軌道式集裝箱門式起重機(jī)技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用分析

摘 要：目前國(guó)內(nèi)外許多大型集裝箱碼頭堆場(chǎng)起重機(jī)的首選機(jī)型為軌道式集裝箱門式起重機(jī)，這種機(jī)型的起重機(jī)和傳統(tǒng)起重機(jī)相比，在作業(yè)效率、自動(dòng)化程度、場(chǎng)地利用、耗能及維修方面都具有很大的優(yōu)越性。本文主要以青島港軌道式集裝箱門式起重機(jī)為例來(lái)說(shuō)明RMG的技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：RMG；技術(shù)創(chuàng)新；應(yīng)用

RMG為軌道式集裝箱門式起重機(jī)的簡(jiǎn)稱，它主要應(yīng)用在大型港口及鐵路轉(zhuǎn)運(yùn)場(chǎng)的集裝箱搬運(yùn)、堆放和裝卸。

軌道式集裝箱門式起重機(jī)的結(jié)構(gòu)形式有很多種，最早的時(shí)候有桁架結(jié)構(gòu)，后來(lái)又出現(xiàn)了L型箱形單梁結(jié)構(gòu)和箱形雙梁結(jié)構(gòu)，目前應(yīng)用最多的是箱形雙梁結(jié)構(gòu)。箱形雙梁結(jié)構(gòu)的RMG可以分為雙懸臂、單懸臂和不帶懸臂三種類型，由于單懸臂從結(jié)構(gòu)受力的角度來(lái)說(shuō)不是很穩(wěn)定，所以一般不使用單懸臂類型。雙懸臂的RMG根據(jù)門腿所能通過(guò)的集裝箱長(zhǎng)度類別可以分為20ft級(jí)別和40ft級(jí)別。

1.青島港RMG簡(jiǎn)介

1.1.整機(jī)的技術(shù)特點(diǎn)

青島港前灣四期集裝箱碼頭的RMG為雙懸臂雙梁門式類型，其軌道吊的跨距為37m，吊具下的起重量可達(dá)到40.5t。RMG中間的堆場(chǎng)最多可以堆放12列的集裝箱，而且兩端懸臂的下方都有一個(gè)通車道。起重機(jī)可以順著地面軌道運(yùn)行，小車可以順著大梁的軌道行駛，起重機(jī)還能做升降、大車行走、小車運(yùn)行以及吊具伸縮回轉(zhuǎn)等運(yùn)動(dòng)，這些運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力來(lái)源都是電機(jī)驅(qū)動(dòng)，它們之間既可以聯(lián)合運(yùn)行又可以單獨(dú)運(yùn)行。

1.2.主要的技術(shù)性能參數(shù)

青島港RMG的主要技術(shù)參數(shù)在國(guó)際上處于領(lǐng)先地位，特別是它的起升速度、起升高度、大小車的運(yùn)行速度等均達(dá)到了國(guó)內(nèi)在用軌道式集裝箱門式起重機(jī)的最高水平。

2.RMG的技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用—以青島港RMG為例

2.1.主梁的預(yù)拱度曲線

該起重機(jī)的主結(jié)構(gòu)為雙懸臂雙梁龍門架，門腿和主梁等都是采用箱形焊接結(jié)構(gòu)形式。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候通過(guò)正弦曲線或者拋物線法可以方便的計(jì)算出主梁跨中長(zhǎng)度和有效懸臂長(zhǎng)度范圍的預(yù)拱度。但是由于現(xiàn)有的設(shè)計(jì)手冊(cè)或者設(shè)計(jì)規(guī)范當(dāng)中對(duì)于有效懸臂以外的區(qū)段的計(jì)算還沒有明確的規(guī)定，所以這部分區(qū)段的設(shè)計(jì)就給設(shè)計(jì)者帶來(lái)了一定的麻煩。

通過(guò)借鑒國(guó)外比較成熟的帶懸臂起重機(jī)的設(shè)計(jì)和制造經(jīng)驗(yàn)，并結(jié)合青島港前灣四期集裝箱碼頭的實(shí)際情況決定采用切線法來(lái)對(duì)有效懸臂以外區(qū)段的預(yù)拱度進(jìn)行計(jì)算。從圖1當(dāng)中我們可以看出，假設(shè)以門腿支撐點(diǎn)為計(jì)算懸臂預(yù)拱度的坐標(biāo)原點(diǎn)O，x1 為懸臂有效工作點(diǎn)，x2 為懸臂的最外端，通過(guò)有限元法進(jìn)行計(jì)算后得到了主梁在x1 點(diǎn)的上拱度為y1 ，那么結(jié)合切線法和拋物線法計(jì)算所得到的主梁懸臂部分的預(yù)拱度曲線公式為：

2.2.小車運(yùn)行防跑偏與啃軌技術(shù)

該起重機(jī)的小車運(yùn)行驅(qū)動(dòng)為四輪全驅(qū)動(dòng)，四個(gè)車輪各自配備有自己獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)裝置，如圖3所示。從圖3我們可以看出雙懸臂的軌道式集裝箱門式起重機(jī)的小車軌距S很大，B卻較小，再加上偏軌的主梁在受到外力時(shí)水平的變形非常大，這就很容易造成小車的跑偏啃軌現(xiàn)象。該起重機(jī)在小車軌道的兩端分別裝有導(dǎo)向輪，而行走輪一側(cè)采用雙輪緣車輪，一側(cè)采用無(wú)輪緣車輪，這種設(shè)計(jì)方式可以最大限度的減少車輪的啃軌阻力，而且車輪的雙輪緣設(shè)計(jì)以及小車架上的防墜落擋塊可以防止小車脫軌和墜落。

2.3.吊具減搖技術(shù)

目前集裝箱的吊具減搖方法很多，但是大部分減搖方法的減搖效果卻不是很好，所以減搖問(wèn)題一直是集裝箱起重機(jī)作業(yè)時(shí)的一個(gè)難題，它不僅會(huì)影響作業(yè)效率，有時(shí)甚至?xí)斐砂踩鹿实陌l(fā)生。四個(gè)力矩電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的斜拉鋼絲繩減搖系統(tǒng)是目前應(yīng)用比較廣泛的減搖系統(tǒng)，但是該軌道式集裝箱門式起重機(jī)采用的是變頻起動(dòng)機(jī)，對(duì)沖擊力的降低效果更加的明顯，小車的運(yùn)行也更加平穩(wěn)。

2.4.鋼絲繩換繩裝置

一般情況下軌道式集裝箱門式起重機(jī)必須每半年換一次鋼絲繩，由于鋼絲繩比較粗大，所以換繩是一項(xiàng)非常費(fèi)力費(fèi)時(shí)的工作。為了能夠使得換繩工作更加的方便快捷，特地為本起重機(jī)設(shè)計(jì)了一套換繩裝置，該換繩裝置采用的是迷宮式滑輪原理，這種換繩裝置既方便舊繩拆卸，又能防止新裝鋼絲繩托槽。該起重機(jī)一共有4根起升用的鋼絲繩，8個(gè)鋼絲繩頭需要固定，所設(shè)計(jì)的換繩裝置能夠一次性牽引兩個(gè)繩頭到起重小車的架子上。

2.5.維修吊

維修吊一直以來(lái)都是高配置的設(shè)備，所以先前的RMG都沒有安裝維修吊，但是該起重機(jī)配置了維修吊。維修吊主要是安裝在RMG的端部懸臂上面，它的主要作用就是把維修工具和維修零部件從地面吊到小車上或者主梁平臺(tái)上，以方便這兩個(gè)部位的維修。該起重機(jī)可配備的維修吊有兩種形式，一種是龍門架式維修吊，另一種是回轉(zhuǎn)臂架式維修吊，如圖所示。

（a）龍門架式維修吊 （b）回轉(zhuǎn)臂架式維修吊

圖 維修起重機(jī)線圖

龍門架式維修吊的龍門架固定在起重機(jī)的兩根主梁端臂上，自行式的葫蘆起重機(jī)能夠起吊至少3t左右的重物，再加上和小車配合使用基本上能夠把全部的維修作業(yè)面覆蓋住。回轉(zhuǎn)臂式維修吊和龍門架式維修吊相比它的起重量和覆蓋范圍一般都比較小，它的最大起重量一般為1t，使用它進(jìn)行維修工作有時(shí)還得和地面的汽車式起重機(jī)進(jìn)行配合才能夠很好的完成維修起吊任務(wù)。

3.結(jié)束語(yǔ)

軌道式集裝箱門式起重機(jī)以其作業(yè)效率高、自動(dòng)化程度高、場(chǎng)地利用率高、耗能低及維修方便等特點(diǎn)廣泛的被應(yīng)用在了港口堆場(chǎng)和火車轉(zhuǎn)運(yùn)場(chǎng)，青島港前灣四期集裝箱碼頭的RMG采用了很多新技術(shù)和新裝置，它的成功應(yīng)用證明了RMG是一種具有很大推廣前景的集裝箱堆場(chǎng)機(jī)型。

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作者簡(jiǎn)介：

夏雯（1982-），女（漢族），陜西咸陽(yáng)市人，研究生，主要研究方向：起重機(jī)械設(shè)計(jì)。