集装箱吊具智能防摇装置能分析.docxVIP

文章编号：1004-2024(2013)11-0047-06中图分类号：U294.26文献标识码：B集装箱吊具智能防摇装置性能分析金晓春1，李映新2 ，张寒2，吕国振2（1.中铁集装箱运输有限责任公司 技术装备部，北京100055；2.珠海三一港口机械有限公司大港机研究院，广东 珠海519000）摘要：从制造成本、防摇效果、作业效率及操作强度等方面，阐述轨道式与轮胎式集装箱门式起重机使用的多种集装箱吊具防摇装置，通过分析集装箱吊具智能防摇装置的工作 原理、性能特点及该装置的使用效果，提出集装箱吊具防摇装置的发展观点。 关键词：集装箱；吊具；智能防摇 11/2013 铁道货运47货物装卸 集装箱在装卸和搬运作业时，司机需要通过控制集装箱门式起重机 ( 以下简称集装箱门吊 ) 和吊具装 置对集装箱进行对位，由于集装箱门吊大小车移动会 使集装箱产生摆动，因而直接影响装卸效率和作业安 全，易造成司机的作业疲劳。据统计，不具备防摇功 能的装卸设备在进行集装箱装卸作业时，平均约有超 过 20% 的时间用于集装箱定位，具备防摇功能的装 卸设备可以将集装箱摆幅控制在 ±100 mm 内，使集 装箱准确定位落箱，并大约可以减少 10% 的作业时 间。成熟的集装箱吊具防摇装置能够解决集装箱作业 时的摆动问题，在较短的时间内消减集装箱摆幅或阻 止集装箱摇动，保证集装箱正常装卸作业。滑环和制动器容易磨损，维护维修频繁，影响生产。1.2 液压防摇方式（1 ）组成及安装方式。液压防摇装置由防摇卷 筒、防摇钢丝绳、换向滑轮和过渡滑轮、液压缸和液 压泵站组成。防摇液压油缸安装在上吊架上，如图 2 所示。小车adcb吊具1常见的集装箱吊具防摇方式DBAC1.1 传统的力矩电机防摇方式（1 ）组成及安装方式。机械防摇装置安装在小 车车架下，由力矩电机、摆线针轮减速箱、传动链及 带单向轴承的卷筒和制动器、防摇钢丝绳等组成，如 图 1 所示。图 2 液压防摇装置示意图（2 ）工作原理。当吊具产生横向摇摆时，沿着摆动方向的 2 个液压油缸 ( A 和 B ) 受到拉力作用被 拉出，该受拉油缸在被拉动时，经液压缸内的阻尼 孔 产 生 阻 尼 作 用 ， 进 而 使 与 吊 具 相 连 接 的 2 根 防 摇 绳 ( a和 b ) 沿着吊具摆动反方向拉力增大，因而逐步 降 低 吊 具 和 集 装 箱 的 摆 动 幅 度 。 另 一 侧 的 2 个 液 压 缸 ( C 和 D )，在系统油压的作用下，活塞杆被压缩， 防摇绳 ( c 和 d ) 放松。当吊具反向摇摆时，2 组液压 缸的作用则相反。如此循环，吊具的摇摆迅速衰减直 至停止。（3 ）性能分析。液压防摇装置的结构紧凑，体 积小，但液压防摇装置需增加液压泵站、液压缸及管 路，对环境温度有一定的要求。如密封不当或油品更 换不及时，在使用过程中容易产生泄露，对环境有污 染，后期维修成本高，目前已基本不使用。1.3 八绳防摇方式（1）组成及安装方式。起升机构的 4 根起升钢丝 绳直接从卷筒到吊具架上的滑轮上交叉缠绕，然后经 小车架上的过渡和转向滑轮后回到吊具倾转机构处， 如图 3 所示。力矩电机防摇钢丝绳图 1 力矩电机防摇装置示意图（2 ）工作原理。作业时，力矩电机持续通电，始终给防摇钢丝绳一个张力，使防摇钢丝绳在卷筒轴 上拉紧，并通过盘式制动器给卷筒施加制动力，增加 防摇钢丝绳收放阻尼，不断地减小集装箱与吊具摇摆 幅度，起到防摇作用。（3）性能分析。该防摇方式特点是结构较简单， 目前有部分集装箱专用门吊正在使用，但力矩电机的 11/2013 铁道货运48集装箱吊具智能防摇装置性能分析 金晓春 等货物装卸 可编程控制器(PLC)驱动装置角度象速度传感器 θ，θ 小车位置传感器Xθ θ吊具高度传感器H控制数据采集图 4电子防摇装置原理图图 3 八绳防摇装置示意图（2 ）工作原理。这种布置方式充分考虑小车架上的滑轮吊点尽可能外移，以实现起升钢丝绳在小车 方向的水平分力足够大，依靠此分力实现吊具在小车 方向的防摇功能。当吊具开始发生摇摆时，另一侧起 升钢丝绳产生的水平分力将抑制吊具的摆动。（3 ）性能分析。这种钢丝绳在小车运行方向上 完全对称布置方式的防摇效果比较明显，但小车结构 复杂，小车及整机重量增加较大，制造成本较高。由 于起升钢丝绳在吊具架上经过的滑轮采用交叉缠绕方 式，作业过程中钢丝绳产生正反绕行现象，降低钢丝 绳使用寿命，而且更换钢丝绳比较麻烦，维修和使用 成本高。 目前集装箱中心站基本采用这种防摇方式。1.4 电子防摇方式（1 ）工作原理。电子防摇的基本原理是通过各 种传感器和检测元件来检测吊具 ( 负荷 ) 相对于小车 的位置信息 ( 如吊具高度、摆角、角速度等 )，并传 送至控制系统。经控制