电动双箱吊具的端锁控制改造

2018-11-19计伟

中国设备工程 2018年20期

计伟

（天津东方海陆集装箱码头有限公司，天津 300456）

1 电动双箱吊具简介

本文提到的电动双箱吊具为2012年ZPMC生产的ESET01型双箱吊具，自重13.4吨，具备常用的液压双箱吊具的所以功能。其电控形式为CANOPEN两线制，吊具伸缩位置为20'、40'、45'、2-20'；转销机构采用机械连锁形式，端部转销驱动为双出杆式，中部转销机构为单出杆式，每台吊具端部各一套转销机构，中部有四套转销机构，用于起吊集装箱；吊具具有0～1600mm的双箱分离功能；电动双箱吊具具有两种工作状态，即单箱工作状态和双箱工作状态。单箱工作状态的操作与普通伸缩吊具完全相同，它通过变换伸缩梁长度以调整吊具20'、40'、45'来进行集装箱吊装作业；处于双箱工作状态时，为司机提供了多种灵活的操作方法，司机可以通过按钮对空载或吊装双20'集装箱的吊具进行自由平移，也可以在纵向箱距具有一定规律时使用可移动吊具的位置记忆功能。吊具伸缩各个位置及双箱记忆点是由东西两侧的两个绝对值编码器控制的。

单箱伸缩和双箱平移功能共用两套电机，对称安装在主梁内测，一台电机为2.2kW、一台电机为4kW，两台电机同时配备一台差动减速机，差动减速机有两个输出轴。两种工况需求的输出速度和扭矩都不相同，单箱伸缩时需要快速小扭矩，双箱平移时需要慢速大扭矩。单箱伸缩状态时，两侧中的2.2kW电机动作，通过差动减速机减速增扭后带动伸缩二级链条工作，再有伸缩二级链条带动二级减速机旋转将动力传到伸缩链条，伸缩链条与推杆链接，最后由推杆推动伸缩梁进行单箱伸缩动作，此时4kW电机处于制动状态，由一个输出轴输出动力，输出轴在此状态下速度较快，扭矩较小，平移二级链条保持不动；当切换到双箱移动状态时，4kW电机工作，通过差动减速机分别带动伸缩二级链条和平移二级链条，分别拖动推杆和下推杆做直线运动，推杆和下推杆带动伸缩梁和中间移动框架同时移动，保持伸缩梁和移动框架的间距不变，此时，2.2kW电机处于制动状态。

2 本电动双箱吊具的端锁控制改造

2.1 问题的发现

由于吊具的工况环境就是在不停的与集装箱碰撞、冲击，而且还要与船舱内的滑道等结构不断摩擦。吊具一直在周而复始的做开闭锁动作、导板上下动作、吊具伸缩动作、吊具单双箱动作等，而其中吊具的开闭锁动作是最常用的动作，因为每装卸一个集装箱就需要进行一次开闭锁动作，因此开闭锁机构也是吊具上故障率最高的一个故障点。抛开吊具本身故障的可能，外界影响开闭锁故障的因素也十分复杂，例如集装箱箱体变形、集装箱锁眼儿变形、集装箱锁眼儿有异物等等，当司机着箱后给开闭锁动作时，普通液压吊具转锁有一角或多角由于受到阻力大于转锁油缸开闭锁动作的扭矩就会没有动作，其他角锁头正常动作，此时吊具处在既有开锁又有闭锁状态，吊具就会报开闭锁联锁检测故障。当开闭锁联锁检测故障发生后，程序进行联锁，吊具不会再有其他动作。普通液压吊具的抢修办法就是一名抢修人员通知司机，对机车进行一些旁路操作，对卷扬进行一些微动操作（切记在不确定吊具全部锁头处在闭锁状态时，不要大范围的做起升动作，容易发生摔箱事故），目的就是让吊具转锁与变形集装箱的阻力减小，然后用小一字改锥捅开闭锁电磁阀体，这个操作相当于屏蔽外界电路逻辑，直接控制吊具开闭锁油缸，让其打到开锁或闭锁状态，当吊具转锁恢复一致后，吊具程序逻辑恢复正常，吊具动作也就恢复正常。（此种判断是处在吊具本身并无故障的前提下）。

图1

本文介绍的ZPMC电动双箱吊具的转锁采用悬挂支撑方式。球形支撑面作用在凹球面上，允许在一定范围内活动，既可以保证转锁在吊集装箱时承受的纯拉力，又能使转锁更容易插入集装箱箱眼儿中。吊具两端的箱梁内各有一套由电机驱动的转锁机构，转锁电机驱动减速箱，减速箱输出轴即是转锁连杆，转锁电机通过正反转控制转锁的开锁和闭锁动作，如图1所示。此吊具如果发生上面开闭锁联锁故障现象时，抢修就十分复杂了。需要三名电工，因为其中两人需要去吊具的两个端部，将端锁电机制动器手动打起来，另一名电工开启吊具的控制箱，用改锥捅控制端锁电机的接触器来控制锁头旋转，恢复锁头动作一致，解除吊具联锁故障。如果正吊着箱子坏在拖车上，那还需要至少两部叉车及两个司机和载人笼配合，因为端锁电机离地面距离大概3～4米，抢修人员无法上到吊具上面，处理起来十分复杂。如果是普通液压吊具，一名电工一台叉车及司机载人笼即可，电工上到吊具上捅开闭锁电磁阀体，将转锁变为一致即可。

2.2 问题的解决

本文提到的电动双箱端锁控制图如图2所示，KM1与KM2分别为左侧开、

图2

闭锁电机控制接触器，一个正转一个反转，通过连杆控制端锁的开与闭，KM3与KM4分别为右侧开、闭锁电机控制接触器；BGE为端锁电机制动器，K25与K26的11与14之间分别为左侧端部开、闭锁电机制动器打开控制继电器的常开触点，K27与K28的11与14之间分别为右侧端部开、闭锁电机制动器打开控制继电器的常开触点；结合图2、图3所示，端部开闭锁电机接触器线圈与其制动器控制继电器线圈并联，也就是说图3中左端部开锁电机接触器KM1线圈得电动作的同时，左端部制动器控制继电器K25的线圈也得电动作，图2中K25的常开点11与14之间接通，左侧端部开锁电机制动器打起，电机可以转动开锁；左端部闭锁电机接触器KM2线圈得电动作的同时，左端部制动器控制继电器K26的线圈也得电动作，图2中K26的常开点11与14之间接通，左侧端部闭锁电机制动器打起，电机可以转动闭锁，右端部开闭锁控制相同。

图3

本次端锁控制改造主要是更换了K25、K26、K27、K28四个继电器，如图4。

图4

图5

更换为4个带有手动强制功能的继电器。强制方法是图5箭头指示的开关向上扳起后，继电器的常开触点变成常闭触点，常闭触点变成常开触点。当再次发生开闭锁联锁故障同时需要对锁头进行一致化操作时，我们可以先手动强制这四个继电器，例如需要将吊具统一打到开锁状态，我们需要将左侧开锁制动器控制继电器K25与右侧开锁制动器控制继电器K27强制，此时图2中K25与K27的11与14点接通，然后用改锥捅左侧电机开锁接触器KM1与右侧电机开锁接触器KM3，当KM1与KM3接通的瞬间，K25与K27也瞬间得电，相当于吊具两端的电机制动器瞬间打起，吊具锁头全部变成开锁状态后将继电器恢复，故障解除。而且，这种改变不会有安全隐患发生，即便这四个继电器强制打起后忘了恢复，也不会发生制动器突然打起的现象，因为图2只有在给吊具开闭锁动作时，制动器BGE的输入电压2、3端子才有380V的电压，其他时候制动器根本没有输入电压。端锁电机接触器与电机制动器控制继电器同在一个吊具控制柜内，可以一人操作完成，与普通吊具维修基本一样。