吊高投放試驗(yàn)塔設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)點(diǎn)王明勤1,李佑月2國(guó)家電力公司鄭州機(jī)械設(shè)計(jì)研充麻河南鄭州中國(guó)華電電站裝備工程集邸總公哥北京允許的功能。安全性、可靠性是其研制過(guò)程中*為關(guān)鍵的因素,在考慮技術(shù)先進(jìn)性和經(jīng)濟(jì)合巧壓的基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)精。設(shè)計(jì)、計(jì)其輸。制忠安栽這叫克天器回收著陸關(guān)鍵試驗(yàn)硯備的研制獲得了成沈重臂上下運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。同時(shí),起重臂要能在任方位角工作,塔身和起重臂就要能作±185°旋轉(zhuǎn)。起重臂既要上下運(yùn)就又要旋乾設(shè)備就比常規(guī)塔式起重機(jī)復(fù)雜得多,設(shè)計(jì)上的難題也就多。
通常,起重機(jī)的卸載操作是在靠近落點(diǎn)后緩緩放下,抖盡量減少對(duì)起重臂和塔身的沖擊,而試驗(yàn)塔要經(jīng)常做載荷的突然投放試驗(yàn),把起重機(jī)發(fā)生重大事故如鋼絲繩斷開(kāi)等才出現(xiàn)的意外載荷作為工作載荷。吊鉤上負(fù)載突然投放后,起重臂、平衡臂、套架、塔身和吊具將會(huì)猛烈反彈。為保障試驗(yàn)塔的長(zhǎng)久安全,設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算需充分考慮這特點(diǎn)。
負(fù)載做大幅度擺動(dòng)通常情況下,起重機(jī)是不允許負(fù)載做大幅度擺動(dòng)的11類(lèi)載荷的計(jì)算擺角由各種水平力引起的擺角小于12°,而試驗(yàn)塔要求負(fù)載做很大角度與中垂線夾角達(dá)60°的擺動(dòng)。當(dāng)負(fù)載擺到*低點(diǎn),也就是達(dá)到*大角速度時(shí),進(jìn)行水平投放試驗(yàn)。由于負(fù)載的擺動(dòng),其離如為吊高投放試驗(yàn)塔圖形見(jiàn)本期封二是用于航天器回收著陸試驗(yàn)的關(guān)鍵設(shè)備。受航天工業(yè)總、公司委托,國(guó)家電力公司鄭州機(jī)械設(shè)計(jì)研巧所和原機(jī)械部鄭州機(jī)械研究所聯(lián)合承擔(dān)了該關(guān)鍵裝備的研制。
吊高投放試驗(yàn)塔抖下簡(jiǎn)稱(chēng)試驗(yàn)塔的構(gòu)架與常規(guī)塔式起重機(jī)基本相同,但由于特殊的使用工況要求它除具備常規(guī)塔式起重機(jī)的功能外,還要具備常規(guī)塔式起重機(jī)所不具備。甚至不允許的功旨良辦滿足這些特定功能要求,試驗(yàn)塔的設(shè)計(jì)就有了其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)難點(diǎn)。
1吊高投放試驗(yàn)塔的技術(shù)難點(diǎn)1吊臂要自由升降常規(guī)塔式起重機(jī)的起重臂在高度方向上是不作升降運(yùn)動(dòng)的。而該試驗(yàn)塔除起重臂在111局度處使用外,還需在撕1左右的不同局度處使用,起重臂連同套架和平衡臂重達(dá)60需按試驗(yàn)要求上下運(yùn)動(dòng)。該樣,塔身上就要有垂直運(yùn)動(dòng)的滑套和導(dǎo)軌,并要有帶動(dòng)滑套和起和重力對(duì)整塔構(gòu)成了很大的動(dòng)力載荷,設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí),也需充分考慮這問(wèn)題。
負(fù)載勻速下降試驗(yàn)塔的負(fù)載要具有6~10A的下降速度,而且要在靠近地面前,有5―段距離能勻速下降,此時(shí)速度的穩(wěn)定要求為X.對(duì)X哺重載荷的高速運(yùn)行如何傳動(dòng)、控制及安全保障,是這臺(tái)設(shè)備研制中的大難題。另外,高速運(yùn)行的勻速投放機(jī)構(gòu)制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的慣性力是額定載荷的數(shù)倍,又對(duì)試驗(yàn)塔金屬結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)提出了很高的要求。
不論是總體方案還是部件設(shè)計(jì),我們的主導(dǎo)思想是在滿足使用功能和性能指標(biāo)的前提下,把術(shù)。在可靠的基礎(chǔ)上,考慮技術(shù)的先進(jìn)性和經(jīng)濟(jì)合理性,同時(shí)也考慮到便于加工、運(yùn)輸和安裝,便于使用、維修。
試驗(yàn)塔采用了轉(zhuǎn)柱式等斷面塔柱下轉(zhuǎn)盤(pán)方柳高1291、斷面5.6化5.6的塔身剛性地連接于底架上,可作±185°范圍的回轉(zhuǎn)。塔身的4個(gè)角邊為垂直導(dǎo)軌,塔身外套有能沿塔身上下移動(dòng)的套架,起重臂。平衡臂和前。后拉桿與套架聯(lián)結(jié),由提升鋼絲繩帶動(dòng)套架做上下運(yùn)動(dòng),其驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)放在塔底架上。起重臂上設(shè)置了能沿臂架全長(zhǎng)變幅的主。副起重小車(chē)兩個(gè)小車(chē)通過(guò)銷(xiāo)軸較結(jié)為體由位于起重臂根部的臺(tái)變幅機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)做變幅運(yùn)動(dòng)。主、副起升機(jī)構(gòu)裝于平衡臂上。整個(gè)試驗(yàn)塔的上部包括塔頂、塔身、架、起重臂、平衡臂通過(guò)塔身基礎(chǔ)節(jié)聯(lián)結(jié)在底架上,連同底架和裝于架上的電氣室、司機(jī)室、提升機(jī)構(gòu)、勻速下降裝置、壓重等起,可繞縱軸回轉(zhuǎn)。底架下的環(huán)形軌道直徑為13.5.導(dǎo)軌支撐在相當(dāng)于推力軸承的80個(gè)滾輪上,滾輪支撐在固定于地基的針齒輪支架上,針齒支架內(nèi)圈設(shè)置了相當(dāng)于內(nèi)齒輪齒的齒銷(xiāo)。電動(dòng)機(jī)通過(guò)立式減速器帶動(dòng)輸出軸上的擺線輪旋轉(zhuǎn),擺線輪與齒銷(xiāo)相曬合驅(qū)動(dòng)底架回轉(zhuǎn)。
此結(jié)構(gòu)保證了試驗(yàn)塔回轉(zhuǎn)部分的穩(wěn)定性和抗傾覆能力。此夕,為提局試驗(yàn)塔抗傾覆穩(wěn)定性的可靠性,在底架周?chē)O(shè)置了8個(gè)固定在地基上的反鉤裝置。在塔身內(nèi)部設(shè)有升降機(jī),運(yùn)送試驗(yàn)人員和物品。另外,還設(shè)有人行爬梯,聯(lián)結(jié)各層至塔頂。在底架上和距試驗(yàn)塔約1501的試驗(yàn)樓內(nèi),分設(shè)有司機(jī)室和控制室。
2試驗(yàn)塔的結(jié)構(gòu)特點(diǎn):1機(jī)多用功能齊全本試驗(yàn)塔既可進(jìn)行水平投放試驗(yàn),也可進(jìn)行垂直勻速投放試驗(yàn),并且具有常規(guī)塔式起重機(jī)的功能。整塔可轉(zhuǎn)至任何方位。起重臂可抖從底部至塔頂無(wú)級(jí)升隆在各個(gè)高度各個(gè)方位結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理回轉(zhuǎn)系統(tǒng)底架采用箱式板梁結(jié)梅塔身。塔頂、套架。起重臂。平衡臂采用銜架結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)合理,強(qiáng)度。剛度好上部風(fēng)載小。
整機(jī)重屯、低該機(jī)轉(zhuǎn)盤(pán)軌道直徑大,抗傾覆能力強(qiáng)?;剞D(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。提升機(jī)構(gòu)。勻速下降裝置、電氣室。司機(jī)室。壓重等設(shè)備位于試驗(yàn)塔底部重必低穩(wěn)定性好。起重臂、平衡臂。套架等迎風(fēng)面積較大的部件,當(dāng)接到大風(fēng)預(yù)報(bào)或試驗(yàn)塔處于非工作狀態(tài)時(shí),可抖方便地降至底部只有塔身豎立在空化風(fēng)載相對(duì)較小。預(yù)設(shè)8個(gè)反鉤,提高了抗傾覆可靠性。
安裝方便回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和底架在地面,易于安裝。1291高的塔身采用與通常的自升式塔式起重機(jī)相同的方法,用套架上設(shè)置的的液壓頂升裝置和裝于塔頂上的提升電葫蘆,自行安裝。套架、兩臂及兩臂上的部件,均可在低空安裝。
目前,該試驗(yàn)塔進(jìn)行了下6種主要項(xiàng)目的試驗(yàn):1可控翼傘投放試驗(yàn)。激光高度計(jì)動(dòng)態(tài)投放試驗(yàn)3射線高度計(jì)動(dòng)態(tài)投放試驗(yàn)4航天器火箭點(diǎn)火著陸試驗(yàn)的航天器分離試驗(yàn);6模型擺動(dòng)投放試驗(yàn)。
*近,這研究成果通過(guò)了由國(guó)家機(jī)械局主持的成果鑒定,認(rèn)為該設(shè)備技術(shù)指標(biāo)先進(jìn),集垂直自由落體投放。垂直勻速下降,復(fù)擺平拋投放,緩沖制動(dòng)等功能于體屬?lài)?guó)際首創(chuàng)。
3結(jié)論通過(guò)上百次的抖上各種試驗(yàn),尤其是成功地應(yīng)用于神州號(hào)載人飛船的著陸緩沖系統(tǒng)的試驗(yàn),取得了大量著陸瞬間的技術(shù)參數(shù)和姿態(tài),為載人飛船安全返回著陸做出了重要貢獻(xiàn),而且在未來(lái)我國(guó)航天器發(fā)展進(jìn)程化將不斷發(fā)揮其不可替代的重要作用。
吊高投放試驗(yàn)塔使航天器的某些關(guān)鍵試驗(yàn)在地面進(jìn)行成為可能,使這些試驗(yàn)變得極為便利、簡(jiǎn)單美國(guó)采用航天飛機(jī)進(jìn)行試驗(yàn),替代了大量的空投試驗(yàn),節(jié)省了可觀的費(fèi)用。試驗(yàn)塔的研制成功,標(biāo)志著我國(guó)重大機(jī)械裝備的研制能力達(dá)到世界發(fā)達(dá)國(guó)家的水平。同時(shí)也表明我國(guó)航天事業(yè)的發(fā)展躍上了個(gè)新的高度。
公司鄭州機(jī)械設(shè)計(jì)研巧所高級(jí)工程師,在吊高投放試驗(yàn)塔研制過(guò)程中,負(fù)責(zé)機(jī)構(gòu)總體設(shè)計(jì);李巧月1963,女河南洛陽(yáng)人,中國(guó)華電電站裝備工括集團(tuán)總公司高級(jí)工程師,工學(xué)碩±,在吊高投放試驗(yàn)塔研制過(guò)程中,負(fù)責(zé)結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì)。
向吹風(fēng)改為向下送風(fēng),并加裝散流機(jī)構(gòu),防止將片冰吹向側(cè)。此點(diǎn)改進(jìn)有待實(shí)施。
提高祀冰機(jī)傳動(dòng)鏈條的機(jī)械強(qiáng)度為適應(yīng)連續(xù)旋轉(zhuǎn)方式,縮短了祀桿上祀齒長(zhǎng)度,適當(dāng)加粗鏈條銷(xiāo)軸,防止剪斷。這些措施基本上解決了拉斷鏈條的事故,減少停產(chǎn)損失,改善了勞動(dòng)條件。
新投運(yùn)冰庫(kù)11后應(yīng)再次緊固螺栓,防止冰祀變形而大鏈條運(yùn)行阻力。
改防水防塵燈具為防爆燈具夕悼晷胥明線路無(wú)接頭,進(jìn)步提高燈具密封曼。解決了照明線路燈具漏電和短路問(wèn)題。
上述改進(jìn)措施在峽古九冰庫(kù)部分實(shí)施后,已經(jīng)取得了較好效果。
州機(jī)械設(shè)計(jì)研充所高級(jí)工程師。