新型岸边集装箱起重机托架小车缠绕系统

范东风

上海振华重工（集团）股份有限公司 上海 200125

0 引言

随着岸边集装箱起重机（以下简称岸桥）的大型化，岸桥的前后伸距越来越大，使得大梁上的起升缠绕系统钢丝绳和小车缠绕系统（牵引式小车运行系统有该系统，自行式小车机构无该系统）牵引钢丝绳悬垂长度加长，钢丝绳的下挠度也随之增大。在主小车运行过程中钢丝绳弹跳较大，影响起吊物品的平稳运行，增加了起吊物品的摇摆。因此，在大伸距的岸桥上需配置托架小车，且一般配置2台托架小车，分别位于主小车总成的海侧和陆侧，通过在海、陆侧托架小车上布置一定高度的托辊有效托起钢丝绳，减少钢丝绳的悬垂长度，从而削弱因钢丝绳的弹跳对吊具的影响，确保岸桥作业平稳顺利。

在岸桥发展过程中，不同时期出现过几种不同岸桥托架小车缠绕系统形式，为了提升产品设计质量、降本增效及后期维护简便，本文在分析对比几种常用岸桥托架小车缠绕形式的基础上，提出一种新型岸桥托架小车缠绕系统。

1 现有几种岸桥托架小车缠绕系统缠绕形式

1.1 常规岸桥托架小车缠绕系统缠绕形式

常规岸桥托架小车缠绕系统缠绕形式是目前岸桥最常用的缠绕形式，面海左右侧即小车运行方向左右侧两侧钢丝绳独立缠绕，如图1所示。该缠绕方式在小车机构上设置托绳架装置即结点D，使中间牵引钢丝绳7在小车机构上保持完整性不断开，减少断绳点。

图1 常规托架小车缠绕系统缠绕形式

常规岸桥托架小车缠绕系统缠绕形式存在的不足：

1)结点多 整个缠绕系统有12处结点，且有8处钢丝绳是断点，需使用楔形接头和钢丝绳绳夹进行固定处理。申购的整根钢丝绳需根据具体每处长度进行断开分别缠绕。

2)缠绕和换绳复杂 由于结点较多，需断绳、分开缠绕和固定，费事费力。

3)调节钢丝绳松紧不方便 调节钢丝绳松紧状态可通过大梁尾部张紧液压缸进行调节头尾张紧钢丝绳松紧，而调节中间牵引钢丝绳松紧状态只能通过调节铰点处联系横梁下结点C处螺旋扣，此处没有平台不方便调节，只能把主小车运行至铰点处，调节人员站在主小车上进行操作。

4)维护费事费力 在平时维护检测钢丝绳固定结点处夹紧情况时，由于结点较多，需在岸桥上来回跑动，费事费力。

1.2 3根整绳岸桥托架小车缠绕系统缠绕形式

图2所示的3根整绳缠绕形式实现了3根钢丝绳整根不断绳缠绕，分别为头尾张紧钢丝绳面海左右侧一整根、陆侧牵引钢丝绳面海左右侧一整根和海侧牵引钢丝绳一整根。

图2 3根整绳岸桥托架小车缠绕系统缠绕形式

头尾张紧钢丝绳通过在海侧托架小车上布置1组平放式滑轮组9来实现头尾张紧一整根钢丝绳缠绕。陆侧中间牵引钢丝绳和海侧中间牵引钢丝绳分别缠绕，陆侧中间牵引钢丝绳通过设置在小车机构陆侧横梁上的换向滑轮组以实现面海左右两侧一整根钢丝绳缠绕。海侧中间牵引钢丝绳通过设置在小车机构海侧横梁上的换向滑轮组来实现海侧面海左右两侧一整根钢丝绳缠绕。

该3根整绳岸桥托架小车缠绕系统缠绕形式一定程度上减少了缠绕系统结点，减少了断绳、缠绕、维护和换绳方便等优点。但也存在不足：

1）换向滑轮采用钢滑轮，滑轮直径也大，滑轮数量多，需要润滑维护地方多。

2）小车结构海陆侧联系横梁上布置平放式换向滑轮9，占用了大量的小车空间，在小车上行走不便，需增加大小车维修平台，使小车机构总长加大、增重，不利于小车机构轻量化设计，相应地也增大了岸桥大梁长度，增加了整机质量。

3）调节钢丝绳松紧不方便 钢丝绳松紧状态可通过大梁尾部张紧液压缸调节头尾张紧钢丝绳松紧，而调节中间牵引钢丝绳松紧状态只能通过调节铰点处联系横梁下结点C处螺旋扣，此处没有平台不方便调节，只能把主小车运行至铰点处，调节人员站在主小车上进行操作。

2 新型岸桥托架小车缠绕系统

为了提高岸桥托架小车缠绕系统自身钢丝绳穿绳效率、维护、更换绳效率，以及操作方便性，综合考虑常规岸桥托架小车缠绕系统缠绕形式和3根整绳岸桥托架小车缠绕系统缠绕形式优点，规避2种缠绕形式存在不足的地方，本文提出一种新型岸桥托架小车缠绕系统缠绕形式（见图3）。

图3 新型岸桥托架小车缠绕系统缠绕形式

新型岸桥托架小车缠绕系统缠绕形式通过减少缠绕系统结点，在铰点处联系横梁处设计新型换向滑轮组，实现海陆侧牵引钢丝绳面海左右一整根不断开；在海侧托架小车上布置新型滑轮滑轮组，实现头尾张紧钢丝绳面海左右一整根不断开，该新型岸桥托架小车缠绕系统缠绕形式实现了2根钢丝绳整根不需要断开。

2.1 新型托架小车缠绕系统钢丝绳及拉点开档

头部滑轮装置和尾部滑轮装置开档为3 000 mm，陆侧托架小车上滑轮装置开档为3 600 mm，海侧托架小车上滑轮装置开档为3 400 mm，在小车机构上对应的陆侧拉点开档为3 600 mm，海侧拉点开档为3 400 mm，而在铰点联系横梁处拉点有2种情况：

1)当陆侧托架小车在海侧极限位置没有越过铰点位置时，如图3所示，联系横梁下陆侧钢丝绳拉点开档为3 700 mm，联系横梁海侧处换向均衡滑轮组开档同样为3 700 mm。

2)如果陆侧托架小车在海侧极限位置超过大梁铰点位置时，考虑到滑轮处的钢丝绳偏角≤2.5°，联系横梁下陆侧钢丝绳拉点需向海侧加长，海、陆侧托架小车的牵引钢丝绳有交错，简称“交错拉”。如图4所示，陆侧拉点开档设置为3 700 mm，相应地考虑2根临近钢丝绳偏摆时钢丝绳不发生干涉，2根钢丝绳距离保持应在100 mm，海侧均衡滑轮开档为3 200 mm。

图4 新型岸桥托架小车缠绕系统交错拉缠绕形式

2.2 铰点处联系横梁处设置换向滑轮组

新型托架小车缠绕系统在铰点处联系横梁海侧面布置2组钢丝绳换向滑轮组，面海左右侧滑轮组中间设置夹绳板装置固定钢丝绳，实现海侧面海左右两侧的钢丝绳一整根不断开。

图5 前大梁铰点横梁处换向滑轮组装置

钢丝绳既要避免与托架小车缠绕系统其他钢丝绳以及小车缠绕系统钢丝绳干涉，又要考虑维护方便。因此，将换向滑轮组2个滑轮分开布置，把中间联系钢丝绳布置在联系横梁上部，有效避开其他钢丝绳布置空间，中间使用夹绳板装置固定钢丝绳防止松动。该布置方案可在联系横梁上部或大梁维修平台上维护滑轮和夹绳板装置，站在小车总成上可维护联系横梁下部的滑轮。为了减少维修平台长度，需把夹绳板装置布置在靠近前大梁主平台通道侧。

考虑此处钢丝绳由夹绳板夹住不动，为了减少滑轮润滑点，换向滑轮改变常规使用钢滑轮材质，采用含油尼龙材质制作，故减少了润滑点维护。

2.3 海测托架小车上设置换向滑轮组

面海左右两侧的头尾张紧钢丝绳实现一整根钢丝绳需在海侧托架小车上布置1组换向滑轮组，2对换向滑轮组之间的钢丝绳采用夹绳板装置固定，防止钢丝绳移动，如图6所示。

图6 海侧托架小车换向滑轮组装置

由于2对换向滑轮组之间的钢丝绳是下出绳，钢丝绳距离小车牵引钢丝绳较近，需要注意避免2组换向滑轮组之间的托架小车缠绕系统钢丝绳与海陆侧方向的小车牵引钢丝绳干涉。有2种解决方案可避免2根交错钢丝绳干涉。

方案1在换向滑轮组与夹绳板装置之间布置几组管夹，把从换向滑轮组下出绳的钢丝绳固定在托架小车架平面上，如图7所示。该方案优点：1）换向滑轮组上出绳点高，有利于平衡托架小车牵引滑轮产生的力矩；2）夹绳板装置固定螺栓副均在平台上方，安装维护螺栓副方便。

图7 海侧托架小车换向滑轮组装置（平台不下沉）

方案2将托架小车架中间平台下沉，整体降低换向滑轮组和夹绳板装置高度，如图8所示。该方案优点：

图8 海侧托架小车换向滑轮组装置（平台下沉）

1）增加托架小车缠绕钢丝绳至小车缠绕系统钢丝绳的净空，防止小车缠绕钢丝绳松垂下来与2对换向滑轮组之间托架小车缠绕钢丝绳间的干涉；

2）不需绳夹固定钢丝绳，钢丝绳的拉力直接传递到夹绳板装置，受力清晰明了；

3）托架小车中间平台下沉，平台上空间增大，可以把托主小车缠绕系统的钢丝绳的托辊布置在中间平台内侧，增加托架小车与主小车之间的距离，避免主小车与托架小车干涉；

4）托架小车中间平台下沉，材料利用量减少，在一定程度上减少了托架小车自重和生产成本。

相比较方案1虽可避免小车缠绕钢丝绳与托架小车缠绕钢丝绳干涉，但固定钢丝绳的管夹需承受钢丝绳的拉力，时间长了容易出问题。方案2同样有效地解决了2根钢丝绳的净空问题，且钢丝绳的拉力直接传递到夹绳板装置，受力清晰明了，此方案更合理，值得推广应用。

2.4 小车机构上设置海陆侧拉点

托架小车缠绕系统中间牵引钢丝绳与小车机构连接处使用4个拉板作为连接结点。穿过小车机构上部的钢丝绳不需断开，松散部分钢丝绳固定在小车机构平台上。

为了方便调节缠绕钢丝绳松紧状态，改变常规设计，把调节钢丝绳松紧的螺旋扣设置在铰点联系横梁拉点处，调节钢丝绳松紧的螺旋扣安装在小车机构上结点C处（见图3、图4），方便站在小车平台上维护。

3 结束语

新型岸桥托架小车缠绕系统通过减少断绳结点和采用新型换向滑轮组，有效减少了钢丝绳缠绕断绳数量、避免了在断绳处安装楔形接头和绳夹的工作，大幅提高穿绳和调整钢丝绳松紧的工作效率；该形式钢丝绳申购余量较常规岸桥托架小车缠绕系统缠绕形式缩减8 m左右，节约成本。后期售后维护、换绳工作也方便，有效减少维护和更换钢丝绳工作量，切实有效降低售后成本。

新型岸桥托架小车缠绕系统缠绕形式目前已在国内外岸桥项目上广泛推广应用。在生产总装阶段钢丝绳缠绕穿绳和调试取得了明显的效益，穿绳效率较常规缠绕形式大幅提高，钢丝绳调节和维护更加便利。