吊管機

吊管機是石油天然氣管道施工中重要的施工設備，主要是用於大口徑管子的布管、對口和下溝作業． 具有較大的起重量和帶重物行走等特點。

基本介紹

• 中文名：吊管機
• 外文名：sideboom
• 簡介：：主要用於布管作業

分類

吊管機的種類有很多。按照用途可以分為通用吊管機、多功能吊管機和濕地吊管機；按照結構特徵可以分為橋式吊管機、臂架式吊管機和固定式吊管機。

組成

吊管機一般由金屬結構、工作機構、動力裝置和控制系統等部分組成。

吊管機

1 、金屬結構：

金屬結構是吊管機的重要組成部分，其主要作用 是支撐吊管機的工作機構，承受工作時所產生的外載荷。如臂架類吊管機的吊臂和塔身等。

2、工作機構：

吊管機的工作機構由起升機構、運行機構、迴轉機 構以及變幅機構組成。起升機構的主要作用是起吊重物。這也是吊管機最主要最基本的機構，目前使用的起升機構主要依靠液壓系統來實現重物的起吊；變幅機構是通過改變吊管機臂架傾角從而改變吊臂幅度；迴轉機構是使吊管機的迴轉部分繞迴轉軸旋轉；運行機構作用是使吊管機行走。

3、動力裝置：

動力裝置為吊管機提供動力。車輪式吊管機和履帶式吊管機的驅動裝置大多為內燃機，而橋式吊管機和固定式吊管機等的驅動裝置多為外接電源。

4、控制系統控制系統包括操縱裝置與安全裝置。操縱裝置由離合器、制動器等組成，安全裝置由力矩限制器、操縱閥及調速裝置等組成。通過吊管機的控制系統完成工作要求。同時保證吊管機作業的安全。

發展方向

針對吊管機設計現狀及所面臨的問題，吊管機設計體系的發展方向如下：

吊管機

(1)具有零部件集成化、機構簡潔化、結構全面最佳化的整機設計。

(2)滿足市場多樣性和低成本要求的新系列產品的模組化設計。

(3)大型複雜吊管機的虛擬設計以及動態仿真。

(4)大力發展控制系統，國外的先進控制系統已能控制吊管機的位置和吊繩長度的協調運行。

(5)數字精細化，即具有高精度稱量和定位系統 的吊管機設計。

(6)基於部件使用壽命的動力學研究成果套用。 吊管機最佳化設計是吊管機技術不斷發展和提高的源泉，合理利用現代計算機技術和數據處理手段，使吊管機最佳化設計將對吊管機行業的發展起到極大推動作用，誰最佳化設計搞得好，誰就掌握了技術優勢，誰就掌握了市場。

主要技術

1、 產品模組化設計技術：

吊管機

吊管機的模組化設計是將吊管機上功能相同的部件和零件設計成可以互換的模組化單元。設計新產品時，只需要對不同模組進行組合即可，提高了通用化程 度，可以對產品進行批量化生產，提高了生產效率，降低了生產成本。同時，不同的模組還可以集合成多性能多規格的產品，提高市場競爭力。

2、降低成本設計技術：

降低成本設計技術最早出現在日本，用於當時的日本汽車製造業，其核心內容是，當一輛汽車的使用壽命到期時，車身其它零部件的使用壽命也基本到期。不會產生過度的盈餘，在製造產品及其零部件時，採用面向成本設計技術和並行的成本估算，使整機使用率、使用性能保持一致，可以節省生產成本。如今將這項技術用於吊管機設計過程中，是降低生產設計成本的關鍵。

3、仿真與虛擬設計技術：

過去吊管機的設計缺少理論與工具，一般是以靜態設計為主。但是吊管機的工況複雜多變，其動態性能在實際環境中會受到多種影響，於是仿真技術應運而生。建模以及仿真軟體是計算機仿真技術中的重要研究內容。

4 、結合CAE設計技術的研究：

通過計算機對產品性能與可靠性分析，對未來的工作狀態和運行方式進行模擬，及早地發現設計缺陷，並證實產品功能的可靠性和可用性。CAE軟體的主體是有限元分析軟體，基於有限元方法的CAE系統，其核心思想是結構的離散化，即用有限個容易分析的單元來表示複雜的對象，單元之間通過有限個節點相互連線．然後根據變形協調條件綜合求解。

安全隱患

吊管機作為起重類的特種設備，在施工作業中，由於感測器或傳輸線路的損壞，存在多種安全隱患，最突出的就是保護裝置 損壞而使吊管機處於非保護狀態。吊管機在施工時，隨著工作幅度的不斷變化，所能吊的定重量也在不斷變化，如果沒有科學的控制方法，很容易造成傾翻事故，造成人員傷亡。 吊管機的超載狀態主要有三種：

吊管機

(1)吊重超載：在幅度一定的情況下，起吊重量過大，導致力矩過大，而造成的超載現象，這種超載容易發生吊管機傾翻事故。

(2)變幅超載：在吊重量一定的情況下，作業幅度過大，導致力矩過大，而造成的超載現象，這種超載容易發生吊管機傾翻事故。

(3)吊臂過卷：吊臂收起時，超過變幅最大角度，這種過卷容易造成吊臂損壞。

(4)高度過卷：起升滑輪起升高度過高，這種過卷容易造成鋼絲繩拉斷及機構件的損壞。

存在問題

1) 履帶式車輛在縱向坡面工作時，均存在一定的傾覆危險。對於吊管機，如果單側承重，嚴禁配重向下傾斜施工，即使是空載，如果平衡重量相對於起吊裝置向下傾斜,車輛不能迂迴繞行時，需要將平衡重卸下行駛； 橫坡作業時，機車側向穩定性對路面變化引起的荷載較為敏感，為避免意外翻車發生，一般需要安裝防翻車駕駛室。從側向穩定性角度，為改變吊管機縱坡行駛能力，改造時平衡配重應該能夠自動改變方位。

吊管機

2) 彈性懸掛和半剛性懸掛底盤的越障能力強,但是全剛性懸架能夠保證履帶與地面有效接觸，摩擦阻力較大，停機平穩。

3) 採用前後輪驅動，可以有效避免車輛在爬坡或越障時一端翹起，有助於提高爬坡能力和坡面駐留能力，但由於需附加額外傳動裝置和增大功率，成本增加較大。

4) 由於在管道施工中管件多為細長直管、彎管，一般均置於一側吊運，單側重力增加，鋼管在運送過程中會出現擺動。採用背管方式運送鋼管，運載物與車輛重心重合，有助於增加車輛的穩定性,但是，背管需要增加自動裝卸裝置，同時，需要對起吊機構進行合理改進，以適應對口、焊接作業需要。

5) 通常吊管機平衡配重由操作人員進行控制，如果配重能夠與起吊裝置聯鎖互動，並精確控制，則有助於提高吊管機側面穩定性和安全性。

6) 從工作裝置的布置形式和靈活性以及多功能化要求來看，吊管機的操作平台應能夠進行旋轉，以適應運管、補管和對口作業的需要。可旋轉轉盤式底盤，能夠根據作業需要，改變車輛重心,使操作人員視野增加，具有更大的適應性和靈活性。

7) 三腳支架型履帶車輛底盤，可以方便對張緊輪和整機重心進行調整,履帶與驅動輪包角增大，阻力減小，受力得到改善，使用壽命增強。由於重心整體稍前移,爬坡能力得到改善。但是，為安裝拖輪，底盤支架整體重心有所增高，側向穩定性相對減弱。