馬 超（中鐵大橋局第四工程有限公司，江蘇 南京 210031）

MBEC900C輪胎式搬運機的改造與使用管理

馬 超（中鐵大橋局第四工程有限公司，江蘇 南京 210031）

結(jié)合京滬高速鐵路南京大勝關(guān)梁場32m混凝土簡支箱梁的搬、提、運施工，闡述該工程中所使用的MBEC900t輪胎式搬運機的改造與完善過程中的一系列問題以及后續(xù)使用中的維修保養(yǎng)。

900t搬運機；改造完善；維修保養(yǎng)

隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，高速鐵路及客運專線的建設(shè)已經(jīng)掀起高潮。這也對高鐵橋梁搬運裝備的先進性、安全性、廣泛實用性和高度自動化性提出了更高的要求。因此，從經(jīng)濟、實用、安全等各方面考慮，再結(jié)合現(xiàn)場的實際施工需要，對現(xiàn)有的搬運設(shè)備進行改造完善，以便其更好的服務于高鐵建設(shè)。

MDGE900t門式起重機系由原萬橋興業(yè)機械有限公司生產(chǎn)的ML900-43型輪胎式搬運機改造而來。為了滿足大勝關(guān)長江大橋工程的需要，將ML900-43型“單門式”輪胎式搬運機改造成“雙門式”MDGE900t門式起重機，改造后的MDGE900t門式起重機具有滿足長車身的運梁車縱向駛?cè)胙b車和將混凝土箱梁“提一過二”的功能。改造內(nèi)容包括：設(shè)計、新制兩端門式結(jié)構(gòu)（支腿橫梁2件和支腿4件）；設(shè)計、新制車架4件；增加從動輪組4套；控制系統(tǒng)的設(shè)計、新制和改造。

1 改造要求

改造后的 MDGE900t門式起重機必須適用于中國時速350km/h、250km/h鐵路客運專線20m、24m、32m雙線整孔箱梁的起吊、運輸、轉(zhuǎn)移和裝車等工作。整機需采用機、電、液控制技術(shù)，起升部分采用液壓卷揚機，行走、起升動力均由發(fā)動機、液壓泵提供，無需外接電源。起升系統(tǒng)必須能實現(xiàn)四點起升、三點平衡，避免箱梁受扭，同時也保證鋼絲繩和吊桿受力均衡。整機的運行模式須具有全輪轉(zhuǎn)向、對角轉(zhuǎn)向、直行、斜行、橫行等模式。方便施工需要。另外重載原地轉(zhuǎn)向時，由大噸位油缸支撐于地面，減小輪胎的受壓磨損。

2 主要構(gòu)成及各部件改造設(shè)計說明

MDEG900t門式起重機主要由車架、支腿、主梁、轉(zhuǎn)向架、主從動輪組、支承機構(gòu)、起升機構(gòu)、動力系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、司機室、梯子欄桿等組成。

圖1 MDEG900t門式起重機

2.1 主機架

主機架由支腿、支腿橫梁和橫向主梁通過頂部連接而成，材料為Q345C，可以保證整個設(shè)備的抗扭性以及在垂直方向的穩(wěn)定。整個結(jié)構(gòu)為箱形鋼梁型式，分段制造并通過高強螺栓連接為一體，滿足公路運輸要求，并且在施工現(xiàn)場可以由常規(guī)的吊裝設(shè)備進行組裝和解體。

箱形鋼梁結(jié)構(gòu)由鋼板全熔透焊接而成，內(nèi)部布置有加強筋板以防止局部失穩(wěn)。

2.2 主梁

主梁直接利用原ML900-43型輪胎式搬運機的主梁，不需再設(shè)計制造。結(jié)構(gòu)如圖2。

圖2 主梁結(jié)構(gòu)和支腿橫梁結(jié)構(gòu)

2.3支腿和支腿橫梁

支腿和支腿橫梁結(jié)構(gòu)如圖3。支腿橫梁跨中頂部與主梁剛性連接，承受一定的彎矩荷載，支腿上下端分別與支腿橫梁和車架剛性連接。支腿與支腿橫梁均為焊接箱梁結(jié)構(gòu)，內(nèi)設(shè)加強筋板，材質(zhì)均為Q345C。各部件由高強度螺栓（10.9級）聯(lián)接。

圖3 支腿

2.4 車架

車架結(jié)構(gòu)如圖 4，車架上方與支腿聯(lián)接，下方與轉(zhuǎn)向架聯(lián)接，起承載轉(zhuǎn)向架、輪胎組的作用，各部件由高強度螺栓聯(lián)接。

圖4 車架

2.5 輪胎組

MDEG900t門式起重機的大車走行系統(tǒng)共有 32個輪胎組，其中28個是利用原ML900-43L輪胎式搬運機輪胎組，新制4個從動輪組，整機共有16×4=64個輪胎。每個輪組配有一個懸掛油缸，以便起重機在坡道上行走或通過凸凹不平的路面時，自動調(diào)整對地面的荷載使之均勻一致。懸掛油缸背分為4組，以保證整個設(shè)備保持均衡。懸掛油缸行程±125mm。

走行臺車實現(xiàn)起重機滿載時能縱向、橫向及斜向行走。液壓懸掛設(shè)有雙管路保險系統(tǒng)，在極端情況下，輪組中的輪胎爆裂，能夠確保整車平衡，避免顛覆。

從動輪組由回轉(zhuǎn)支承、轉(zhuǎn)向架、平衡臂、從動軸、輪輞和輪胎等組成，轉(zhuǎn)向架通過大直徑回轉(zhuǎn)軸承與車架聯(lián)接，大直徑回轉(zhuǎn)軸承既能滿足兩部分之間作相對回轉(zhuǎn)運動，又是重要的承力元件，能同時承受軸向力、徑向力和傾覆力矩。

2.6 液壓系統(tǒng)

4個絞車由4個液壓閥組控制。每個絞車都有各自獨立的控制閥組和最大限壓閥。

操作命令來自司機室，司機通過操控“現(xiàn)場用”控制桿操作絞車。絞車可單獨動作或同時動作?？刂茥U通過電控電磁閥控制，并具有在極限位置時或司機松開手柄后中斷指令的功能。在這種情況下，液壓控制閥組位空位，絞車停機，并處于制動狀態(tài)。

絞車制動由提升馬達的液壓油控制，當壓力減小或油管漏油時，會自動阻止重物提升和降低。

控制桿上的按鈕（現(xiàn)場用）用來開動吊運梁機，如果不經(jīng)意碰到，不會造成吊運梁機本身的非正常移動。

下降動作由節(jié)流閥控制，通過控制馬達的油流量來實現(xiàn)。

2.7 電氣系統(tǒng)

MDEG900t門式起重機控制系統(tǒng)按SCADA系統(tǒng)（Supervisory Control And Data Acquisition）控制管理模式設(shè)計。SCADA系統(tǒng)集數(shù)據(jù)采集、過程控制、狀態(tài)監(jiān)測、安全保護和綜合管理等功能于一體。為多級計算機結(jié)構(gòu)形式（上位機—總線通訊—下位機），略異于廣泛應用的常規(guī)CAN_Bus控制系統(tǒng)，前者以集中控制管理為主，采樣數(shù)據(jù)的運算處理及控制指令發(fā)出主要由上位機（主控計算機）集中完成；后者側(cè)重于分散控制管理方式，根據(jù)起重機需要具有全部輪組獨立轉(zhuǎn)向控制特性的要求，控制系統(tǒng)采用SCADA系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較合適，結(jié)合CAN總線抗干擾能力強、高可靠性特點，數(shù)據(jù)通訊采用CAN總線。

2.8 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

控制系統(tǒng)采用工業(yè)控制計算機作為主控計算機（上位機），對整個系統(tǒng)的信號進行集中處理；對轉(zhuǎn)向、走行驅(qū)動進行集中控制；對系統(tǒng)工作狀態(tài)進行安全監(jiān)控。主司機室操作臺（先工作的司機室認定為主司機室，同時鎖定副司機室內(nèi)的操作臺的控制工能，但保留顯示功能）、輔操作臺、柴油機組、主液壓站、輪組的工作機構(gòu)（轉(zhuǎn)向、走行驅(qū)動、平衡懸掛）等設(shè)備組件，設(shè)以CAN控制器為下位機的現(xiàn)場控制單元?，F(xiàn)場控制單元通過CAN總線和主控計算機進行數(shù)據(jù)通訊；通過輸入接口和檢測元件采集相應設(shè)備組件的工作狀態(tài)信號；通過輸出接口向執(zhí)行元件發(fā)送控制信號。進入工作后，司機的操作及整個系統(tǒng)的工作狀態(tài)信號，適時匯入CAN總線，系統(tǒng)計算機（主控計算機及下位機）按指定模式（工作程序）實行作業(yè)過程控制和安全保護。這種信號集中處理方式亦為系統(tǒng)進行調(diào)試維護及故障分析工作提供便利。

獨立轉(zhuǎn)向：32個輪組分別有獨立的轉(zhuǎn)向執(zhí)行機構(gòu)（轉(zhuǎn)向油缸）和轉(zhuǎn)向角度檢測元件（高精度絕對值光電編碼器）。

起重機具有全輪轉(zhuǎn)向、斜線走行、駐車制動轉(zhuǎn)向等手動操作控制模式。根據(jù)司機選擇的轉(zhuǎn)向控制方式，計算機控制系統(tǒng)按相應的控制程序進行控制管理。

當選擇了某種轉(zhuǎn)向方式后，計算機以司機的轉(zhuǎn)向手柄操作信號為起重機轉(zhuǎn)向角度（轉(zhuǎn)向角度基準值），運算確定32組轉(zhuǎn)向輪每組當前方向與轉(zhuǎn)向弧相切方向的夾角（轉(zhuǎn)向角度設(shè)置值），向每組轉(zhuǎn)向輪的現(xiàn)場CAN控制器輸出，現(xiàn)場CAN控制器根據(jù)每組轉(zhuǎn)向輪需轉(zhuǎn)動的角度大小，向轉(zhuǎn)向油缸輸出相應的伸縮運行比例控制信號（油缸采用比例控制閥，全部輪組完成轉(zhuǎn)向響應時間接近一致），每組轉(zhuǎn)向輪的角位移檢測裝置跟蹤輪組運行的轉(zhuǎn)向角度，達到轉(zhuǎn)向角度設(shè)置值時，現(xiàn)場CAN控制器停止轉(zhuǎn)向油缸運行，向主控計算機回饋執(zhí)行結(jié)果。

停車制動轉(zhuǎn)向方式按實際要求操作。

通過設(shè)定或?qū)ｉT的復位操作在任何狀態(tài)可進行全部輪組恢復“零位”。

2.9 走行驅(qū)動

10個主動輪組分別由兩臺液壓馬達驅(qū)動走行。

走行驅(qū)動按電液比例方式控制（無級變速），通過懸掛機構(gòu)的壓力監(jiān)控空載/重載狀態(tài)的額定走行速度（30m/min或15m/min）。

走行制動器在操作停車或走行時同步進行制動或緩解，按實際制動要求操作輪組停車制動轉(zhuǎn)向。

當輪組出現(xiàn)“打滑”產(chǎn)生走行驅(qū)動馬達高速運行時，控制系統(tǒng)對該輪組走行驅(qū)動進行自動調(diào)整或閉鎖。

2.10 輪組平衡懸掛

通過輪組懸掛機構(gòu)的壓力及平衡狀態(tài)檢測信號，監(jiān)控3路輪組懸掛機構(gòu)液壓油路工作狀態(tài)，在發(fā)生漏油或爆胎故障時立即對相應懸掛機構(gòu)及油路進行應急處理（封閉、固定及補油等）。

3組懸掛機構(gòu)的典型位置檢測元件為懸掛機構(gòu)進行平衡調(diào)整操作，提供參照信號。

2.11 安全保護監(jiān)控與主要操作

主控系統(tǒng)具有自檢、誤操作保護功能；通過對所有相關(guān)狀態(tài)參數(shù)（信號）進行分析，按正常安全運行條件對設(shè)備狀態(tài)和工作過程進行有效監(jiān)控；實時執(zhí)行安全保護控制；通過主控計算機彩色顯示屏、輔控顯示屏、儀表盤及信號燈組，提供全面直觀的現(xiàn)場狀態(tài)數(shù)據(jù)；設(shè)備運行故障或執(zhí)行安全保護時，控制系統(tǒng)發(fā)出警示聲、光信號，并且指示故障原因。

通過專門的總線擴展接口，可方便的擴展接入遙控裝置、維護調(diào)試設(shè)備及其他輔助工作監(jiān)控裝置（每組現(xiàn)場控制單元均設(shè)有信號監(jiān)測及調(diào)試操作元件接口）。

前、后司機室布置相同兩套操作系統(tǒng)，實際操作時一套操作系統(tǒng)允許進行正常操作，另一套操作系統(tǒng)的操作功能將被封鎖。

3 使用過程中的維修保養(yǎng)

由于該設(shè)備在使用中工作強度大，工作時間長、危險系數(shù)大，因此維修保養(yǎng)非常重要。針對設(shè)備的改造情況，項目部設(shè)立了專門的管理部門和維修小組。現(xiàn)場24小時專職管理，發(fā)現(xiàn)問題，及時匯報。保養(yǎng)工作定期、定人、定則。并跟蹤檢查。維修方面做到及時排除故障隱患，盡量減少故障的擴大化。由于該機是改造機型，多種配件在市場上沒有標準件，項目部就和多個廠家聯(lián)系，定做一些易損件備用。另外加強對現(xiàn)場設(shè)備操作人員進行定期的技術(shù)培訓和安全教育，使他們在實際使用中做到牢記規(guī)程，按章操作，安全操作，全面保障設(shè)備的安全使用。

4 結(jié)束語

大勝關(guān)梁場改造后的搬運機順利完成了 800孔32m預應力箱梁的提、移、裝車任務，充分說明了其改造是具有良好的使用效果的。為后續(xù)工程的使用提供了良好的設(shè)備需求。同時我們也從這次設(shè)備改造使用過程中積累了一些經(jīng)驗，可為后期大噸位搬運設(shè)備的改造使用提供借鑒。

［1］陳龍劍.橋梁工程機械技術(shù)性能手冊［M］.北京：中國鐵道出版社，2012.

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U445.3

B

1007-7359（2016）02-0097-03

10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.02.034

馬超（1982-），男，河南南陽人，畢業(yè)于華北水利水電學院，學士，助理工程師。