武漢船用機(jī)械有限責(zé)任公司 武漢 430084

造船市場(chǎng)對(duì)船用配套產(chǎn)品,如錨機(jī)、絞車(chē)等的能力要求不斷提高,100 t甚至200 t的各種用途絞車(chē)越來(lái)越多地投入使用,這樣,對(duì)大能力錨機(jī)、絞車(chē)試驗(yàn)臺(tái)的需求也日益迫切。能擁有以絞車(chē)試驗(yàn)為主，并能進(jìn)行錨機(jī)試驗(yàn),最好還能進(jìn)行吊車(chē)試驗(yàn)的綜合性試驗(yàn)臺(tái),是船舶綜合產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)的期待。

圖1 傘型外自平衡式綜合試驗(yàn)

傘型外自平衡式綜合試驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1,主要進(jìn)行絞車(chē)?yán)υ囼?yàn)兼錨機(jī)試驗(yàn)和吊車(chē)試驗(yàn)。該綜合試驗(yàn)臺(tái)最大額定拉力為 2 000 kN，主要由架體、導(dǎo)向滑輪和絞車(chē)試驗(yàn)臺(tái)架組成。

1 工作原理

參見(jiàn)圖1，絞車(chē)(或錨機(jī))安裝在絞車(chē)試驗(yàn)臺(tái)架上,絞車(chē)的鋼絲繩與導(dǎo)向滑輪上的鋼絲繩通過(guò)卸扣相連。負(fù)載(重塊)加在架體的另一側(cè)，通過(guò)連接的鋼絲繩繞過(guò)架體上的兩個(gè)滑輪到達(dá)導(dǎo)向滑輪，絞車(chē)卷筒通過(guò)旋轉(zhuǎn)達(dá)到收繩和防繩，并拉動(dòng)重塊上升和下降，絞車(chē)的試驗(yàn)拉力與重塊的重量一致，以此達(dá)到拉力試驗(yàn)的目的。

2 結(jié)構(gòu)能力

架體為自平衡式，地基要求滿(mǎn)足4000 kN的正壓力、風(fēng)載和試驗(yàn)過(guò)程中重物晃動(dòng)偏擺產(chǎn)生的少量彎矩。

導(dǎo)向滑輪的基礎(chǔ)需能抵抗向上和側(cè)向各2 000 kN的拉力及由此產(chǎn)生的附加傾覆彎矩。

絞車(chē)試驗(yàn)臺(tái)架應(yīng)能抵抗2 000 kN的側(cè)向拉力和因此產(chǎn)生的傾覆彎矩。

3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)

3.1 傘型結(jié)構(gòu)，加載方便，占地少

絞車(chē)綜合試驗(yàn)試驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)新穎，線條簡(jiǎn)潔，結(jié)構(gòu)占地面積小。架體為傘型結(jié)構(gòu)，外形上大下小，在外部加載(參見(jiàn)圖1)，不做試驗(yàn)時(shí)場(chǎng)地還可以利用。傳統(tǒng)的高架試驗(yàn)臺(tái)架體呈梯形塔式結(jié)構(gòu)，上小下大，在內(nèi)部加載，操作不便,下部與地面連接部分占地很大(如圖2)，不做試驗(yàn)時(shí)場(chǎng)地不可以利用。相同試驗(yàn)?zāi)芰Φ淖云胶馐皆囼?yàn)臺(tái)與塔式高架拉力試驗(yàn)臺(tái)相比，至少節(jié)省占地3/4以上。

圖2 塔式高架拉力試驗(yàn)

3.2 穩(wěn)定性好

絞車(chē)綜合試驗(yàn)臺(tái)架體試驗(yàn)時(shí)呈外自平衡式受力狀態(tài)，架體所受外力即試驗(yàn)配重拉力T1與絞車(chē)?yán)1相對(duì)架體中心對(duì)稱(chēng)分布，且F1=T1(如圖3)，加載試驗(yàn)時(shí)外力互相平衡，不再對(duì)架體產(chǎn)生附加彎矩，受力合理，穩(wěn)定性好；與傳統(tǒng)的塔式高架拉力試驗(yàn)臺(tái)試驗(yàn)時(shí)，呈內(nèi)自平衡式受力狀態(tài)，具有同樣好的穩(wěn)定性。

圖3 綜合試驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)及外力平衡

3.3 制造簡(jiǎn)單，可靠性高

絞車(chē)綜合試驗(yàn)臺(tái)架體主要結(jié)構(gòu)均由現(xiàn)有供應(yīng)規(guī)格的H型鋼和工字鋼焊接而成，生產(chǎn)制作簡(jiǎn)單，焊接接頭少，相應(yīng)減少了大量焊接接頭及焊接工作量，焊接成本低，焊接質(zhì)量容易保證，可靠性高，且制造周期短。塔式高架拉力試驗(yàn)臺(tái)均用鋼管焊成珩架結(jié)構(gòu)，接頭相貫線連接處，裝配及焊接復(fù)雜，焊接質(zhì)量不易保證，制造周期起碼長(zhǎng)2倍，且成本要高。

3.4 架體結(jié)構(gòu)按力流走向設(shè)計(jì)，傳力合理

架體結(jié)構(gòu)受力設(shè)計(jì)合理，見(jiàn)圖4，內(nèi)力N1和N2相互平衡抵消，所產(chǎn)生的合力最終對(duì)地基產(chǎn)生最大垂直正壓力N=4 000 kN，不產(chǎn)生附加彎矩，對(duì)基礎(chǔ)及構(gòu)件要求不高，可以降低成本。

圖4 架體受力分析

3.5 架體安裝方便

絞車(chē)綜合試驗(yàn)臺(tái)安裝方便，不需要起重機(jī)，只需要絞車(chē)；試驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)架體部分自成拔桿，將試驗(yàn)臺(tái)整機(jī)在地面裝配好后，底部與地面安裝板用銷(xiāo)軸定位連接，并計(jì)算好放置的角度，起重工人只需用絞車(chē)將臺(tái)架繞銷(xiāo)軸拉起旋轉(zhuǎn)直立即可(如圖5)，不需像塔式高架拉力試驗(yàn)臺(tái)的安裝，要起用大的起重設(shè)備吊裝，也不需分層安裝，可以節(jié)省大量時(shí)間和費(fèi)用。

圖5 臺(tái)架旋轉(zhuǎn)安裝

3.6 使用方便，加載范圍大

絞車(chē)綜合試驗(yàn)臺(tái)在外部加載，使用方便，不受空間及高度限制，可加載的范圍大，可隨意按要求在承載范圍內(nèi)加載，最大可載重200 kN。而塔式高架拉力試驗(yàn)臺(tái)在架體內(nèi)部加載，四周受到架體的干涉，加載非常不便。

3.7 組合結(jié)構(gòu),使用范圍廣

絞車(chē)綜合試驗(yàn)臺(tái)為組合式(參見(jiàn)圖3俯視圖)，為兩個(gè)平行獨(dú)立可單獨(dú)進(jìn)行試驗(yàn)的1 000 kN試驗(yàn)臺(tái)焊接組成，可分別進(jìn)行小于1 000 kN的拉力試驗(yàn)； 若大于2 000 kN則通過(guò)一接頭轉(zhuǎn)換將兩個(gè)試驗(yàn)臺(tái)滑輪的鋼絲繩連接到吊具及試驗(yàn)絞車(chē)，試驗(yàn)的載荷范圍大。塔式高架拉力試驗(yàn)臺(tái)則沒(méi)有這一特點(diǎn)。

3.8 建造成本低

絞車(chē)綜合試驗(yàn)臺(tái)的錨鏈坑沉入地下，絞車(chē)安裝臺(tái)架與地面平齊(參見(jiàn)圖1)，而塔式高架拉力試驗(yàn)臺(tái)的絞車(chē)安裝臺(tái)架部分起碼高出地面3 m，建造成本高出很多而且建造周期長(zhǎng)。

3.9 用途廣泛

絞車(chē)綜合試驗(yàn)臺(tái)具有一物多用的特點(diǎn)，可以進(jìn)行錨機(jī)及絞車(chē)?yán)υ囼?yàn)及靜載剎車(chē)試驗(yàn)，又可進(jìn)行鋼絲繩和油缸的拉力試驗(yàn)；只需做一個(gè)與絞車(chē)試驗(yàn)臺(tái)架的“T”型槽相配的吊車(chē)試驗(yàn)底座，還可進(jìn)行相應(yīng)傾覆彎矩的吊車(chē)試驗(yàn)。可根據(jù)生產(chǎn)情況最大限度地使用試驗(yàn)臺(tái)，而以往的塔式高架拉力試驗(yàn)臺(tái)僅有錨機(jī)和絞車(chē)的試驗(yàn)功能。

4 結(jié)論

此試驗(yàn)臺(tái)已于2003年完工，順利通過(guò)有關(guān)設(shè)備安全部門(mén)驗(yàn)收，并投入使用，經(jīng)三年多的使用證實(shí)，達(dá)到預(yù)期要求，安全可靠，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，使用方便，值得向相關(guān)行業(yè)推廣。

[1] 周顯德，郭寶瑩，萬(wàn) 力等.GB3811-1983起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，1984：312-318.

文章編號(hào)1671-7953(2007)03-0026-03