超大型起重設(shè)備，整機安裝在高于地面40m的基座上，用于船舶等大型設(shè)備的制造、維修及安裝作業(yè)。該機的主起升機構(gòu)最大起重量為1900，t最大起升高度為95副起升機構(gòu)起重量為200，t最大起升高度為135m，由于該機起重量大、工作幅度大，它所產(chǎn)生的傾覆力矩巨大，所以其回轉(zhuǎn)機構(gòu)的設(shè)計形式既不同于門座起重機，也不同于環(huán)型起重機。本文對該機回轉(zhuǎn)機構(gòu)的設(shè)計思想及結(jié)構(gòu)特點予以簡單介紹和分析。

　　1總體布置回轉(zhuǎn)機構(gòu)由回轉(zhuǎn)支撐及運動機構(gòu)、回轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)兩大部分組成。回轉(zhuǎn)支撐及運動機構(gòu)由環(huán)行回轉(zhuǎn)軌道、回轉(zhuǎn)平衡車輪組、水平車輪組及中心體組成。回轉(zhuǎn)平衡車輪組和水平車輪組分別承受整機的垂直力和水平力，共同抵消傾覆力矩。回轉(zhuǎn)平衡車輪組由前后端4組臺車組組成，共計40個車輪，每組10個車輪由4道平衡梁通過塊式平衡鉸連接，沿回轉(zhuǎn)半徑按軸港口裝卸線向心布置在環(huán)行回轉(zhuǎn)軌道上，支撐整臺起重機的重量，最大設(shè)計輪壓為260t.在25m直徑的圓形軌道上，雙向無限回轉(zhuǎn)。水平支撐由水平車輪和固定在回轉(zhuǎn)中心立柱上的軌道組成。保證回轉(zhuǎn)中心的固定并承擔所有的側(cè)向力。

　　回轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)采用中心驅(qū)動，由安裝在回轉(zhuǎn)平臺上的10套驅(qū)動裝置和固定在中心體上的柱銷傳動齒組成。驅(qū)動裝置由電動機、立式行星減速器、極限力矩聯(lián)軸器、制動器和開式齒輪組成。通過減速器的小齒輪驅(qū)動回轉(zhuǎn)銷齒使起重機整個上部結(jié)構(gòu)回轉(zhuǎn)。電動機與立式減速器的聯(lián)接是通過錐盤式極限力矩聯(lián)軸器的上下兩錐盤型摩擦盤接合的，回轉(zhuǎn)時起重機臂架若碰到障礙或起動、制動過猛，錐盤就打滑，從而防止電動機和減速器過載，保證回轉(zhuǎn)平穩(wěn)。

　　2回轉(zhuǎn)機構(gòu)設(shè)計特點2.1車輪的布置方式及車輪踏面形式的選擇40個回轉(zhuǎn)車輪分4組布置在回轉(zhuǎn)平臺下的四角，每組10個車輪，由4道平衡梁通過塊式平衡鉸連接，沿回轉(zhuǎn)半徑按軸線向心布置在環(huán)行回轉(zhuǎn)軌道上，保證各車輪受力均勻。

　　車輪的踏面形式設(shè)計為錐面形，各車輪按軸線匯交于回轉(zhuǎn)中心，車輪與軌道結(jié)合面設(shè)計成水平面。錐形踏面的選擇是由車輪的回轉(zhuǎn)形式?jīng)Q定的，錐度為車輪半徑（r=400mm）與回轉(zhuǎn)半徑（R如果將車輪軸設(shè)計成水平的，車輪與軌道結(jié)合面為斜面，則軌道對車輪的支反力N會產(chǎn)生一個附加側(cè)向力，對結(jié)構(gòu)不利。而現(xiàn)在將此側(cè)向力轉(zhuǎn)化為車輪組的內(nèi)力，由調(diào)心滾子軸承承擔，車輪沿軌道回轉(zhuǎn)平順，無附加側(cè)向力。

　　2.2驅(qū)動形式的選擇整機采用驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動銷齒來帶動回轉(zhuǎn)平臺回轉(zhuǎn)及行走機構(gòu)的形式，而不是直接驅(qū)動車輪組。這種結(jié)構(gòu)形式具有以下優(yōu)點：1）降低驅(qū)動功率，減少車輪打滑這臺設(shè)備由于輪壓大，而且在不同起重量及不同幅度下工作時前后輪壓差別大，所以采用銷齒集中驅(qū)動的形式更能充分利用驅(qū)動電機功率，降低裝機容量。如果采用類似環(huán)型起重機直接驅(qū)動車輪組的形式，則在回轉(zhuǎn)過程中小輪壓車輪將出現(xiàn)打滑現(xiàn)象而浪費功率，大輪壓車輪將要按最大輪壓計算驅(qū)動機構(gòu)功率。通過計算，驅(qū)動電機功率理論上需要增加1.8倍以上。

　　2）采用被動車輪，降低安裝、加工的精度每個車輪的轉(zhuǎn)速均可以單獨調(diào)整，以保證各自的動作，減少車輪的滑移。設(shè)R為車輪實際回轉(zhuǎn)半徑（理論回轉(zhuǎn)半徑R=12500mm），ω為車輪相對于回轉(zhuǎn)中心的角速度，r為車輪半徑（r=400mm），h為車輪踏面寬，X為車輪相對于車輪軸的角速度，則X如果考慮制造及安裝誤差，取R=1250015mm，則在此情況下，車輪上各點的平均線速度平均由此可以看出，車輪的實際運行情況是，每個車輪的平均速度是以O(shè)點為圓心、以R為半徑作圓周運動的，所以每個車輪均可以根據(jù)實際回轉(zhuǎn)中心調(diào)整自己的動作，保證整個車輪以實際回轉(zhuǎn)中心和實際回轉(zhuǎn)半徑作圓周運動。若直接驅(qū)動車輪組就沒有這一優(yōu)點。

　　2.3回轉(zhuǎn)水平中心的固定要保證整機以一個固定的回轉(zhuǎn)中心轉(zhuǎn)動，并且保證齒輪的嚙合要求，就必須固定回轉(zhuǎn)水平中心。回轉(zhuǎn)水平中心的固定可以采用兩種方法，即中心立柱的方法和回轉(zhuǎn)水平輪的方法。我們采用了回轉(zhuǎn)水平輪的方法，因為雖然中心立柱定位精確，但由于它和回轉(zhuǎn)銷齒孔的距離較遠，不易控制定位中心和回轉(zhuǎn)銷齒中心之間的誤差。而大連重工當時具有16m大型立車，能夠?qū)λ捷嗆壍篮突剞D(zhuǎn)銷齒孔進行整體加工，且兩者之間距離較近，可以較好地控制誤差。

　　由于水平輪軌道和回轉(zhuǎn)銷齒孔是整體加工的，因此可以認為兩者之間具有較好的精度，即水平輪軌道中心與銷齒中心是一致的。在安裝過程中，先調(diào)整水平輪與回轉(zhuǎn)軌道的接觸后，再調(diào)整回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置和回轉(zhuǎn)銷齒嚙合，所以可以認為水平輪的回轉(zhuǎn)中心和驅(qū)動機構(gòu)的回轉(zhuǎn)中心是一致的。水平輪采用偏心套結(jié)構(gòu)，在安裝過程中可以進行調(diào)節(jié)。

　　3應用情況分析在基本安裝結(jié)束后的試運行階段，試重800t時，曾損壞1臺回轉(zhuǎn)減速器。其原因是力矩限制聯(lián)軸器力矩值設(shè)置過大。制動器制動力矩過大和力矩限制聯(lián)軸器傳遞力矩設(shè)置太大而沒有起到保護作用，使減速器制動時受到過大的沖擊載荷作用。基礎(chǔ)下沉引起起重機回轉(zhuǎn)軌道相對下沉量達21mm，引起整機回轉(zhuǎn)過程中驅(qū)動齒輪和回轉(zhuǎn)立柱某些部件的干涉。

　　更換力矩限制聯(lián)軸器的彈簧，調(diào)整其傳遞的力矩為180Nm.這樣，既保證啟動不打滑，又使其傳遞的力矩小于減速器的許用力矩，從而保護減速器。制動器按40s左右進行延時制動，利用調(diào)頻來調(diào)節(jié)制動力矩。制動器在起重機未停穩(wěn)時所施加的制動力矩小于減速器的許用力矩；待起重機回轉(zhuǎn)停止后，制動器施加全部制動力矩。這樣，減速器就不再受制動沖擊，又能保證制動時的穩(wěn)定。

　　通過采取以下兩項措施：①利用電氣上的控制，做到起重機完全停穩(wěn)后才能開始進行二次回轉(zhuǎn)啟動。這樣可避免打反車帶來的沖擊。②調(diào)整水平車輪和回轉(zhuǎn)立柱的間隙，改善回轉(zhuǎn)機構(gòu)的嚙合狀況。調(diào)整減速器由于基礎(chǔ)下沉所引起的高度差，改善回轉(zhuǎn)機構(gòu)的嚙合狀況。目前回轉(zhuǎn)機構(gòu)運行良好。

　　4結(jié)語由于以前尚無類似超大型設(shè)備的設(shè)計經(jīng)驗，所以在設(shè)計過程中除充分考慮保證這種結(jié)構(gòu)及機構(gòu)在運行過程中安全可靠外，更重要的是必須考慮其制造、加工及安裝條件。回轉(zhuǎn)水平軌道和回轉(zhuǎn)銷齒孔的整體加工即是根據(jù)大連重工當時的加工能力，充分利用現(xiàn)有設(shè)備而設(shè)計的。采用被動車輪的結(jié)構(gòu)形式也是根據(jù)加工及安裝條件而確定的。當然，任何一種結(jié)構(gòu)形式都可能有利有弊，這就要求在設(shè)計過程中綜合考慮，充分利用其優(yōu)點，設(shè)法消除或減少其缺點，以求得一種合理的設(shè)計結(jié)果。

作者：佚名　　來源：潤滑油招商網(wǎng)