#4 缆机的工作速度 ! ! ! ! !! ! !! ! ! 起升扬程 缆机跨距 额定起升速度 小车横移速度 起升扬程 缆机跨距 额定起升速度 小车横移速度 ($) 0&+($) ( +-+-- . ’-($ 1 $23) ( 0&-($ 1 $23) ( +)+)- . #!($) ($) ($ 1 $23) &+&’($ 1 $23) )’’-- . !-- &’- . &0- ’-- . &--+-, &--- 至于大车运行速度, 对生产能力影响很小, 主要要求运行平稳, 一般可取 0 . +-$ 1 $23。 三、 主索垂度与铰点高程 (一) 主索垂度 ! $56 与垂跨比 主索垂度, 一般是指满载小车位于跨中时主索的最大垂度 (即跨中主索与主索铰点 连线中点间的高差) , 垂度与跨距 的比值简称垂跨比 # $56 , 即 # $56 7 ! $56 89, 常用百分数 来表示。 缆机主索的垂跨比 # $56 应在 ): . !: 之间。国产缆机新设计时常取垂跨比 # $56 7 国外跨距 &---$ 以上的缆机, 垂跨比多在 ’ * ’: 左右, 垂跨比较大, 主索相应较细, ’: , ? ’4) ? This is trial version 第三章 缆索起重机 但增加垂跨比将使岸侧主索坡度增大, 相应增大主索弯曲应力和小车牵引功率。施工 后期可考虑改用较小的吊罐, 调小主索垂度, 以满足浇筑坝顶部位混凝土的需要。 (二) 主索铰点高程和视线坡角 主索两端铰点的安装高程由主索中点至所需筑到的高程 (常为坝顶) 之间的高差 ! (图 # $ # ) , 按式 ( # $ # %) 确定: ! & ’() * # * $ 式中 — —最大垂度, ’() — ’; — —主索至吊罐底面的最小距离, #— ’; — —吊罐底面至浇筑高程间的安全距离, $— ’。 ( # $ # %) 图#$# 主索的支点高差视坡角和正常工作区 + # 跨距; %, # 正常工作区; %% 、 %- # 非正常工作区; !& # 主索支点高差; ’() # 跨中最大垂距; # # 主索至吊罐底面最小距离; ! # 视线坡角; $ # 安全距离; ! # 主索至坝顶最小高差 表 # $ # . 为 # 的参考数据。 表#$#. 缆机额定起重量 ( /) 主索与吊罐底面 最小距离 (’) %$ %2 %1 %3 4 %. 主索与吊罐底面的最小距离 (参考值) # %, %$ 0 1 -, $, 安全距离 $ 包含吊罐卸料时主索可能产生的弹跳量和仓面机具、 模板等的高度, 一 般为跨距的 %5 左右, 必要时还需考虑 (烧到坝顶时) 坝顶门机的高度。 铰点, 两铰点连线的水平倾角 , 称为 “视坡角” , 即 ’ (6 & !& 7 ( 。 如两岸地形许可, 应使小车重载下坡, 即供料线一侧的主索铰点略高于对岸一侧的 This is trial version 第六篇 工程用起重机械选型与技术参数汇编 视坡角不宜太大, 以免在偶然需要小车重载回驶时, 上坡所需的牵引力不够。一般 宜取视坡角 ! !! # $% & ’% , 最好不要超过 (% 。 四、 非正常工作区 为避免主索承受过度弯曲应力和小车受上坡牵引力的限制, 小车在额定载荷下在 跨距中间运行的区段称为 “正常工作区” 或额定载荷工作区 ( ) ) 。而靠近主、 副塔的两侧 区段, 一般只允许轻载小车进入, 称为 “非正常工作区” ( $ , 。非正常工作区的范围一 ’ ) 般约为跨距的 $ * $) & $ * +。非正常工作区范围不是绝对的, 可以对称或不对称。目前较 多的将非正常工作区规定为跨距的 $ * $), 以便使缆机的通用性更好一些。 如需进入非正常工作区工作, 应当限制工作的次数和起重量, 限制工作速度和加、 减速度, 并须事先与缆机设计制造单位磋商确定。 五、 水平力支承方式 缆机主索的巨大拉力通过支架转递到基础。水平分力则有两种支承方式: 一种是 支架前腿下面行走台车支承在倾斜基础轨道上, 斜面与水平约成 ’), & (),倾角 (见图 ; . ( . /) 另一种方式是在支架后部设置水平台车, 由水平轨道来支承 (见图 - . ( . ’、 图-.( 。前者可以使运行机构简化, 减轻支架重量并减少基础平台靠山侧的开控量, 但只 . () 适用于基础平台两侧较平坦而地质条件较好的情好, 一般用于高塔架的支架。后一种 方式对地质地形的适应性较强, 但缆机自重略重, 适用于无塔架和低塔架的支架。为适 应后续工程的地形地质变化, 国产缆机高塔架也大都采用了水平轨道支承方式。 六、 单层和双层布置 我国大坝工程早期较多采用高低平台双层布置方式。其优点是高低缆机可以跨 越, 便于互相支援, 并可减小主索中心距, 有利于双机同浇一个仓面和抬吊钢管大件重 物; 但这种方式要增加布置的难度和构筑基础平台的工程量, 存在互相干扰事故隐患。 随着使用缆机的经验积累, 设计制造的技术进步和计算机控制的发展, 落脚点可靠性已 大为提高, 目前国内外均以采用单平台居多。如采用双层平台, 应保证高低平台的必要 高差, 注意高低缆机跨越安全。 ? 0+- ? This is trial version 第三章 缆索起重机 第四节 我国大坝实用缆机资料 一、 国内外缆机的技术水平 国内外缆机达到的最高参数记录见表 ! # $。除表列外, 还曾有过更大的缆机 (但跨距较小〕 , 用于运送单件为 %!!& ’ #()* (起重量 ’ 跨距) , 运送混凝土的为 +)& ’ !,)*。 表!#$ 项 目 达到的数值 #)& %!,)* !!-* 6 *53 ,$)* 6 *53 %)(** $)* %$)* %,+* 国内外缆机技术水平 制造厂商 德国 ./0 公司 德国 ./0 公司 塞内加尔 1*2323&345 坝 美国米达公司 美国米达公司 德国 ./0 公司 德国 ./0 公司 意大利 89 公司 德国 ./0 公司 美国德沃夏克坝 美国德沃夏克坝 巴西伊泰普工程 巴西伊泰普工程 西班牙 74*:3;2 坝 中国三峡大坝 使用工程 机型、 起重量 ’ 跨距 平移式 #)& ’ %%%)* 平移式 ,(& ’ %+!-* 摆塔式 %(& ’ %!,)* 平移式 ,)& ’ (((* 平移式 ,)& ’ (((* 平移式 ,)& ’ %#!+* 平移式 ,)& ’ %#!+* 辐射式 ,)& ’ $##* 摆塔式 ,) 6 ,+& ’ %=%!* 最大起重量 最大跨距 最高小车横移速度 最高满载起升速度 所用主柬最粗直径 最高 7 字架塔高 最高固定桅杆塔高 最高摆塔塔高 德国 ./0 公司制造的缆机现已超过 %!) 台 (其中包括转用的旧机) , 在技术方面颇 多创新, 例如无塔架支承车、 在大坡度上行走的坡道缆机, 7 字架加配重车的支架型式、 在大跨距缆机上采用接长的主索等, %)))* 以上跨距的缆机有 %= 台以上。 日本的缆机以中小型为多, 估计数在 %-) 台以上, 其中约有半数为改造转用。在发 展中小机型、 派生机型方面较有经验。 美国制造使用的缆机约有 ,) 余台, 其中的半数为改造转用。美制缆机的特点是工 作速度特别快, 对大跨距、 高起升范围, 能提供高生产能力。但很少创新, 特别是所用的 机械部件仍都沿用较陈旧的构造型式。 This is trial version 第六篇 工程用起重机械选型与技术参数汇编 二、 进口缆机 我国先后进口了日、 美、 德 ! 国制造的缆机共 ! 台, 其主要技术数据见表 # $ ! $ %。 表 # $ ! $ % &’% 年迄今国内使用的进口缆机主要技术参数 使用工程 台数 机型 额定起重量 ( )) 设计跨距 (,) (% * (+ (% !% (% (% (% !% (’ (% * (+ !% * !% (% * (+ 龙羊峡 岩滩 ( 水口 ( 水口 五强溪隔河岩 二滩 ( ( ! 二滩 三峡 ( 小湾 凌津滩 ($( ( 平移式平移式平移式平移式平移式辐射式辐射式辐射式摆塔式平移式辐射式 #+% %% %-! %-! %%% ’&( (-+ #’( .# +’ &#+ 实用跨距 (,) #+% #&! %-! %-! &## ’#% %.’ &++ 垂跨比 (/) +0+ +0+ + + + 0 #+ + 0 ! + 0 .. +0+ + 起升高度 (,) 满罐升降 速度 (, * 1) 空罐升降 速度 (, * 1) 牵引速度 (, * 1) 承马型式 制造厂商 安装年份 (+% ( 0 #! 0 !! . -% % 0 -+ (0+ (0+ % 0 -+ (0+ (0+ #+ ( 0 %’ ( 0 #!0! ’% (0% !0% !0! !% ( 0 + !0% ! &% 0’ (0+ (0+ (+ (0( !0% ! !+%* !%% #+ (0 * (0( ! 0 !! . 0 &- ! !0% * !0! -0! + 0 +’ ’ 0 !! % 0 ’! 牵引式自行式 日立 &’+ 米达 &’’ ’ ’ -0+ ’ 0 !! -0+ 固定式 # -0+ -0+ 德国 234 &&% &&% &&% && &&# &&# 德国 56722 &&’ (%%+ &&+ 从美国和德国进口的重型缆机, 实际上极大部分的钢结构件, 都是由国内分包厂家 (夹江水工机械厂) 制作生产的; 外商仅提供设计和技术服务、 供应机电配套件和重要的 机械零部件。 ? +-’ ? This is trial version 第三章 缆索起重机 三、 国产缆机 (一) 国产第一代缆机 共建造了约 % 台缆机, 水平较低, 利用率不高, 为 我国在上世纪 ! # $ 年代期间, 我国第一代缆机。 (二) 国产第二代缆机 到 & 世纪 ’ 年代中期的 % 年间, 国内又生产了 %( 台 (其中万家寨 & 台为岩滩缆 为我国第二代缆机, 打开了我国自行制造和使 机改造) , 成功地使用于 ( 个水电站工程, 。 用国产重型缆机的新局面 (表 ) * + * %%) 这个阶段的产品较第一代缆机有不少改进, 其主要技术特点为: 额定起重量均为 &,, 配用 )-+ 混凝土吊罐; %) 除东风缆机外, 全部采用了单根承载索; &) 起升绞车都加用排绳机构, 以减小起升绳的导绳偏角, 并为设计无塔架主车提供 +) 了条件; 大多数缆机的主、 副车采用了轨距小、 自重轻、 压重少而安装较方便的无塔架构 .) 造型式; 中等偏高的工作速度, 即满罐起升速度 & / -01、 空罐升降速度 + / -01 左右, 而小 !) 车牵引速度为 ( / !-01, 起升和牵引直流电动机的总功率达 ’23 左右。 表 ) * + * %% 使用工程 台数 机型 额定起重量 (,) 设计跨距 (-) 实用跨距 (-) 垂跨比 (5) 起升高度 (-) 岩滩 & 平移式 & )! )) ! / %$ 东风 & 辐射式 & )! +$ ! / %$ — 无塔架 &/ !& ! / %$ 无塔架 无塔架 &/ & 平移式 & 漫湾 % 平移式 & )! ) ! / %$ 无塔架 &! &/ 国产第二代缆机 宝珠寺 & 平移式 & $! ($. ! / ! %$ 无塔架 无塔架 &/ 隔河岩 & 辐射式 & ( )$. / . ! # ! / $! %$ %& / ! % & 五强溪 & 平移式 & 4 &! ’ $) ! / %$ &! ! &/ & 平移式 & )! )+ ! / %$ + 无塔架 &/ & / $ 万家寨 & 平移式 & $! (+% ! / %$ &! 无塔架 & & / $ 主车塔高 (-) 无塔架 副车塔高 (-) 无塔架 满罐升降 速度 (- 4 1) & & / )( This is trial version ’ ? 第六篇 使用工程 空罐升降 速度 (! #) 小车牵引 速度 (! #) 安装年份 ’%( )%& $ % $$ $%& 岩滩 东风 工程用起重机械选型与技术参数汇编 漫湾 $ % $$ $ % $$ 宝珠寺 $ % $$ 隔河岩 $ % $$ 五强溪 $%& 万家寨 $%& $%& ’%( ’%( ’%( ’%( ’%( ’%( ’%( *+,) *++& *+,, *+,+ *++- *+,+ *+,+ *++. *++( 万家寨缆机, 采用固定张开式承马代替过去的牵引式承马; 改用尼龙制造的滑轮和 小车轮; 采用可变程序控制器 ( /01) 以及可搬移的机外司机室等, 是我国第二代缆机水 平提高的标志。万家寨低平台缆机 - 台 (原由岩滩缆机改造) 再改造为辐射式转用于江 口工程, -&&$ 年又经改造转用于周公宅工程。 四、 国产第三代缆机 近 *& 多年来, 我国发展了第三代重型缆机 (见表 ) 2 $ 2 *-) 。 表 ) 2 $ 2 *使用工程 大朝山 水涛庄 国产第三代重型缆机 构皮滩 景洪 拉西瓦 龙滩 (图 ) 2 $ 2 ’) 碗米坡 台数 - * * $ - - - 机型 额定起 重量 ( 3) 设计跨距 (!) 实用跨距 (!) 垂跨比 (4) 起升高度 (!) 平移式 固定式 平移式 平移式 平移式 辐射式 平移式 -& )(& )&) ( % && *,& *( $*& $&$ ( % && ’& ) & % (,$ -& )(& )&) ( % && *,& 无塔架 无塔架 -%& $& )+& )+& ( % && -,& 无塔架 无塔架 -%- $& +&& +&& ( % && *)& $& -( -%$%& $& )(& )$( % && -,& — 无塔架 -%$%& -& -( +(& +&) ( ( % ** -)& -.& .( *& - % &, 主车塔高 (!) 无塔架 副车塔高 (!) 无塔架 满罐升降 速度 (!5#) -%& ? (,& ? This is trial version ’ & % (,$ - % )’ 6 $%& 第三章 缆索起重机 使用工程 空罐升降 速度 (% & ’) 小车牵引 速度 (% & ’) 承马型式 安装年份 大朝山 水涛庄 碗米坡 构皮滩 #() , #(* $(* 牵引式 /))0 景洪 拉西瓦 龙滩 (图 ! # $) # ( ## ) ( *+# # ( ## #() #() #(# $(* 牵引式 -..+ - ( ## 牵引式 /))- $(* 牵引式 未安装 $(* 自行式 /))0 $(* 牵引式 /))* $(* 固定张开 /))0 我国第三代重型缆机主要特点为: 缆机的额定起重量增大为 #)1, 配用 .%# 混凝土吊罐; -) This is trial version 图!#$ 龙滩工程缆机的布置图 (单位: %%) ? *+- ? 第六篇 工程用起重机械选型与技术参数汇编 有的缆机起升高度增大至 ##$ 左右; !) 采用特种钢丝绳, 有利于增加工作绳的使用寿命; ) 牵引机构改用带特种摩擦材料槽衬的大直径驱绳轮, 以增加牵引绳的使用寿命; %) 开始采用自行式承马取代牵引式承马; &) 采用可搬移的机外司机室, 以便根据现场情况及时变更司机室位置; ’) 用可控硅整流代替过去传统的直流发电机组整流方式; () 由可编程序控制器 ( *+,) 、 电脑和信息无线传输等组成更完善的控制系统。 )) ? &)! ? This is trial version

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