錢旭強 盧玉春 王兆榮 杜 渝

上海振華重工（集團）股份有限公司 上海 200125

0 引言

跨運車作為一種最常見的起重搬運設(shè)備，經(jīng)常應(yīng)用于港口、碼頭及物流堆場等，用來完成標準集裝箱貨柜的跨運搬場或堆垛，其特點為跨運距離長，機動性高、吊物單一，其他應(yīng)用場景較少。若此類集裝箱跨運車用于搬運非標吊載物時，常常還需要根據(jù)貨物特點進行專業(yè)改造或定制。起重機大車機構(gòu)設(shè)計形式、整體質(zhì)量、結(jié)構(gòu)外形和重心分置等各不相同，產(chǎn)品制造及轉(zhuǎn)運時又缺少相關(guān)特種跨運裝備。本文設(shè)計的起重機大車機構(gòu)跨運車是一種更專業(yè)、更高效、更安全的非標起重跨運裝備，適合長距離、復(fù)雜路況、非標物品的轉(zhuǎn)運搬場，及滿足不同類型起重機大車機構(gòu)的整體搬運。

1 功能和用途

鑒于與常規(guī)集裝箱跨運車整機設(shè)計、應(yīng)用場景及性能狀況不同，考慮起重機大車機構(gòu)的設(shè)計特點和轉(zhuǎn)運需求，亟待開發(fā)研究一種兼顧適合一機多用，具備起重、轉(zhuǎn)運等多種使用工況，同時具有吊卸、帶載行走、高效機動等特點，又無需其他設(shè)備輔助情況下能獨立完成物料整體轉(zhuǎn)運的專業(yè)化跨運車裝備。該裝備的設(shè)計與使用，除集裝箱跨運車具有的常規(guī)基礎(chǔ)功能外，還可實現(xiàn)以下主要特殊功能：

1）適應(yīng)不同種類形式的起重機大車機構(gòu)轉(zhuǎn)場搬運，能柔性拓展及滿足其他多樣化物料轉(zhuǎn)運需求，適用范圍廣；

2）根據(jù)不同吊物種類，可快速調(diào)整吊載高度，吊具吊點切換、吊裝綁扎，不影響產(chǎn)品構(gòu)件本身，拆裝便捷，設(shè)備具有通用性；

3）吊具滿足偏載自調(diào)整、防溜鉤及自動鎖緊功能；

4）具有吊運物品防搖設(shè)計和實現(xiàn)快速綁扎功能；

5）設(shè)備行走機構(gòu)可實時自適應(yīng)路面狀況，實現(xiàn)自平衡、偏載調(diào)整功能。

2 技術(shù)難點

針對起重機大車機構(gòu)跨運車設(shè)計形式受制于主要吊載物（起重機大車機構(gòu)）規(guī)格尺寸、結(jié)構(gòu)形式等不同的影響，起重機大車機構(gòu)跨運車設(shè)計時的主要技術(shù)難點和安全風險包括以下幾點：

1）大車機構(gòu)多樣性 吊裝物不僅結(jié)構(gòu)形式多樣，其外形尺寸、吊點距離、質(zhì)量等也都各不相同，故吊梁設(shè)計要確保最大程度的可利用性；并要考慮從多個設(shè)計層面確保跨運裝備的通用性、柔性化、實用性和安全性；以及如何確保吊梁上起升系固繩索的受力均衡，不出現(xiàn)偏載受力變化大的情況。

2）道路復(fù)雜、距離長 起重機大車機構(gòu)跨運車機動性強，應(yīng)用場地多，不僅需要考慮設(shè)備運行時受道路寬度、不可移障礙物等的影響下，設(shè)計滿足使用要求的最小轉(zhuǎn)彎半徑，還要考慮地面不平或起伏時，跨運車行走爬坡角度，及車輪防打滑和走輪如何自適應(yīng)調(diào)整等問題，確保輪壓受控及整機運行的穩(wěn)定。

3）安全風險高 GB/T 15622—2005《液壓缸試驗方法》和JB/T 10205—2010《液壓缸》驗收標準雖然允許液壓缸存在一定范圍的內(nèi)泄，但還應(yīng)考慮到跨運途中，若起升液壓缸發(fā)生串油內(nèi)泄，如何避免吊裝發(fā)生溜鉤，防范墜落事故發(fā)生；另外，吊物跨運時還要考慮如何確保有效防止或減少吊載物前后、左右晃動。

此外，跨運車還應(yīng)具備其他實用性和安全保障功能的設(shè)計，如輪胎選用、安全報警、故障應(yīng)急等，可最大程度降低司機和起重人員的作業(yè)強度，提高操作便利性和安全性。

圖1為一種高效、機動、帶載轉(zhuǎn)運的非標起重機大車機構(gòu)跨運車，結(jié)合上述設(shè)計技術(shù)難點和安全風險，主要著眼于以下幾個方面進行細化設(shè)計。

圖1 起重機大車機構(gòu)跨運車裝備典型設(shè)計

2.1 通用性、柔性化性設(shè)計

為滿足新型大車機構(gòu)跨運車適應(yīng)不同使用場合的要求，設(shè)計時要充分考慮其通用性和柔性化，并可實現(xiàn)一機多用。設(shè)計初期不論從主體結(jié)構(gòu)形式、尺寸參數(shù)，還是功能預(yù)設(shè)、細節(jié)設(shè)計等方面都應(yīng)全盤考慮周全。

1）吊具系統(tǒng) 為充分考慮吊梁使用的通用性和柔性化及擴大應(yīng)用場景，避免吊具無法適應(yīng)多種不同吊裝物的搬運狀況，吊具在橫縱方向需設(shè)計多檔吊耳及吊裝孔，以滿足不同吊距、吊寬的物體吊掛鉤。

2）門架結(jié)構(gòu) 考慮到設(shè)備應(yīng)用時吊載物件的高度尺寸變化，提前為后續(xù)吊運超高物件預(yù)留空間，門架結(jié)構(gòu)設(shè)計時采用側(cè)片分段法蘭對接形式，可以定制門架支腿高度，方便設(shè)備以后加高改造。

3）減少輪壓 為有效降低設(shè)備運行時對轉(zhuǎn)運場地承載能力的限制要求，跨運車采用了單點雙輪組合共8輪的設(shè)計形式，可有效減少整機負載對地輪壓影響。

4）自平衡系統(tǒng) 考慮到轉(zhuǎn)運道路不平整且途徑斜坡路面，設(shè)備負載行駛時，其配備的傾轉(zhuǎn)傳感器和大車平衡調(diào)整梁能及時反饋整機平衡狀況，可實時自適應(yīng)路面狀況，滿足即使道路不平整或坑洼時，始終確保有3組車輪著地的狀態(tài)，實現(xiàn)自平衡、偏載調(diào)整和保持整體行走平穩(wěn)的功能。

5）防打滑系統(tǒng) 驅(qū)動車輪能適應(yīng)路況適時分配動力，滿足整機運行動力輸出要求。

2.2 實用性設(shè)計

非標跨運車設(shè)計其中一項重要原則就是裝備應(yīng)滿足實用性及適用廣的要求。為實現(xiàn)上述功能，該裝備設(shè)計時具備多項實用功能。

1）行走系統(tǒng) 設(shè)備行走系統(tǒng)采用同側(cè)雙驅(qū)動方式，行走具備多檔調(diào)速功能，行走轉(zhuǎn)向半徑小的特點。

2）聯(lián)動功能 為提高操作人員現(xiàn)場掛鉤、鎖銷等動作的便利性，降低作業(yè)強度，其門架結(jié)構(gòu)登機側(cè)平臺處布置了一套升降、鎖銷三聯(lián)動快捷操作按鈕。

3）駕駛控制 本裝備采用內(nèi)燃機為源動力，滿足重載行駛、重載爬坡等使用要求，為方便司機輕松、高效駕駛跨運車，駕駛控制系統(tǒng)采用室內(nèi)駕駛室與無線遙控的組合駕駛模式。

4）該多功能跨運車還可預(yù)設(shè)其他實用功能，如安全報警系統(tǒng)、全景視頻系統(tǒng)等。

2.3 工藝性、安全性設(shè)計

跨運車設(shè)計時充分考慮人性化的工藝設(shè)計理念，不論是起重作業(yè)，還是操作與維修。設(shè)計了折疊平臺、綁扎系固、故障應(yīng)急裝置等。折疊掛鉤平臺設(shè)計考慮到起重人員操作安全和便捷，可方便起重作業(yè)人員的拆掛鉤動作。

為有效提高跨運車車輪的安全性，防范設(shè)備運行過程中突然爆胎導(dǎo)致不可控安全事故的發(fā)生，充分考慮減少整機重載時對地輪壓控制，行走車輪采用了雙組8輪的設(shè)計形式；為提高車輪的安全性和使用壽命，摒棄配置常規(guī)空氣胎形式，而采用聚氨酯填充實心胎的配置方式。

跨運車提升方式采用液壓缸+繩索+吊梁的組合形式，為充分考慮其使用安全性，避免溜鉤及吊運過程中產(chǎn)生晃動的現(xiàn)象，有效防范安全事故，分別設(shè)計了兩套安全保護裝置：自動鎖銷裝置和防搖裝置。兩套安全裝置可確保工件在沿X軸、Y軸、Z軸和轉(zhuǎn)動8個方向自由度上對工件產(chǎn)生約束而不發(fā)生位移。

1）自動鎖銷裝置 由液壓推桿裝置、錐形鎖銷和固定裝置等組成，設(shè)置在吊梁兩側(cè)端部，其作用是防止吊梁左右、前后晃動及溜鉤。每次吊梁提升至運輸高度后，根據(jù)吊梁上鎖銷對位標記，點動調(diào)整提升液壓缸行程確保鎖銷與銷孔對中后，完成自動插銷鎖固動作。

圖2 自動鎖銷裝置

2）防搖裝置 設(shè)置在吊梁中部和門架側(cè)面，采用4組同步液壓缸調(diào)整頂升，可確保吊運時對吊裝物（即大車行走機構(gòu)）施加上下、左右約束力，形成有效防搖保障，確保吊物平衡不晃動。

3 跨運車實用性對比

起重機大車機構(gòu)跨運車對比常規(guī)集裝箱跨運車，不僅設(shè)計新穎、機動高效，且組合功能多、可靠、實用。與常規(guī)集裝箱跨運車的設(shè)計實用性對比如表1所示。

表1 起重機大車機構(gòu)跨運車設(shè)計實用性對比

4 結(jié)語

本文通過理論聯(lián)系實踐，介紹了起重機大車機構(gòu)跨運車裝備的設(shè)計理念、原理和研發(fā)技術(shù)難點等，通過對跨運車研發(fā)目的、用途，及設(shè)計特殊功能的深入研究，結(jié)合實際產(chǎn)品應(yīng)用需求，實現(xiàn)了技術(shù)成果轉(zhuǎn)化，設(shè)計出一種新型大車行走整體跨運車，從根本上解決了特殊產(chǎn)品構(gòu)件和特種設(shè)備的適配應(yīng)用，解決了起重機大車機構(gòu)產(chǎn)品制造及整體轉(zhuǎn)運過程中的技術(shù)難點和轉(zhuǎn)運風險，助推實現(xiàn)方便、安全和高效的生產(chǎn)模式。