室内移动式轻便吊车的研制方法

1、室内移动式轻便吊车的研制方法目 录 小 组 简 介2选 择 课 题3目 标 设 定4提出方案并比选5制 定 对 策6工 程 简 介1对 策 实 施7效 果 检 查8巩固措施与标准化9总结与体会 一、工 程 简 介 北京市蓝色港湾工程位于北京市朝阳区朝阳公园北侧，主体建筑占地长约385m，宽约164m，总建筑面积约为140,000m2，其中地下部分建筑面积约为80,000m2，地上部分建筑面积约为60,000m2。钢结构部分主要分布在地下一层、地上一层及二层部分区域，主要形式为钢结构夹层，主要构件为H型钢梁。二、小 组 简 介 1、本小组成立于2006年6月，小组成员主要以公司技术处人员及现场施

2、工技术人员为主，活动时间是2006年6月至2006年12月，以下是我们小组人员情况介绍：姓名职务职称小组分工袁恒芳副总经理工程师 组长，总体安排小组活动。张苟英项目经理工程师 副组长，具体安排小组活动实施。邱国峰主任工程师工程师 组员，制定具体方案并实施。周立霞质量主管工程师 组员，制定具体方案并实施。陈祥龙工程师助理工程师 组员，制定具体方案并实施。刘 锋工程师助理工程师 组员，制定具体方案并实施。问题提出1工期紧张： 该工程所有50000平米夹层钢结构，共约3700根钢梁，于2006年8月25日开始施工，原计划07年2月15日前达到 粗装验收标准，工期压力大。三、选 择 课 题 三、选 择

3、 课 题 构件安装位置绝大部分在室内，混凝土楼板厚度较薄，本工程地上一层室内净空高度基本为，地下一层净空高度为，钢梁安装相对就位高度为4m左右，钢梁最大重量为，且吊装设备均应放置在200mm厚的混凝土楼板上，因此，对吊装设备的起重能力有一定的要求，对其自重有较严格的限制。故汽车吊、叉车等常规吊装设备无法使用。问题提出2施工现状 方法一：使用吊环及滑车 在楼板上预留钢筋吊环，通过滑车或倒链将主梁提升到位。 因此，为了保证施工工期，我们必须寻找一种合适的吊装机具解决方案。三、选 择 课 题 方法二：使用自制门式吊架 采用自制门式吊架作为起吊设备吊装构件。三、选 择 课 题 对两种吊装机具进行比较三

4、、选 择 课 题 经上表的分析比较，这两种方法的经济性、吊装速度、安全性、适用性等各方面指标距现场施工的实际要求还有较大的差距，不能满足施工进度要求的15根/班组天的安装速度要求，故自制一台轻型吊车成为我们唯一的选择。 针对前两种方法的分析对比，要求该自制吊车应具有较快的提升速度（），自重要小于1500kg，造价合理，能方便的在楼层中移动，且具有较好的安全性。 三、选 择 课 题 室内移动式轻便吊车的研制 选 定 课 题 三、选 择 课 题 四、设 定 目 标 目标： 自行研制一种适合在夹层施工中使用的简易吊车，使得安装速度由传统方法的每天每班组6根提高到15根。0246810121416未使

5、用简易吊车使用简易吊车每天每班组钢梁安装数量五、提出方案并比选 1.设计思路的比选 通过对多种常用移动式吊装设备（叉车、轮胎式起重机、履带式起重机）工作原理的对比分析，发现履带式起重机的工作原理最适合作为我们设计该简易吊车的原型，进行各个组成系统的设计。配重 底座吊臂拉杆室内移动式轻便吊车主体框架结构系统起重装置系统缆绳微调装置系统防护系统固定支撑系统移动装置系统2.各系统设计 根据我们的使用要求，该简易吊车应具备主体框架结构系统、起重装置系统、缆绳微调装置系统、防护系统、固定装置系统及移动装置系统等几个重要组成部分。在此基础上，我们设计出该吊车的雏形。 五、提出方案并比选 五、提出方案并比选

6、 3各系统方案比选： 在整体结构定型的基础上，我们需要对起重装置系统、缆绳微调装置系统、防护装置系统三个部分进行分析和进一步的比选，而相对简单的其余部分可直接进行设计。五、提出方案并比选 1）起重装置系统比选： 考虑到最大构件重量为，适当考虑动力系数及安全储备，则起重装置的起重量至少要达到5t。故我们提出选择使用5t手动倒链及5t电动倒链两种方案。序号方案内容速度安全性可控性局限性经济性方案一使用手动倒链0.2m/min较安全精度容易控制工人劳动强度大700元/个方案二使用电动倒链约0.66m/min较安全精度较难控制需要随安装位置提供电源3200元/个 通过对上面两种倒链的比较，电动倒链的价

7、格虽然较高，但是其提升速度快，且能减小工人的劳动强度并节约人工费用，其精度控制较难的问题则可以通过微调系统进行弥补，电源接入问题在施工现场也较容易满足，故选择电动倒链作为解决方案。五、提出方案并比选 2）缆绳微调装置系统比选 由于在构件提升至就位位置时不可能刚好合适，则需要吊装机具能对构件的位置进行就位前的微调，因此我们又设计了该微调系统的两种解决方案：序号方案内容精度安全性可操作性经济性方案一调节吊索长度变幅速度快精度较难控制较安全可行，但电动倒链控制有难度不需增加额外设备方案二调节背拉索长度变幅速度慢精度较易控制较安全可行，背拉索倒链控制容易需要增加两个1t手动倒链五、提出方案并比选 通过

8、上述比选，调节背拉索长度的微调方法具有相当的优势，选用此法作为该系统解决方案，具体做法如下： 将2个1t手动倒链及缆绳组成缆绳微调系统，拉结在吊臂与主体结构之间。通过对倒链的收放来改变该缆绳的长度，实现以吊臂底部与底座连接的转动销轴为支点，吊臂角度的变幅功能，进而实现对构件位置的精确微调。五、提出方案并比选 3）限位装置系统比选 限位装置主要为限位锁系统，由于吊臂的可变角度是经过计算得出的，与背拉索强度及配重的重量严格进行匹配的，所以在使用过程中要对该角度进行严格的控制，若角度过大易导致吊臂后翻，而角度过小则会导致背拉索断裂或者配重不足使吊车翻倒，造成事故。在进行限位系统设计时，我们对以下两种

9、方案进行了比较：五、提出方案并比选 两种解决方法的比较序号方案内容安全效果 可操作性经济性方案一 用一前一后两根钢丝绳限位仰角上下限 在吊臂仰角增大过程中由于控制最大仰角的钢丝绳离吊臂下端铰点过近，对于角度的控制能力将十分有限 两根钢丝绳的长度及绑扎有严格要求两种方法的经济性相当方案二 最小仰角用一根钢丝绳限位 最大仰角用一个刚性支架限位 在吊臂仰角增大过程中，一旦吊臂碰到刚性支架就不能再继续增大，能有效控制最大仰角 刚性支架可以做好后焊接在底座上故选择第二种方案作为防护装置系统的解决方案。 六、制 定 对 策 依据方案比选的结果制定相应的对策：序号要素对策目标措施地点时间负责人1吊车结构设计

10、进行主体部分的结构设计能满足功能(起重量为2t)及安全要求1、用有限元软件建模计算验算。2、依据计算结果进行构件截面的选择。3、各连接节点设计验算。4、绘制加工图纸。设计室06.06邱国峰刘锋2提升系统设计使用电动倒链提升速度达到0.66/min1、分析研究工作时的荷载。2、依据荷载确定相应规格的电动倒链。3、在吊臂顶端悬挂安装电动倒链。项目部设备采购部门06.06张苟英邱国峰序号要素对策目标措施地点时间负责人3微调系统设计通过调节背拉索长度进行微调能微调构件位置，实现构件精确定位1、通过计算确定背拉索的受力大小。2、依据受力大小选择背拉索钢丝绳规格及手动倒链规格。3、安装背拉索及手动倒链。加

11、工厂06.06张苟英邱国峰4限位系统设计利用钢丝绳限制最小仰角，利用刚性支架限制最大仰角控制吊臂仰角的变化范围为6580。1、计算出能满足配重及工作条件要求的吊臂最大及最小安全仰角角度。2、采用背拉钢丝绳来控制最小安全仰角。3、采用固定刚性支架控制最大安全仰角。加工厂06.06张苟英邱国峰六、制 定 对 策 序号要素对策目标措施地点时间负责人5固定支撑系统设计采用外伸支腿减小对混凝土楼面的影响，增加吊车的稳定性1、通过计算得出合适的支腿外伸距离。2、设计并制作支腿。加工厂06.06张苟英邱国峰刘锋6移动系统设计安装4个轮子用来移动使吊车能方便的在楼板上移动1、根据自制吊车的重量选择合适规格的轮

12、子。2、安装两个转向轮及两个定向轮。加工厂06.06张苟英邱国峰7加工及试运行加工厂及现场试吊检验吊车是否满足功能和安全要求试吊2t重钢梁，检验各个系统的运行状况，改进完善。加工厂现场06.07张苟英邱国峰六、制 定 对 策 七、对 策 实 施 1、吊车结构设计：通过反复计算和调整吊车主体结构尺寸，实现了吊车前支撑对地面的压力满足楼板的承压能力要求，同时配重也能保证吊车的平衡条件的最小值。经设计计算，该自制吊车自重（含配重）为，满负荷工作时单个支腿的支座反力为，经支腿端部分散为面荷载后，仅为，满足C30混凝土楼板的强度要求。设计完成后，绘制加工详图，进行主体结构的加工制作。 七、对 策 实 施

13、 2、使用电动倒链 依据使用功能的要求，确定需采用一个5t的电动倒链作为提升动力，将电动倒链安装在吊臂顶端。3、使用背拉索进行微调a、通过计算确定背拉索的受力大小。b、依据受力大小选择背拉索钢丝绳规格及倒链规格。c、采购2个1t手动倒链。d、安装背拉索及倒链。 两个1t手动倒链5t电动倒链七、对 策 实 施 4、利用钢丝绳限制最小仰角，利用刚性支架限制最大仰角 控制最小仰角的钢丝绳长度为6m，一端绑扎在吊臂顶端偏下的位置，另一端绑扎在吊车尾部配重的位置。 控制最大仰角的刚性支架设置于吊臂根部。 安装完毕后经测试，限位装置能使得吊臂仰角在安全范围内变化，到达安全限值时吊臂能被有效约束，仰角不再继

14、续增大或减小。最小仰角限制绳最大仰角限制支架七、对 策 实 施 5、采用外伸支腿a、通过计算得出合适的支腿外伸距离。b、依据荷载及混凝土楼面承载能力对支腿端部进行放大。c、加工制作支腿并安装支腿6、安装4个轮子用来移动 在吊车前部安装两个转向轮，在后部安装两个定向轮。支腿及滚轮七、对 策 实 施 7、加工及试运行7、加工及试运行 通过进一步的深化设计，并画出加工详图，并依照详图进行加工制作，对于加工制作完成的吊车在加工厂进行试吊，然后在施工现场进行试用。加工厂试制自制吊车试用改进与完善 该自制吊车在现场复杂条件的使用过程中也存在着不足，因此我们针对现场实际情况又对该吊车进行了改进和完善，以便吊

15、车能够满足现场多种安装条件的需要。 改 进 前改 进 后固定长度支撑架可调长度支撑架支撑架的改进 为使吊车移动过程中更加方便的通过洞口，将吊车底盘上的4个支撑架由固定结构改为可伸缩式。如下图：七、对 策 实 施 吊车在不工作时其外伸架可以取下或缩进套筒内，吊装作业时将其伸出并将吊车托起。 七、对 策 实 施 针对现场部分钢梁相对就位高度较高（达）的问题，我们又通过设计计算和改造，增加了吊车的吊臂长度和起升高度，并采取一系列措施保证该吊车的适用性。三层钢梁二层钢梁增加吊臂长度吊臂背侧增加圆钢格构架，提高刚度使用卷扬机作为提升动力使用滑轮组减小动力需求七、对 策 实 施 八、效 果 检 查 现场吊装 简易吊车现场使用现场吊装八、效 果 检 查 钢梁安装完成效果 经过在工地长时间的施工实践检验，该简易自制吊车在使用性能、安全性能、工作效率、操作性能等各个方面都能较好的满足施工的要求，顺利完成了QC活动预期的目标。 主钢梁安装速度有明显提高，速度提高到每天可安装主梁16根。 由于该简易吊车的使用，蓝色港湾工程钢梁安装进度大大提高，为按时完成施