轨道式集装箱门式起重机的技术改进设计

2019-08-12朱河

科技与创新 2019年14期

关键词：堆场悬臂主梁

朱河

轨道式集装箱门式起重机的技术改进设计

朱河

（广西北部湾港防城港码头有限公司散杂货作业部，广西防城港 538001）

轨道式集装箱门式起重机为备受中国人喜欢的集装箱堆场机型，中国港口与铁路货场一般都使用此种机型。对轨道式集装箱门式起重机的技术特点进行分析，并且分析其技术改进情况。

轨道式集装箱门式起重机；技术改进；技术特点；技术创新

在海外仓储货运大规模开展的过程中，集装箱码头扩展及新建已经逐渐成为趋势。码头轨道集装箱具备高密度堆存性和拓展性，传统起重机在实现集装箱运输过程中无法满足需求，所以使用门式起重机，使堆场作业效率得到提高。在相应研究过程中，门式起重机使用更加灵活，堆场工艺方式合理且科学，能够使成本降低。所以，研究设计人员更加重视门式起重机作业效率的提高。

1 轨道式集装箱门式起重机技术的特点

轨道式集装箱门式起重机应用到中国铁路系统中的时间比较早，最开始是应用在内河小型集装箱码头中。目前起重机技术发展比较快，对比传统堆场方案，其主要优势为：①场地使用率比较高，跨中能够堆放8～15列集装箱和1个或者多个车道，但是传统堆场方案中只能够堆放6列集装箱和1个车道。②具有良好定位能力，还能够提供有效快速的集装箱存储及检索系统，便于实现自动化堆场。假如与自动搬运车或者移箱输送机相互结合工作，能够使作业效率得到提高。③将电力作为动力，降低噪声，实现无废气排放，具有良好环保性能。④各个机构运行速度比较高，以此提高作业效率。

2 轨道式集装箱门式起重机的技术创新

2.1 主梁预拱度曲线

轨道式集装箱门式起重机主结构为双悬臂双梁龙门架，构件能够使用箱形焊接方式连接。为了精准计算主梁跨中长度与悬臂预拱度，可以使用正弦曲线的方式。但是因为中国设计规范并不完善，缺乏悬臂以外的改进计算方法，提高了悬臂以外区段设计、计算的难度。根据国外先进设计经验，充分考虑实际情况，最终使用切线法计算外区预拱度，也就是设置门腿支撑点作为原点，悬臂的工作点和最外端分别设置为1和2，主梁在1中的上拱度，能够利用有限元方法实现计算，和抛物线、切线法等计算方法相互结合，以此整理得到在预拱度曲线为0≤≤1的时候，=（1/2）×12。在1≤≤2的时候，=（21/1）×－1，图1为计算主梁悬臂预拱度。

图1 计算主梁悬臂预拱度

2.2 预防小车啃轨的情况

轨道式集装箱门式起重机属于四轮全驱动，四个车轮都具备自身驱动装置，在双悬臂轨道式集装箱门式起重机小车轨距比较大的时候，偏轨主梁水平变形比较大，并且抗扭刚度不足的时候，小车就会出现啃轨和跑偏的情况。为了使车轮啃轨阻力得到降低，将无论缘车轮、双轮缘车轮及导向轮安装到轨道两端，或者设置马鞍架、主梁界面宽度，适当设置防坠落挡块，从而避免出现小车坠落、脱轨的情况。

2.3 吊臂优化

现代集装箱门式起重机在作业过程中会受吊臂摇摆的影响，所以在优化设计门式起重机过程中，研究专家重视吊臂减摇技术设计方面，利用降低摇摆，使运行过程中的安全性得到提高。利用系统分析表示，电动机驱动会对门式起重机造成影响，从而构成对钢丝绳的斜拉力，利用斜拉力的优化，使集装箱在作业过程中的摇摆得到缓解，并且提高快速精准码放频率。所以，在实现设计过程中，使用小车在运行过程中的平行位移及垂直平面摆角，使其设置成为广义坐标，之后根据拉格朗日方程创建方程式。对集装箱吊重来说，吊重越高，摆角就会越大。所以利用力学方程实现显性化的处理，通过方程对摇摆的情况，能够得到减摇绳、摇摆绳构成的斜拉角度和吊重质量参数，综合分析多种数据，能够得到吊重冲击力关联方程式，使吊重方式得到优化，从而使其能够平稳地运行。

2.4 起升机构

现代大部分的轨道式集装箱门式起重机都是使用集装箱吊具，起升机构使用四根钢丝绳。在设计起升机构的过程中，要对吊具同步升降问题进行充分考虑。为了使吊具能够同步升降，大部分机型使用一套驱动机使一个四联卷筒进行驱动。或者使用一个双出轴电机实现两个减速机进行驱动，其中每个减速机对一个双联卷筒进行驱动。还可以使用两套独立驱动机构，卷筒改成更实用的双联卷筒，从而实现同步升降，使两个高速轴利用联轴器相互连接。

在货场和码头中广泛使用四联卷筒起升机构，利用钢丝绳缠绕系统的合理设置，能够同步升降起升机构，还能防摇。

2.5 行走机构

行走机构也会出现啃轨的情况，因为吊车轨面在工作中的不同动载、静载的作用，或者在雨季地承载力改变，导致轨道路基出现沉降的情况，轨面的弯曲比较大。为了使行走机构的问题得到解决，可以调整车轮垂直偏斜，在空载过程中使两个车轮边向外偏斜，在起升载荷不断增加的过程中，车轮就会趋向于垂直受力。更换不一致的车轮直径，调整有锥度的车轮安装方法，改变成为锥顶向前外侧。根据轨道安装需求对轨道进行检修和调整，及时清理轨道中的杂物。

另外，在轨道式集装箱门式起重机中，还要求使用完善的机械安全保护及维护装置，比如夹轮器、顶轨器、防爬装置、夹轨器、大小车锚定装置、防风拉锁装置等，以此有效保证起重机维修保养及安全保护。