朱河

軌道式集裝箱門(mén)式起重機(jī)的技術(shù)改進(jìn)設(shè)計(jì)

朱河

（廣西北部灣港防城港碼頭有限公司散雜貨作業(yè)部，廣西 防城港 538001）

軌道式集裝箱門(mén)式起重機(jī)為備受中國(guó)人喜歡的集裝箱堆場(chǎng)機(jī)型，中國(guó)港口與鐵路貨場(chǎng)一般都使用此種機(jī)型。對(duì)軌道式集裝箱門(mén)式起重機(jī)的技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行分析，并且分析其技術(shù)改進(jìn)情況。

軌道式集裝箱門(mén)式起重機(jī)；技術(shù)改進(jìn)；技術(shù)特點(diǎn)；技術(shù)創(chuàng)新

在海外倉(cāng)儲(chǔ)貨運(yùn)大規(guī)模開(kāi)展的過(guò)程中，集裝箱碼頭擴(kuò)展及新建已經(jīng)逐漸成為趨勢(shì)。碼頭軌道集裝箱具備高密度堆存性和拓展性，傳統(tǒng)起重機(jī)在實(shí)現(xiàn)集裝箱運(yùn)輸過(guò)程中無(wú)法滿足需求，所以使用門(mén)式起重機(jī)，使堆場(chǎng)作業(yè)效率得到提高。在相應(yīng)研究過(guò)程中，門(mén)式起重機(jī)使用更加靈活，堆場(chǎng)工藝方式合理且科學(xué)，能夠使成本降低。所以，研究設(shè)計(jì)人員更加重視門(mén)式起重機(jī)作業(yè)效率的提高。

1 軌道式集裝箱門(mén)式起重機(jī)技術(shù)的特點(diǎn)

軌道式集裝箱門(mén)式起重機(jī)應(yīng)用到中國(guó)鐵路系統(tǒng)中的時(shí)間比較早，最開(kāi)始是應(yīng)用在內(nèi)河小型集裝箱碼頭中。目前起重機(jī)技術(shù)發(fā)展比較快，對(duì)比傳統(tǒng)堆場(chǎng)方案，其主要優(yōu)勢(shì)為：①場(chǎng)地使用率比較高，跨中能夠堆放8～15列集裝箱和1個(gè)或者多個(gè)車道，但是傳統(tǒng)堆場(chǎng)方案中只能夠堆放6列集裝箱和1個(gè)車道。②具有良好定位能力，還能夠提供有效快速的集裝箱存儲(chǔ)及檢索系統(tǒng)，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化堆場(chǎng)。假如與自動(dòng)搬運(yùn)車或者移箱輸送機(jī)相互結(jié)合工作，能夠使作業(yè)效率得到提高。③將電力作為動(dòng)力，降低噪聲，實(shí)現(xiàn)無(wú)廢氣排放，具有良好環(huán)保性能。④各個(gè)機(jī)構(gòu)運(yùn)行速度比較高，以此提高作業(yè)效率。

2 軌道式集裝箱門(mén)式起重機(jī)的技術(shù)創(chuàng)新

2.1 主梁預(yù)拱度曲線

軌道式集裝箱門(mén)式起重機(jī)主結(jié)構(gòu)為雙懸臂雙梁龍門(mén)架，構(gòu)件能夠使用箱形焊接方式連接。為了精準(zhǔn)計(jì)算主梁跨中長(zhǎng)度與懸臂預(yù)拱度，可以使用正弦曲線的方式。但是因?yàn)橹袊?guó)設(shè)計(jì)規(guī)范并不完善，缺乏懸臂以外的改進(jìn)計(jì)算方法，提高了懸臂以外區(qū)段設(shè)計(jì)、計(jì)算的難度。根據(jù)國(guó)外先進(jìn)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，充分考慮實(shí)際情況，最終使用切線法計(jì)算外區(qū)預(yù)拱度，也就是設(shè)置門(mén)腿支撐點(diǎn)作為原點(diǎn)，懸臂的工作點(diǎn)和最外端分別設(shè)置為1和2，主梁在1中的上拱度，能夠利用有限元方法實(shí)現(xiàn)計(jì)算，和拋物線、切線法等計(jì)算方法相互結(jié)合，以此整理得到在預(yù)拱度曲線為0≤≤1的時(shí)候，=（1/2）×12。在1≤≤2的時(shí)候，=（21/1）×－1，圖1為計(jì)算主梁懸臂預(yù)拱度。

圖1 計(jì)算主梁懸臂預(yù)拱度

2.2 預(yù)防小車啃軌的情況

軌道式集裝箱門(mén)式起重機(jī)屬于四輪全驅(qū)動(dòng)，四個(gè)車輪都具備自身驅(qū)動(dòng)裝置，在雙懸臂軌道式集裝箱門(mén)式起重機(jī)小車軌距比較大的時(shí)候，偏軌主梁水平變形比較大，并且抗扭剛度不足的時(shí)候，小車就會(huì)出現(xiàn)啃軌和跑偏的情況。為了使車輪啃軌阻力得到降低，將無(wú)論緣車輪、雙輪緣車輪及導(dǎo)向輪安裝到軌道兩端，或者設(shè)置馬鞍架、主梁界面寬度，適當(dāng)設(shè)置防墜落擋塊，從而避免出現(xiàn)小車墜落、脫軌的情況。

2.3 吊臂優(yōu)化

現(xiàn)代集裝箱門(mén)式起重機(jī)在作業(yè)過(guò)程中會(huì)受吊臂搖擺的影響，所以在優(yōu)化設(shè)計(jì)門(mén)式起重機(jī)過(guò)程中，研究專家重視吊臂減搖技術(shù)設(shè)計(jì)方面，利用降低搖擺，使運(yùn)行過(guò)程中的安全性得到提高。利用系統(tǒng)分析表示，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)會(huì)對(duì)門(mén)式起重機(jī)造成影響，從而構(gòu)成對(duì)鋼絲繩的斜拉力，利用斜拉力的優(yōu)化，使集裝箱在作業(yè)過(guò)程中的搖擺得到緩解，并且提高快速精準(zhǔn)碼放頻率。所以，在實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)過(guò)程中，使用小車在運(yùn)行過(guò)程中的平行位移及垂直平面擺角，使其設(shè)置成為廣義坐標(biāo)，之后根據(jù)拉格朗日方程創(chuàng)建方程式。對(duì)集裝箱吊重來(lái)說(shuō)，吊重越高，擺角就會(huì)越大。所以利用力學(xué)方程實(shí)現(xiàn)顯性化的處理，通過(guò)方程對(duì)搖擺的情況，能夠得到減搖繩、搖擺繩構(gòu)成的斜拉角度和吊重質(zhì)量參數(shù)，綜合分析多種數(shù)據(jù)，能夠得到吊重沖擊力關(guān)聯(lián)方程式，使吊重方式得到優(yōu)化，從而使其能夠平穩(wěn)地運(yùn)行。

2.4 起升機(jī)構(gòu)

現(xiàn)代大部分的軌道式集裝箱門(mén)式起重機(jī)都是使用集裝箱吊具，起升機(jī)構(gòu)使用四根鋼絲繩。在設(shè)計(jì)起升機(jī)構(gòu)的過(guò)程中，要對(duì)吊具同步升降問(wèn)題進(jìn)行充分考慮。為了使吊具能夠同步升降，大部分機(jī)型使用一套驅(qū)動(dòng)機(jī)使一個(gè)四聯(lián)卷筒進(jìn)行驅(qū)動(dòng)?；蛘呤褂靡粋€(gè)雙出軸電機(jī)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)減速機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，其中每個(gè)減速機(jī)對(duì)一個(gè)雙聯(lián)卷筒進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。還可以使用兩套獨(dú)立驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，卷筒改成更實(shí)用的雙聯(lián)卷筒，從而實(shí)現(xiàn)同步升降，使兩個(gè)高速軸利用聯(lián)軸器相互連接。

在貨場(chǎng)和碼頭中廣泛使用四聯(lián)卷筒起升機(jī)構(gòu)，利用鋼絲繩纏繞系統(tǒng)的合理設(shè)置，能夠同步升降起升機(jī)構(gòu)，還能防搖。

2.5 行走機(jī)構(gòu)

行走機(jī)構(gòu)也會(huì)出現(xiàn)啃軌的情況，因?yàn)榈踯囓壝嬖诠ぷ髦械牟煌瑒?dòng)載、靜載的作用，或者在雨季地承載力改變，導(dǎo)致軌道路基出現(xiàn)沉降的情況，軌面的彎曲比較大。為了使行走機(jī)構(gòu)的問(wèn)題得到解決，可以調(diào)整車輪垂直偏斜，在空載過(guò)程中使兩個(gè)車輪邊向外偏斜，在起升載荷不斷增加的過(guò)程中，車輪就會(huì)趨向于垂直受力。更換不一致的車輪直徑，調(diào)整有錐度的車輪安裝方法，改變成為錐頂向前外側(cè)。根據(jù)軌道安裝需求對(duì)軌道進(jìn)行檢修和調(diào)整，及時(shí)清理軌道中的雜物。

另外，在軌道式集裝箱門(mén)式起重機(jī)中，還要求使用完善的機(jī)械安全保護(hù)及維護(hù)裝置，比如夾輪器、頂軌器、防爬裝置、夾軌器、大小車錨定裝置、防風(fēng)拉鎖裝置等，以此有效保證起重機(jī)維修保養(yǎng)及安全保護(hù)。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在現(xiàn)代碼頭集裝箱堆場(chǎng)作業(yè)中，使用不同類型門(mén)式起重機(jī)的作業(yè)效果也各有不同。軌道式集裝箱門(mén)式起重機(jī)在動(dòng)力使用、作業(yè)環(huán)境等方面都具備一定的優(yōu)勢(shì)，所以在設(shè)計(jì)過(guò)程中，利用控制系統(tǒng)及機(jī)構(gòu)的優(yōu)化，能夠?qū)⑵涮攸c(diǎn)充分發(fā)揮出來(lái)，以此使作業(yè)水平得到提高。

［1］馮淵敏.關(guān)于軌道式集裝箱門(mén)式起重機(jī)的探討［J］.中國(guó)機(jī)械，2015（7）：59-60.

［2］夏雯.軌道式集裝箱門(mén)式起重機(jī)技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用分析［J］.中國(guó)機(jī)械，2014（4）：83-84.

［3］張奕敏.軌道式集裝箱門(mén)式起重機(jī)技術(shù)特點(diǎn)及設(shè)計(jì)創(chuàng)新［J］.中國(guó)設(shè)備工程，2017（3）：105-106.

［4］丁敏，羅建平，張德文.軌道式集裝箱門(mén)式起重機(jī)能耗試驗(yàn)研究［J］.港口裝卸，2014（1）：8-10.

［5］蔡佳俊，張氫，張小龍.軌道式集裝箱門(mén)式起重機(jī)自動(dòng)裝卸箱的實(shí)現(xiàn)［J］.機(jī)電一體化，2015，21（9）：44-47.

U653.921

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10.15913/j.cnki.kjycx.2019.14.049

2095－6835（2019）14－0110－01

〔編輯：嚴(yán)麗琴〕