一种电动旋转的大车行走机构

罗世兵 宋 典

上海振华重工(集团)股份有限公司

1 引言

门座起重机(以下简称门机)是一种传统型起重机械，以其低成本、高效率、机动灵活、通用性强等优点在各个港口船厂及码头得到广泛的应用。门机在实际使用中，由于转运或转场作业要求，经常需要大车行走机构旋转90°后继续行走和作业。

大车行走机构的旋转操作，传统的方法是在大车行走机构与起重机门腿连接法兰处布置1个旋转铰轴，大车大平衡铰点两侧各布置1个顶升点，通过2个千斤顶将整机的其中1个支腿顶升起来，使大车行走机构车轮离开轨道面一定距离后，手动旋转大车行走机构90°，落轨后再连接大车行走机构与门腿之间的法兰连接螺栓[1]。这种操作存在一定的安全风险和隐患，会耗费大量的时间和人力。

在大型船厂布置有十字交叉形网格状轨道的作业场所，需要经常性地进行换向操作，为了提高劳动效率、降低人工劳动强度，开发出了一种新型电动旋转的大车行走机构。

2 新型电动旋转行走机构的组成

新型电动旋转行走机构由驱动机构、链条、关节轴承、从动链轮、顶升轴、顶升油缸、顶升底座、滑块连接板、顶升推力轴承、上滑块、下滑块等部件组成(见图1)。

1.驱动机构 2.链条 3.关节轴承 4.从动链轮 5.顶升轴 6.顶升油缸 7.顶升底座 8.滑块连接板 9.顶升推力轴承 10.上滑块 11.下滑块图1 电动旋转机构组成

新型电动旋转行走机构采用竖向顶升轴通过关节轴承与门架支腿连接，可以有效避免由于轨道不平产生的大平衡梁转动，并可传递水平方向的大车驱动力。顶升轴下部连接顶升油缸，用于提起或降下顶升底座。顶升轴上下部位与行走机构、大平衡梁之间采用铜套隔开，保证顶升轴与行走机构、大平衡梁之间不会产生水平方向的相对运动。

行走机构大平衡梁上布置有一套驱动机构，它由减速电机和驱动链轮组成，可通过链条驱动顶升轴上的从动链轮，从而使平衡梁与顶升轴之间产生相对转动。顶升时可通过顶升底座支撑于轨道上，顶升轴与大平衡梁之间相对转动，保证大车转向时平稳旋转。

在门架支腿底板下方布置有滑块连接板，它与顶升轴之间可相对转动。在滑块连接板与大平衡梁之间布置了上滑块和下滑块，其中上滑块固定于滑块连接板上，下滑块固定于大平衡梁上。上、下滑块之间为球面接触，可相对滑移，在消除由于轨道不平整引起的大车行走机构微小转动的同时，还可防止大车朝垂直轨道方向的倾覆。门架支腿底板上均布有4块顶升板，保证大车旋转90°后仍然可与滑块连接板接触。

3 新型电动旋转行走机构的工作原理

当门机正常行走时(见图1)，顶升油缸收至最短，提起顶升底座使其离开轨道80 mm，门架支腿底板与滑块连接板贴合(见Ⅲ部放大图)，支腿力通过上滑块、下滑块、大平衡梁及大车车轮等传递至轨道上。大车前进方向的水平力由关节轴承承受，轨道不平整所引起的大平衡梁转动通过上滑块和下滑块之间的滑移及关节轴承的转动消除，从而保证大车行走时既可承受门架支腿压力，也可抵消大车行走时由于轨道不平而使平衡梁转动的影响。

此时顶升油缸在重力作用下下落，使顶升轴上部与门架支腿之间分离间隙为5 mm(见I部放大图)，顶升轴下部的顶升推力轴承与大平衡梁分离间隙为15 mm(见Ⅱ部放大图)。

当门机需要顶升转向时(见图2)，行走至十字交叉轨道位置，通过大车稳定装置将各级平衡梁及台车之间连接起来，使整个大车行走机构各铰点处无转动。开启液压系统，伸长顶升油缸(行程200 mm)，使顶升底座下落80 mm支撑于轨道上。继续伸长顶升油缸，使大车车轮脱离轨道，大平衡梁在自重作用下下落，与顶升推力轴承贴合(见Ⅱ部放大图)，顶升轴上部与门架支腿底板贴合(见I部放大图)。此时顶升轴承受整个门架支腿压力，大车自重由顶升推力轴承承受，滑块连接板脱离门架支腿底板10 mm(见Ⅲ部放大图)。

1.驱动机构 2.链条 3.关节轴承 4.从动链轮 5.顶升轴 6.顶升油缸 7.顶升底座 8.滑块连接板 9.顶升推力轴承 10.上滑块 11.下滑块图2 顶升状态图

启动旋转驱动机构，通过由减速电机带动链条驱动顶升轴，使顶升轴与大车平衡梁之间产生相对转动，从而使大平衡梁旋转90°。操作液压系统收缩顶升油缸，使大车车轮落在90°方向上的轨道上，并提起顶升底座。至此完成大车行走机构的整个旋转动作，可以继续行走和作业。

4 新型电动旋转行走机构的应用及优势

新型电动旋转行走机构在公司新生产的300 t单臂架门座起重机上进行了首次应用。通过实际运行，电动旋转行走机构运行平稳，动作精准到位，各项性能指标符合设计要求，达到了预期效果，验证了此技术的可行性及其技术的进步性。与传统转向方式相比，新型电动旋转行走机构具有以下优势：

(1)新型电动旋转行走机构采用减速电机驱动来实现其旋转，采用行走机自带的油缸来实现其顶升，无需额外增加其他的设施和装备，可以快速、准确地进行定位和操作。

(2)新型电动旋转行走机构不用人力驱动，操作过程中不用拆装螺栓，一人即可完成整个大车行走机构的转向工作，不但提高了工作效率，而且降低了人工劳动强度和安全风险。

(3)传统行走机构顶升只能单支腿逐个操作，新型电动旋转行走机构可以将臂架旋转到最有利位置后，同侧两支腿同时操作，大大减少行走换向的操作时间。

5 结语

新型电动旋转行走机构与传统的手动旋转操作相比，具有快速、安全、高效等优势。经过用户的实际应用，取得了良好效果，具有较好的经济效益，在起重机行业中具有一定的推广意义，对后期的起重机设计有积极的参考价值。