CN1031820A - 长钢轨同步定位吊运装置 - Google Patents

Abstract

长钢轨同步定位吊运装置是一种具有集中控制、 同步动作、准确定位和自动夹钳的新型的长钢轨吊运 装置，其特征是每台单梁龙门起重机由龙门架、两台 定位车、一个电葫芦、一个防摆架组成，多台单梁起重 机通过一整体吊杠和安装在吊杠上的多个夹轨钳构 成长钢轨吊运装置，借助同步定位位置实现长钢轨吊 运装置的同步运行，该装置的优点在于集中控制、节 省装吊工人，作业安全，具有同步定位装置，装吊作连 续生产效率高，在吊装作业中使钢轨始终保持平直， 不会扭伤钢轨，生产质量高，保证无缝线路钢轨质 量。

Description

本发明是一种具有集中控制、同步动作、精确定位和自动夹钳的新型长钢轨吊运装置。它用于焊轨厂内将焊接好的200米长钢轨吊运到运轨车上或存轨台上，或进行调轨、返修轨等作业。这一装置与新研制的四层长轨运输车配套使用，构成了长轨装运系列。

根据检索的一些国外长钢轨吊装的资料和专利，从目前掌握的资料看，除苏联等国家是采用将轨排运到线路上再焊接外，一般是采用在焊轨厂焊成所需长度后用电葫芦门架吊装到车上或将焊接好的钢轨直接装车的方式。如日本“新线路”杂志（74年No4）“50mレ-ルの自动系徒送り”一文报导，东北新干线采用60公斤50吨钢轨，在基地用四个龙门吊集中控制，钢轨在辊子上纵向移动到集中地后，用分散操纵的电动葫芦门架吊运钢轨，用按钮开关控制钢轨放到需要位置。法国R、G、C、F杂志（1981年No9）“钢轨焊接工艺”一文报导，在沙龙-梁-沙培里投产了一座自动焊轨厂，它用11根每根长36米的短轨焊接成396米的长轨。在存轨台上有二个5吨龙门吊，装有自动夹钳，可进行集中或分别控制（未提到有同步定位和防摆等装置）。焊好并经磨光的长轨条借助传动辊子直接装到平板车上。为均匀放置轨条，装机时在每个平板车的前置放置一个导向辊子，它沿刚放置好的长轨轨头运动，操作者只要把第一根长轨放置好，其余几根的位置靠导向辊子定。取决于不同的平板车宽度，该运轨车能装三层，每层10～14根396米的长轨。这种直接装车方式影响焊轨厂生产能力的发挥（车子不来不能焊轨），不能存轨，装车速度也较低。

美国和西德报导了一种维修线路用的运、卸长轨，并把旧轨带回的运轨车，上面装有带抓轨装置的活动小车（见英国专利GB2081781和西德专利DE2734748），但看来不能用在焊轨厂作吊运装置用。和本系统相似的吊运装置的国外报导，目前尚未查到。

国内现有的200至500米长钢轨吊运装置一般也是采用分散操纵的电动葫芦门架吊车群吊装长钢轨或采用卷扬机群牵引拉拽。如上海铁路局闵航焊轨厂采用16个龙门架，人工操纵夹钳吊运250米长钢轨，操作时由于钢轨很长惯量很大，摆动起来首尾很难响应，动作很难同步，劳动强度很大，生产效率较低。北京路局焊轨厂原先采用卷扬机拉轨方式，钢轨易拉弯损伤，尤其是往车上拉第二层钢轨很困难，多于两层就无法运了。拉轨方式对运轨车的磨损也大，这二种方式的共同缺点是劳动强度大，不能保证吊轨质量，生产不安全。

本发明装置的目的是克服上述缺点，提供一种节省人力，提高效率，作业安全，可自由编排钢轨，多层存放，多层装车的吊运装置，解决该系统同步动作，准确定位，防止摆动，自动夹轨等技术问题。

本发明装置的目的是这样实现的：将多个单梁龙门起重机，通过一根整体吊杠，和安装在吊杠上的许多夹轨钳，构成一个完整的长钢轨吊运装置来吊运长钢轨，每台单梁龙门起重机，由一个龙门架，一台电葫芦和二个定位车构成。吊车上设有一个防摆架，为简单的桁架式结构，通过四个走行轮，支承在门架主梁工字钢的翼缘上。电葫芦安装在防摆架中，其走行电机驱动防摆架沿主梁运动;其升降电机带动钢丝绳滚筒通过吊杠上的四个滑轮牵动吊杠上下运动。吊杠为矩形截面的焊接结构，它将夹轨钳和吊车连成一个整体，并起到增加吊点数量，均衡负载分配，提高吊轨的钢度等作用，达到减少门架数量节省投资目的。夹轨钳用螺栓固接在吊杠中，由其机械结构自动实现夹放钢轨。吊车二侧各设置一台定位车，用来帮助吊车准确定位，并使所有吊车保持平直状态和同步动作。定位车由其上的步进电机驱动，其走行距离可由供电脉冲数控制，每个脉冲走行0.18mm。每台电机的供电脉冲数，受同步定位系统控制，并设有走行误差的自动校正机构，以校正由于各定位车轮经制造和运行磨耗误差及走行轨面状态阻力不均等不可抗拒的因素，所造成的走行误差。各定位车每走过1.5米距离，将自动地校正自己的行走距离，使所有小车重新保持在同一平直线上。定位车上装有电气和机械制动，及其控制装置，定位车的三相脉冲电流大小，频率及相序受调度按钮控制，各台定位车之间的走行误差受其同步走行机构控制具有自动校正能力保证同步一致，各台定位车的起停位置，受其定位机构控制，动作一致，吊车左右行经位置受定位小车的断电机构及撞击式刹车机构控制达到准确定位目的，吊车上下起落位置受其定位限位机构及断电保护机构控制;吊车起动动作的操作系统，受调度操纵按钮控制。

整个吊运装置由定位车及吊车组成，定位车受调度操作装置、定位车的定位机构、同步机构控制、其动力部分由脉冲驱动电源及开关电路组成，吊车受调度操作装置、吊车定位（限位）机构、吊车走行到位断电装置、机械刹车锁定装置及断电保护控制，其动力部分由动力电源装置及开关电路组成。

吊轨的全过程可分解为5个动作：

1、第一台定位车进入吊轨的相应位置，第二台定位车进入放轨的相应位置。

2、电葫芦以第一台定位车为基准进入吊轨位。

3、吊杠首先以先快后慢的速度下降，平稳地夹住钢轨。然后，以先慢后快的速度升起，进入防摆架的喇叭口内。

4、电葫芦以第二台定位车为基准进入放轨位置。

5、吊杠首先以先快后慢的速度下降，平稳地放好钢轨，然后以先慢后快的速度升起，进入防摆架的喇叭口内，为吊这一根钢轨作好准备。

该长轨吊运装置的结构和原理完全可以用于吊运500m的长钢轨或其它长型的物品。

该装置与现有技术相比的优点是：

1、集中控制、节省装吊工人、减轻劳动强度、作业安全。

2、吊装过程连续作业，生产效率高，无需辅助定位作业时间。

3、具有同步定位装置可以实现自动夹钳、同步动作、自动精确定位。

4、可以存放多层钢轨，装载多层送轨车，大量节省存轨用地，提高运轨铺轨速度。

5、装吊过程钢轨始终保持平直运动，不会造成钢轨损伤变形，保证无缝线路的钢轨质量。

现结合附图对吊运长度L≤200m长钢轨的吊运装置作进一步说明：

图1长钢轨吊运装置示意图

图2定位车

图3防摆架

图4吊杠

图5夹轨钳

图6吊装系统的动力及其控制装置示意图

图中：

1、夹钳    20、夹钳体

2、吊杠    21、弹簧

3、支腿    22、楔块

4、定位车    23、轴

5、滑轮    24、电磁铁

6、电葫芦    25、牵引拉杆

7、钢丝绳    26、定位车开路电路装置

8、防摆架    27、定位车的定位装置

9、主梁    28、定位车的同步装置

10、走行轮    29、定位车的驱动动力装置

11、靠轮    30、定位车操作装置

12、喇叭口    31、吊车到位自动断电装置

13、14、定位车主从走行轮    32、定位车机械刹车锁定装置

15、步进电机    33、吊车定位（限位）机构

16、小齿轮    34、吊车开关电路装置

17、制动臂    35、吊车断电保护装置

18、制动块    36、吊车动力装置

19、导向板    37、吊车操纵装置

长钢轨吊运装置（图1）它有10台集中控制、同步运行的单梁龙门起重机，通过一整体吊杠（2）和安装在吊杠中的20个夹钳（1）吊运钢轨。10台龙门起重机的总间距为9×20.24＝182.6m，宽度为26.8m可吊运长度L≤200m，轨重G≤75kg/m的各种钢轨。单梁龙门起重机由龙门架（3、9）、两台定位车（4）、一个防摆架（8）、一个电葫芦（6）组成，电葫芦的钢丝绳（7）以双绕方式和吊杠（2）上的滑轮（10）联接以保证多层吊轨的位置不随高度而变化，20个夹钳（1）用螺栓固定在吊杠（2）上，龙门架（3、9）为焊接结构，跨度26m，高度6.82m，是由支腿（3）和主梁（9）用螺栓联接而成，支腿通过地脚螺栓固定在地基上。单梁龙门起重机的起重机械为MD型5T的电葫芦（6），电葫芦安装在防摆架（8）之中，并推动防摆架同步运行，防摆架（图3），置于两定位车之间，通过四个走行轮（10）支承在主梁（9）工字钢的翼缘上，还有两个靠轮（11）压在主梁（9）工字钢的底面上，防摆架为简单的桁架式焊接结构。吊运钢轨时，吊杠（2）升入防摆架的喇叭口（12）内，吊杠（2）的摆动受防摆架制约，并通过靠轮（11）作用到主梁（9）上，从而限制钢轨的摆动，吸收运动的动能。定位车（4）有两个，通过主从走行轮（13、14）支承在主梁（9）工字钢的翼缘上，定位车上安装有步进电机（15）、小齿轮（16）、机械制动机构、制动臂（17）、制动块（18）等，步进电机的小齿轮（16）和主动走行轮（13）啮合，定位车由步进电机驱动，它们的走行距离由脉冲数决定，各定位小车的运动，可以通过控制供电脉冲数使其保持同步一致。由于主梁表面状态不一致和各台定位车走行轮轮径误差等原因，在相同数目的脉冲作用下，定位车的走行距离不完全相同，为准确定位，设置了目校正系统，以保持各台定位车同步一致。目校正系统采用与门原理，定位车每走行1.5m校正一次，10台定位车的位置必须都到达该位置后才能继续往前走，否则处于原地等待状态。为保持准确定位，定位车上加装了机械制动装置和电气制动，当吊车靠近定位车（4）时，使吊车走行电机断电刹车，锥形电机的盘形刹车片，将使吊车自动减速制动，然后以微小的余速撞到定位车的制动臂（17）上、使制动块（18）上升，压紧在主梁（9）的表面上越压越紧实现机械制动，此时定位车上的电制动、机械刹车、防摆架的阻尼橡胶块，及走行电机盘形刹车同时发挥制动和阻尼作用，使吊车准确牢固地停靠在定位车所确定的吊、放轨位置上，十个定位车平直一致，所以十台吊车也在自己的一条直线上，达到准确定位的目的。吊杠（2）为矩形截面的焊接结构，它由19个单节用螺栓联结而成，总长为193.11m，这种结构可以改善吊杠的受力状态。吊杠（2）上装有20个机械式自动夹轨钳（1）、其间距为10.12m，长钢轨吊运装置、设置这一整体吊杠可使起重机的数量比无吊杠的吊机装置减少23%，电葫芦通过吊杠和安装在吊杠中的夹轨钳吊轨，能够增加吊点、均衡负载、过载保护和提高吊轨刚度。夹轨钳（图5）由导向板（19）、夹钳体（20）、弹簧（21）、楔块（22）、轴（23）及电磁铁（24）组成，两个电磁铁（24）牵引拉杆（25）使楔块（22）延导向板（19）上下运动，当楔块升起时，夹钳体（20）受弹簧（21）拉力作用打开钳口，当楔块（22）下降时，使弹簧（21）松开，钳口闭合，可用电磁铁（24）自动控制夹放钢轨。夹钳内的椭轮辅助机构进一步保证钳口可靠地开合。夹轨钳的工作状态由安装在吊杠上的信号灯自动显示，调度员可按信号灯进行作业。电磁铁（24）安装在吊杠（2）上。

吊车系统的动力及控制装置（图6）：

整个吊装系统由定位车（4）及吊车（6）组成，定位车（4）受调度操作装置（30），定位车定位机构（27）、同步机构（28）控制，其动力部分由脉冲驱动电源（29）及开关电路（26）组成。吊车（6）受调度操作装置（37），吊车定位（限位）机构（34）、吊车走行到位断电装置（31）、机械刹车锁定装置（32）及断电保护（35）控制，其动力部分由动力电源装置（36）及开关电路（34）组成。

长钢轨吊运装置的主要技术性能是：吊车的走行速度为20m/min，快速升降速度为8m/min，慢速升降为0.8m/min，吊轨长度为200～500m，门架间距约20m左右，轨型最重允许75Km/m，吊运一根钢轨平均约2min，夹轨钳口宽190mm轨头宽68～70mm，允许最大定位误差为±60mm，实际误差一般在20～30mm，存轨台两轨中心间隔为187.5mm。

Claims (8)

1、一种长钢轨吊运装置，由龙门起重机、夹轨钳组成，其特征是每台单梁龙门起重机由龙门架(3、9)、两台定位车(4)、一个电葫芦(6)、一个防摆架(8)构成，多台单梁龙门起重机通过一整体吊杠(2)和安装在吊杠(2)上的多个夹轨钳(1)构成长钢轨吊运装置。

2、根据权利要求1所述的吊运装置，其特征是龙门架（3、9）为焊接结构，其支腿（3）和主梁（9）用螺栓联接，支腿通过地脚螺钉，固定在地基上。

3、根据权利要求1所述的吊运装置，其特征是防摆架（8）为简单的桁架式结构，通过四个走行轮（10）支承在门架主梁（9）工字钢的翼缘上，有两个靠轮（11）压紧在主梁工字钢的底面上。

4、根据权利要求1所述的吊运装置，其特征是电葫芦（6）安装在防摆架（8）中，其上走行电机驱动防摆架（8）沿主梁（9）运行;升降电机带动钢丝绳滚筒（7）转动，钢丝绳与吊杠上的四个滑轮（5）以双绕方式联接，带动吊杠（2）上下运动。

5、根据权利要求1所述的吊运装置，其特征是吊杠为矩形截面的焊接结构，由许多单节联结而成，其下部装有数十个轨钳（1）、吊杠（2）将夹轨钳和吊车联成一个整体。

6、根据权利要求1所述的吊运装置，其特征是定位车由受脉冲电流控制的步进电机驱动，每个脉冲走行0.18mm、定位车上装有电气和机械制动、及其控制装置;定位车的三相脉冲电流大小、频率及相序受调度按钮控制;各台定位车之间的走行误差受其同步走行机构控制，具有自动校正能力，保证同步一致;各台定位车的起停位置，受其定位机构控制，动作一致。

7、根据权利要求1所述的吊运装置，其特征是吊车左右行经位置，受定位车的断电机构及其撞击式刹车机构控制，达到准确定位目的;吊车上下起落位置，受其定位限位机构及断电保护机构控制;吊车起动动作的操作系统，受调度操纵按钮控制。

8、根据权利要求1所述的吊运装置，其特征是夹钳（1）的钳口由电磁铁（24）牵引楔块（22）及机械椭轮机构控制，自动实现上下移动而开闭。

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