【正文】 組等組成。主導(dǎo)梁前端設(shè)置引導(dǎo)梁，重量輕，過孔安全可靠；采用步履過孔，河北工程大學(xué)科信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 前 支 腿 總 成縱 移 機(jī) 構(gòu)橫 移 軌 道 4 0 m 梁縱 導(dǎo) 梁 2 號(hào) 吊 梁 小 車橫 移 軌 道 中 支 點(diǎn) 裝 置后 支 點(diǎn) 裝 置電 氣1 號(hào) 吊 梁 行 車前 輔 助 頂 桿橋機(jī)不需鋪設(shè)縱移軌道；采用支點(diǎn)游動(dòng)支撐可適應(yīng)小于 40米不同跨徑橋梁安裝；（公路）采用鋪設(shè)橫移軌道實(shí)現(xiàn)全斷面架梁到位。 （ 4）單線施工時(shí)落邊梁一次到位不用人工移梁；無需大車橫移，提高了工作安全性。 公鐵步履雙梁架鋪機(jī)具有 可架鋪公路單幅、雙幅，鐵路單線、雙線和橋隧緊密相連的特點(diǎn)，將步履雙梁架機(jī)和輪軌雙梁架橋機(jī)的優(yōu)點(diǎn)集 于 一體 ， 可架設(shè)公路、鐵路橋梁 ，并且 能實(shí)現(xiàn)隧道中喂梁、隧道口架梁以及軌排的同步鋪設(shè) 等工況；穿越隧道時(shí)，將該機(jī)降至最低：收起后支點(diǎn)和前輔助頂桿將中支點(diǎn)和前支腿走行輪組旋轉(zhuǎn) 90度，即可穿越隧道，對(duì)于工程項(xiàng)目來說即節(jié)省成本又能提高工作效率和縮短工期，具有一機(jī)多用等優(yōu)點(diǎn) 。我國公路、鐵路梁橋設(shè)計(jì)、施工標(biāo)準(zhǔn)不同，各有特點(diǎn)，且梁型、梁重、橋型等都有很大區(qū)別，以及運(yùn)架工藝和設(shè)備也不相同。 河北工程大學(xué)科信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 輪胎走行，輔助工序少 控控制網(wǎng)絡(luò)采用了以 PLC 為核心的先進(jìn)控制技術(shù)，具有變頻，遙控，各種參數(shù)頻顯和各種安全保護(hù)功能。 該部 件有重量輕、拆裝方便等特點(diǎn)，還能減少風(fēng)向阻力，保證橋架的穩(wěn)定性 。 公鐵步履雙梁架鋪機(jī)整體結(jié)構(gòu)圖： 圖 22 公鐵步履雙梁架鋪機(jī) 縱導(dǎo)梁的設(shè)計(jì) 思想 縱導(dǎo)梁由主導(dǎo)梁和引導(dǎo)梁組成。 2 5 架設(shè)梁片適宜縱坡 % ≤ 4 6 架設(shè)斜交橋交角 度 045176。 2： 公鐵步履雙梁架鋪機(jī) 各總成的設(shè)計(jì)計(jì)算。如果把起重機(jī)的主要零部件按照不同規(guī)格分散加工，然后組裝，這樣就可使我國中小型起重機(jī)企業(yè)逐步走上標(biāo)準(zhǔn)化的軌道，充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)的作用、計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃、計(jì)算機(jī)輔助制造、柔性自動(dòng)化系統(tǒng)等新 技術(shù)、新工藝的應(yīng)用，可大大縮短設(shè)計(jì)和生產(chǎn)周期、降低成本。我國目前仍然處在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)周期化階段，起點(diǎn)低、設(shè)備落后，相對(duì)發(fā)達(dá)國家落后 20 年左右。一臺(tái)起重機(jī)中只有電動(dòng)機(jī)、減速器、制動(dòng)器及一些電氣元件可外購，其它鉚焊件、機(jī)加工件、臺(tái)主梁、車輪組、端梁、小車架仍靠企業(yè)自行設(shè)計(jì)，這樣需花費(fèi)大量的時(shí)間，影響了起重機(jī)的生產(chǎn)周期。起重機(jī)方案圖 設(shè)計(jì)，只是把預(yù)先設(shè)計(jì)外形尺寸及主要參數(shù)輸入到計(jì)算機(jī)內(nèi)，顯示并打印出所需起重機(jī)的總圖，計(jì)算機(jī)不能對(duì)主要受力點(diǎn)的應(yīng)力進(jìn)行分析，不能進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算和標(biāo)準(zhǔn)部件的選擇。 (1)設(shè)計(jì)手段不完善、 工藝水平較低 長期以來，利用圖板手工設(shè)計(jì)制圖，需要較長的設(shè)計(jì)周期。組合構(gòu)件的使用比生產(chǎn)非標(biāo)準(zhǔn)件起重機(jī)來，有助于減少成本。近年來，聚合材料在電葫蘆上用作制造運(yùn)行機(jī)構(gòu)的齒輪、滑輪和導(dǎo)繩器等。 起重機(jī)的距離檢測防撞裝置，采用無線電信號(hào)型防撞裝置，防撞裝置由三相系統(tǒng)組成，用來監(jiān)控起重機(jī)前端行駛距離，一般首先發(fā)出信號(hào)警告，接著將大車車速減小到 50%，最后切斷電機(jī)電源，將大車制動(dòng)。3mm，高于 1mm 的精度需外加定位系統(tǒng) [2]。亦能以較少的模塊形式，組合成不同功能和不同規(guī)格的起重機(jī)，滿足市場的需求，增加競爭能力。 國外研究動(dòng)態(tài) （ 1）畫圖軟件的應(yīng)用 近年來，隨著電子計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，許多國外起重機(jī)制造商從應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)（ CAD），提高到應(yīng)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行起重機(jī)的模塊化設(shè)計(jì)。預(yù)計(jì) 20xx 年我國橋式起重機(jī)的供給還會(huì)提高到 萬臺(tái)。 20xx 年我國物料搬運(yùn)（起重運(yùn)輸）行業(yè)的工業(yè)總產(chǎn)值達(dá)到 3,180 億元，作為物料搬運(yùn)（起重運(yùn)輸）行業(yè)的最重要子行業(yè)，起重機(jī)械制造行業(yè)的總 產(chǎn)值約占物料搬運(yùn)（起重運(yùn)輸）行業(yè)總產(chǎn)值的 50%左右，據(jù)此推算， 20xx年我國起重機(jī)械制造行業(yè)的市場整體銷售規(guī)?？蛇_(dá) 1,590 億元 橋式起重機(jī)是起重機(jī)重要的品種，廣泛應(yīng)用于鋼鐵、冶金、交通運(yùn)輸、能源、化工、機(jī)械、輕工、環(huán)保、水利等國民經(jīng)濟(jì)的各行各業(yè)，在國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮了重要的作用。由于受到工序的約束，架橋機(jī)只能獨(dú)頭進(jìn)行，受路基質(zhì)量和 1435mm 軌距影響，架橋機(jī)橫向穩(wěn)定性差，是造成事故的主要原因；架橋機(jī)凈空有限，只能進(jìn)行單片梁架設(shè)，無法完成更大噸位 梁型架設(shè)?？瓦\(yùn)專線是實(shí)現(xiàn)客貨分流的重要手段，已是國家規(guī)劃之中的 內(nèi)容，為適應(yīng)客運(yùn)專線快速的要求，高速行駛的車輛要求鐵路橋梁具有較大的抗彎和抗扭剛度，而雙線整孔簡支箱梁具有受力簡單、形式簡潔，外形美觀、抗扭剮度大、使用中養(yǎng)護(hù)工作量小以及噪音低等優(yōu)點(diǎn)。最 后 根據(jù) 理論力學(xué)和材料力學(xué)等相關(guān)的力學(xué)知識(shí) ， 結(jié)合架橋機(jī)的載重要求，對(duì)架橋機(jī)機(jī)架各個(gè)部分進(jìn) 行詳細(xì)的受力分析和校核，確保架橋機(jī)在工程施工時(shí)的可靠性。河北工程大學(xué)科信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) I 摘要 公鐵步履架鋪機(jī)是架設(shè)橋梁大型關(guān)鍵施工設(shè)備， 主要由縱導(dǎo)梁、前輔助頂桿、前支腿、中支點(diǎn)裝置、后支點(diǎn)裝置、橫導(dǎo)梁縱移臺(tái)車、橫導(dǎo)梁、吊梁行車、橫移軌道、液壓系統(tǒng)、電器控制系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)組等組成。然后根據(jù)機(jī)架的制造數(shù)量、結(jié)構(gòu)形狀及尺寸大小，初步制定工藝。因此，鐵道部決定實(shí)現(xiàn)客貨分流，提高鐵路運(yùn)輸能力和運(yùn)輸質(zhì)量。從上個(gè)世紀(jì)五十年代開始，自主研發(fā)的各種類型架橋機(jī)如紅旗型、勝利型、長征型等，可以架設(shè) 160噸以下的Ｔ型梁，此時(shí)的施工方法是 “ 先鋪后架 ” 。 國內(nèi)研究動(dòng)態(tài) 我國橋式起重機(jī)械制造行業(yè)在二十世紀(jì)五、六十年代開始建立并逐步發(fā)展壯大，現(xiàn)已形成了各種門類的產(chǎn)品和龐大的企業(yè)群體，服務(wù)于國民經(jīng)濟(jì)各行各業(yè)，截至 20xx 年底，從事起重機(jī)械生產(chǎn)的企業(yè)約為 1千多家。 我國橋式起重機(jī)行業(yè)的供給在不斷加大， 20xx 年橋式起重機(jī)的供給達(dá)到了 萬臺(tái)。 橋式起重機(jī)市場需求一年年上漲，需求量超出了很多起重機(jī)生產(chǎn)廠家預(yù)期，尤其是20xx 年末一場突如其來全球性經(jīng)濟(jì)危機(jī)，沖擊著世界上每一個(gè)角落，當(dāng)然經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展中國也不例外，針對(duì)這種經(jīng)濟(jì)形勢(shì)，我國及時(shí)實(shí)施了積極財(cái)政政策和適度寬松貨幣政策，尤其是一攬子計(jì)劃出臺(tái)和實(shí)施，為起重機(jī)行業(yè)發(fā)展帶來了一線希望，尤其是橋式起重機(jī)門式起重機(jī)以及懸臂起重機(jī)等大型起重機(jī)在國家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中找到了危機(jī)下生存之道。對(duì)起重機(jī)的改進(jìn)，只需針對(duì)幾個(gè)需要修改的模塊；設(shè)計(jì)新的起重機(jī)只需選用不同的模塊重新進(jìn)行組合；提高了 通用化程度，可使單件小批量的產(chǎn)品改換成相對(duì)批量的模塊生產(chǎn)。據(jù)資料介紹，德馬克公司的葫蘆雙梁起重機(jī)系列改用模塊化設(shè)計(jì)后，比單件的設(shè)計(jì)其設(shè)計(jì)費(fèi)用下降了12%,自重輕，與國內(nèi)產(chǎn)品相比較，起重 量 32t、跨度 25m，國內(nèi)雙梁起重機(jī)自重為 ，河北工程大學(xué)科信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 電動(dòng)葫蘆橋式起重機(jī)自重為 ，而德馬克電動(dòng)葫蘆橋式起重機(jī)的自重只有 ，比國內(nèi)產(chǎn)品分別輕 60%和 35%. (2)起重機(jī)控制元件的革新與應(yīng)用 起重機(jī)的定位精度是對(duì)起重機(jī)的重要要求，多數(shù)采用轉(zhuǎn)角碼盤、齒輪鏈、激光頭與鋼板孔帶來保證，定位精度通常為 177。遙控器的應(yīng)用，不僅節(jié)省人力，提高工作效率，而且使操作者的作業(yè)條件得到改善。國外電動(dòng)葫蘆在新材料應(yīng)用方面，車輪采用空氣硬化鎳鉻鉬合金鋼制造，可解決車輪的磨損和使用壽命的問題，據(jù)資料介紹，普通鋼材車輪的壽命約 18 個(gè)月，采用這種新材料制造的車輪，其使用壽 命可達(dá) 5 年。因?yàn)槭褂脴?biāo)準(zhǔn)件設(shè)備能迅速組合和安裝，減少標(biāo)準(zhǔn)件外組合部分的加工 制造就顯得特別重要。但目前國內(nèi)起重機(jī)行業(yè)存在的問題已嚴(yán)重阻礙著自身的發(fā)展。對(duì)于起重機(jī) CAD 的二次開發(fā)，如起重機(jī)方案設(shè)計(jì)和起重機(jī)械零部件輔助工藝規(guī)程設(shè)計(jì)還未完善。 (2)專業(yè)化協(xié)作水平較低 我國專業(yè)化協(xié)作目前只做到 20%， 80%仍靠企業(yè)自己設(shè)計(jì)、制造。 河北工程大學(xué)科信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 總結(jié)與展望 我們已經(jīng)看到世界上工業(yè)發(fā)達(dá)國家已經(jīng)開始進(jìn)入新的技術(shù)革命時(shí)代，這個(gè)時(shí)代的特征是有大量的新技術(shù)出現(xiàn)，它使企業(yè)開始走向小型化、分散化和專業(yè)化；另一個(gè)特征是知識(shí)的不斷更新，生產(chǎn)達(dá)到高度柔性化階段。 近年來，起重機(jī)制造企業(yè)的訂貨合同，按照非標(biāo)準(zhǔn)尺寸和特殊要求訂貨的用戶越來越多，約占標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的 60%，但生產(chǎn)一臺(tái)非標(biāo)準(zhǔn)起重機(jī)的主要零部件的成本和造價(jià)相當(dāng)高 (約為標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的 3 倍 )。主要包括行走系統(tǒng)、吊裝系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、機(jī)架的方案確定。 它的設(shè)計(jì)參數(shù)可由下表得 河北工程大學(xué)科信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 表 11 序號(hào) 項(xiàng)目名稱 單位 參數(shù)值 1 額定起重量 t 180（ 160） 2 適宜跨度： 鐵路： 公路： m m 32 40 3 整機(jī)功率 kw 85 4 架設(shè)梁片適宜橫坡 % 177。 河北工程大學(xué)科信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 前 支 腿 總 成縱 移 機(jī) 構(gòu)橫 移 軌 道 4 0 m 梁縱 導(dǎo) 梁 2 號(hào) 吊 梁 小 車橫 移 軌 道 中 支 點(diǎn) 裝 置后 支 點(diǎn) 裝 置電 氣1 號(hào) 吊 梁 行 車前 輔 助 頂 桿 公鐵步履架鋪機(jī)的主要組成結(jié)構(gòu) 及其設(shè)計(jì)特點(diǎn) 公鐵步履雙梁架鋪機(jī) 主要由縱導(dǎo)梁、前輔助頂桿、前支腿、中支點(diǎn)裝置、后支點(diǎn)裝置、橫導(dǎo)梁縱移臺(tái)車、橫導(dǎo)梁、吊梁行車、橫移軌道、液壓系統(tǒng)、電器控制系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)組等組成。 三角桁架構(gòu)件單元采用銷軸連接，前、后端各設(shè)置橫聯(lián)構(gòu)架。 整機(jī)高度太低 卷揚(yáng)機(jī)起身機(jī)構(gòu)后置，有效降低整體高度，通過高空能力限界強(qiáng)。 河北工程大學(xué)科信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 第 3 章 公鐵步履雙梁架鋪機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu) 架橋機(jī)的分類及其作用 架橋機(jī)是架設(shè)梁橋的大型關(guān)鍵施工設(shè)備。為此，課題組立足我國橋梁建設(shè)的需要，研制出了一種能在公、鐵兩種橋梁建設(shè)中通用的公鐵步履雙梁架鋪機(jī)設(shè)備。 （ 3）起升機(jī)構(gòu)采用雙卷揚(yáng)雙制動(dòng)失效保護(hù)裝置和單根斷繩保護(hù)系統(tǒng)，提高架梁作業(yè)的安全。 圖 公鐵步履雙梁架鋪機(jī) 架橋機(jī)結(jié)構(gòu) 公鐵步履雙梁架鋪機(jī)采用三角桁架作主要承載受力構(gòu)件單元（如縱導(dǎo)梁、橫導(dǎo)梁），單元間采用銷軸聯(lián)接。采用拼裝 式，易于拆裝、運(yùn)輸、便于轉(zhuǎn)移工地，經(jīng)濟(jì)性好。引導(dǎo)梁結(jié)構(gòu)重量輕，降低過孔撓度和中支點(diǎn)荷載，起安全引導(dǎo)作用。頂桿伸縮柱上有調(diào)整高度的銷孔，頂升到位后穿上銷軸，起安全保護(hù)作用。 （ 1） 縱橫移臺(tái)車自立走行，與支腿鉸接可以保證車輪始終與軌面接觸。 （ 2） 轉(zhuǎn)盤與調(diào)整架可以相互轉(zhuǎn)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)架設(shè)斜橋之要求。 河北工程大學(xué)科信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 圖 36中支點(diǎn)裝置總成 后支點(diǎn)裝置 后支點(diǎn)裝置由雙柱支架和油缸等組成，雙柱支架有抗傾府性，提高架橋機(jī)的穩(wěn)定性，防止側(cè)翻，油缸可以調(diào)整高度，其它作用是整機(jī)步履過孔時(shí)作為輔助支點(diǎn)實(shí)現(xiàn)中支點(diǎn)裝置邁步前移。 河北工程大學(xué)科信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 圖 39吊重行車 橫導(dǎo)梁 橫導(dǎo)梁為吊梁主要承載構(gòu)件，采用箱梁結(jié)構(gòu)，橫導(dǎo)梁上設(shè)有吊梁行車軌道，可以滿足行車吊梁落梁對(duì)位需要。 液壓系統(tǒng) 液壓系統(tǒng)設(shè)有 3 套泵站分別用于前輔助頂桿、中支點(diǎn)和后支點(diǎn)三部分 ,分別為前輔助頂桿、中支點(diǎn)和后支點(diǎn)裝置的運(yùn)動(dòng)提供動(dòng)力，以實(shí)現(xiàn)公鐵步履雙梁架鋪機(jī)步履過孔使用，工作原理圖如下圖所示。后支點(diǎn)、前輔助頂桿頂升油缸各由一個(gè)電磁換向閥控制。 公鐵步履雙梁架鋪機(jī)的控制系統(tǒng) 公鐵步履雙梁架鋪機(jī)主要由縱導(dǎo)梁、前輔助頂桿、前支腿、中支點(diǎn)裝置、后支點(diǎn)裝置、橫導(dǎo)梁縱移臺(tái)車、橫導(dǎo)梁、吊梁行車、橫移軌道、液壓系統(tǒng)、電器控制系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)組等組成。 河北工程大學(xué)科信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 控制系統(tǒng)介紹 可編程控制系統(tǒng)控制方案設(shè)計(jì) 由于 PLC 控制系統(tǒng)具有可靠性高、動(dòng)作迅速、靈活、便于改進(jìn)和修正、節(jié)點(diǎn)利用率高、具有豐富的 I/O 接口、編程簡單、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，因此本次設(shè)計(jì)采用 PLC 控制。 控制系統(tǒng)的運(yùn)行方式 運(yùn)行方式分為：單動(dòng)、聯(lián)動(dòng)及自動(dòng)等三種操作方式。 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) （ 1） PLC 機(jī)型選擇 LG公司的 PLC 吸收了整體式和模塊式 PLC 的優(yōu)點(diǎn)，系統(tǒng)配置靈活，用戶除了可以選用不同的子系列外，還可以選用多種基本單元、擴(kuò)展單元和擴(kuò)展模塊，組成不同 I/O 點(diǎn)和不同功能的控制系統(tǒng)，各種配置都可以得到很高的性價(jià)比。 1NFX 系列 PLC 最多可達(dá) 128點(diǎn)控制，并且能增加特殊功能 模塊或擴(kuò)展板。模擬量輸入（ A／ D）模塊是將現(xiàn)場由傳感器檢測而產(chǎn)生的連續(xù)的模擬量信號(hào)轉(zhuǎn)換成 PLC 內(nèi)部可接受的數(shù)字量。模擬量輸出模塊輸出標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)，可用于驅(qū)動(dòng)繼電器、開關(guān)等。 a輸出方式 開關(guān)量輸出模塊有繼電器輸出、晶閘管輸出和晶體管輸出三種方式。 因此，選用繼電器輸出即可。 (4)信號(hào)采樣和濾波處理 在本印刷開槽模切機(jī)的 PLC 控制系統(tǒng)中， PLC 的輸入信號(hào)有開關(guān)控制、按鈕控制，同時(shí)，由于在生產(chǎn)過程中，存在著大量連續(xù)變換的信號(hào)，如間隙變化、相位的變化等。即對(duì)輸入數(shù)值進(jìn)行整定。桁寬 90cm。 a—— 孔兩邊板的寬度；上弦取 190mm，下弦取 100mm。