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        新型葫蘆小車式集裝箱門機(jī)設(shè)計(jì)

        2018-02-02 15:03:03董富祥
        中國新技術(shù)新產(chǎn)品 2018年2期
        關(guān)鍵詞:電動葫蘆低成本

        董富祥

        摘 要:近幾年來,隨著一帶一路的深入開展,我國的港口建設(shè)和鐵路貨場建設(shè)不斷加快,一些內(nèi)河港堆場和中小型鐵路貨場需要一種投資較小、功能齊全、高效可靠的集裝箱門機(jī)。為此,一種新型的集裝箱門機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。其最大的特點(diǎn):以電動葫蘆為起升機(jī)構(gòu),門機(jī)自身重量較輕,用PLC控制4臺電動葫蘆的同步性,效率高,功能適用性強(qiáng),安全可靠,購置、維護(hù)及運(yùn)行成本低。

        關(guān)鍵詞:集裝箱門機(jī);電動葫蘆;低成本;PLC控制器

        中圖分類號:U169 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

        1 新型葫蘆小車式集裝箱門機(jī)的整體設(shè)計(jì)

        該型門機(jī)的主要技術(shù)參數(shù):整機(jī)工作級別為A6,吊具下額定起重量為35t,起升高度為集裝箱堆三過四,跨度為18m~30m,起升速度為10m/min。能夠滿足20ft、40ft國際標(biāo)準(zhǔn)箱的裝卸、轉(zhuǎn)運(yùn)及堆放作業(yè)的要求。該型門機(jī)的整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

        (1)門架結(jié)構(gòu)。門架是起重機(jī)最主要的承重構(gòu)件,采用模塊化設(shè)計(jì),主要由主梁、支腿、上橫梁和下橫梁組成。主梁截面結(jié)構(gòu)主要是由上下翼緣板、腹板組成,且下翼緣板厚度比上翼緣板要厚,下翼緣板作為小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的軌道使用。

        (2)小車總成。小車總成是由起升機(jī)構(gòu)、運(yùn)行機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和小車架組成。起升機(jī)構(gòu)由4只側(cè)裝座式電動葫蘆(歐式葫蘆)組成,結(jié)構(gòu)簡單,自重量更輕。整臺小車采用懸掛結(jié)構(gòu)形式,小車分成上下架結(jié)構(gòu),下架通過回轉(zhuǎn)支承與上架相連,下架可在360°內(nèi)自由回轉(zhuǎn),實(shí)現(xiàn)集裝箱的堆放回轉(zhuǎn)要求。

        (3)吊具:20ft、40ft簡易集裝箱吊具各一套。同時,配置一只35t的吊鉤橫梁,門機(jī)不吊運(yùn)集裝箱時,卸下吊具更換掛上35t吊鉤橫梁,即可吊運(yùn)線材、卷板等件雜貨,實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用。

        (4)大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)。由4只臺車組組成,采用1/2驅(qū)動。

        2 新型葫蘆小車式集裝箱門機(jī)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

        (1)主梁:該主梁型式與常規(guī)的不同,主梁下翼緣板懸出部分作為小車運(yùn)行軌道使用,所以設(shè)計(jì)時在主梁彎曲垂直向和水平向的組合應(yīng)力的基礎(chǔ)上,須同時考慮由小車輪壓產(chǎn)生的下翼緣板局部彎曲應(yīng)力,組合應(yīng)力和下翼緣板局部彎曲應(yīng)力進(jìn)行復(fù)合計(jì)算得出的復(fù)合應(yīng)力須滿足應(yīng)力控制范圍。

        (2)電動葫蘆:由于4只電動葫蘆從門架平面上看,鋼絲繩布置成上寬下窄的倒梯形;從支腿平面上看,鋼絲繩布置成上窄下寬的梯形。如此起到集裝箱吊具防搖的作用。電動葫蘆采用16t歐式葫蘆(M6級)。

        (3)小車運(yùn)行機(jī)構(gòu):采用懸掛驅(qū)動型式,車輪采用全驅(qū)動型式,運(yùn)行平穩(wěn),安全可靠。

        (4)大車運(yùn)行機(jī)構(gòu):露天使用在設(shè)計(jì)門架及大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)時,須考慮風(fēng)載荷作用的影響。夾軌器的夾緊力計(jì)算應(yīng)以非正常狀態(tài)風(fēng)壓進(jìn)行計(jì)算。錨定器應(yīng)以當(dāng)?shù)貧v史記錄臺風(fēng)風(fēng)壓進(jìn)行計(jì)算,確保門機(jī)在惡劣的臺風(fēng)天氣中不會傾覆,不會移位。

        (5)電氣控制系統(tǒng):該機(jī)對吊具的自動調(diào)節(jié)功能較高,所有機(jī)構(gòu)均能實(shí)現(xiàn)變頻控制。對4只電動葫蘆的的同步性采用起升電機(jī)絕對值編碼器控制,同時起升電機(jī)具有增量編碼器閉環(huán)控制。實(shí)現(xiàn)起升機(jī)構(gòu)安全可靠且同步性好。所有機(jī)構(gòu)均采用PLC控制,實(shí)現(xiàn)滿載時額定速度(速度較慢),空載時快速多檔調(diào)節(jié)。同時門機(jī)安裝有安全監(jiān)控系統(tǒng)、視頻系統(tǒng),使用、維護(hù)、維修簡單方便。

        (6)整機(jī)部分:對整機(jī)需進(jìn)行(強(qiáng)臺風(fēng)來臨時)抗傾覆力計(jì)算,即整機(jī)失穩(wěn)計(jì)算。

        3 主梁設(shè)計(jì)計(jì)算

        以35t-30m門機(jī)為例,對主梁進(jìn)行強(qiáng)度、靜剛度計(jì)算。

        (1)主梁截面特性:

        結(jié)語

        該型門機(jī)創(chuàng)新運(yùn)用電動葫蘆作為起升機(jī)構(gòu),并采用懸掛于主梁下翼緣板的小車,使得小車結(jié)構(gòu)簡化。主梁采用厚下翼緣板箱型梁結(jié)構(gòu),特別適合自動焊接流水線上制作,制作自動化程度高,人工成本低。集裝箱吊具和吊鉤可以互換通用,功能適用性強(qiáng),滿足內(nèi)河港堆場及中小型貨場吊運(yùn)的需要。整機(jī)自重大幅下降,節(jié)能降耗明顯,節(jié)約投資成本。由此可見,該型集裝箱門機(jī)的設(shè)計(jì)開發(fā)具有十分積極的現(xiàn)實(shí)意義。

        參考文獻(xiàn)

        [1]宮本智.葫蘆式起重機(jī)[M].天津:天津科學(xué)技術(shù)出版社,2009:312-322.

        [2]車德慧,張尚尉,楊廣金.一種輕量化多功能集裝箱門式起重機(jī):CN205740074U[P].2016-11-30.

        [3] GB/T3811-2008,起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

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