改进型双起升岸边集装箱起重机上架对接与联锁保护.pdf

港口装卸2 0 2 3 年第3 期（总第2 7 0 期）改进型双起升岸边集装箱起重机上架对接与联锁保护周彤1周超群?1上海振华重工（集团）股份有限公司2上海港口机械工程技术研究中心摘要：集装箱船舶不断大型化对集装箱码头设备的装卸效率提出了更高的要求。以一次可以起吊2 个40f集装箱的双起升岸边集装箱起重机为研究对象，给出了改进型双起升岸边集装箱起重机上架对接、电气联锁保护要点，可为双起升岸边集装箱起重机在港口应用提供参考。关键词：双起升岸桥；上架对接；联锁保护Improved Dual Hoist Type of Quayside Container CraneRack Docking and Interlocking ProtectionZhou TongZhou Chaoqun?1 Shanghai Zhenhua Heavy Industries Co.,Ltd.2 Shanghai Engineering Research Center of Port MachineryAbstract:The continuous large-scale of container ships puts forward higher requirements for the loading andunloading efficiency of container terminal equipment.Taking the dual hoist type of quayside container crane that can lift two40 ft containers at a time as the research object,the key points of the improved dual hoist type of quayside container cranedocking and electrical interlock protection are given,which can provide a reference for the application of dual hoist type ofquayside container crane in the port.Key words:double rise bridge;rack docking,interlocking protection立起升机构双起升岸桥和差动起升机构双起升岸1引言桥。独立起升机构双起升岸桥即配备2 套独立的起集装箱码头岸边的装卸设备以岸边集装箱起重升机构组成的双起升岸桥，2 套主起升机构都设置机（以下简称岸桥）为主。常规岸桥一般配备1套在机房中,由各自的卷筒和缠绕系统、减速箱、电动主起升机构，起升钢丝绳下悬挂1台吊具，一次起升机、制动器等组成。差动起升机构双起升岸桥则是动作最多可起吊1个40 ft(或45ft)集装箱，或2 个配备了差动减速箱的双起升岸桥。由1套差动减速20ft集装箱。双起升岸桥是在常规岸桥的基础上箱、2 个电机、4个卷筒以及相应的缠绕系统、制动器发展而来，1台岸桥配备2 套主起升机构，每套起等组成，起升的切换由差动减速箱配备的中间轴制升钢丝绳下悬挂1台吊具，缠绕系统总共包含2 台动器完成。吊具，一次最多可以起吊2 个40 ft（或45ft）集装2双起升岸桥上架箱，或4个2 0 ft集装箱。实际数据表明，其装卸效率相比常规岸桥可以提升50%以上。双起升岸桥有单起升模式和双起升模式，在单起升模式下，双起升岸桥同常规岸桥的作业模式相同；当切换到双起升模式后，处理集装箱的能力较常规岸桥提升1倍。根据不同的实现方式，双起升岸桥一般分为独实现双起升功能的主要技术是可以对接的吊具上架。双起升岸桥的2 套起升机构对应的钢丝绳滑轮组下方是2 套吊具上架，位于海侧的称为海侧上架，位于陆侧的称为陆侧上架（见图1）。不同于单起升岸桥的上架，双起升岸桥的海陆侧上架分别布置了用于2 个上架对接的机构和5缸伸出超过设定范围，操作员需要操作位于联动台上的上架手柄,将主油缸缩回至规定范围以内,以防止主油缸在抬起时与陆侧上架结构碰撞。第二步,操作顶升油缸开关,使顶升油缸慢慢缩回，直至将主油缸完全抬起。此处应该注意,在对接过程中,顶升油缸缩回电磁阀将一直得电，使主油缸保持抬起，但所有电磁阀均不能连续得电超过设定的时间，以防止电磁阀长时间连续得电发热烧毁。第三步，操作陆侧上架钳子打开按钮使钳子打开,操作上架手柄使主油缸伸出，待主油缸球头完全进人钳子后，持续按住上架钳子关闭按钮直至球头抱住，此时上架钳子关闭感应限位发出信号，顶升油Port Operation2023.No.3(Serial No.270)图1双起升岸桥上架液压系统。2.1海侧上架海侧上架上配备了6 套用于控制双吊具作业的油缸，它们分别是用于控制2 个上架之间距离的主油缸、用于推动主油缸左右回转的平移油缸和用于推动主油缸抬起及放下的顶升油缸。每个油缸都安装了位置编码器,用于控制各个工况下油缸的位置。海侧上架上还布置有1套液压动力站，为各油缸提供完成各种动作的液压动力。液压动力站配置有总阀、主油缸伸缩电磁阀、低压电磁阀、顶升电磁阀以及平移电磁阀等。此外，海侧上架上还安装了起升高低差限位，其功能是检测作业过程中两个起升高度差是否过大。2.2陆侧上架陆侧上架上配备了2 套钳子抱紧机构，主要作用是控制2 个上架的对接。钳子上安装了控制钳子开闭的油缸,每个油缸都安装了感应限位,用于检测钳子的状态。陆侧上架上也同样布置有1套液压动力站，为钳子油缸提供完成各种动作的液压动力。液压动力站配置有总阀、钳子油缸电磁阀、低压电磁阀等。由于陆侧上架液压动力需求不大，也可直接采用吊具液压系统提供动力，可以节约成本和降低重量。3上架对接2个上架的对接是通过位于陆侧上架上的钳子夹住位于海侧上架上的主油缸球头来实现的，对接方法有手动和自动2 种模式 13.1手动对接流程对接前首先需要确保2 个起升位置高度差在设定范围内,然后打开上架油泵开关。此时,操作员需注意观察海侧上架上2 个主油缸的位置。如果主油6缸自动伸出离开主油缸，上架对接成功。3.2自动对接流程对接前需确保海陆侧2 个起升在同一高度,吊具倾转归零，2 个吊具基本保持静止。操作员按下对接按钮，主油缸首先判断位置是否安全，如果在安全范围以内,则顶升油缸缩回，将主油缸抬起；如果主油缸位置不在安全范围以内,则先将主油缸缩回，然后执行顶升油缸动作。第二步，待顶升油缸动作到位后，主油缸自动伸出；同时，位于陆侧上架上的钳子打开，钳子的打开和关闭均有相应的传感器作为反馈。第三步，主油缸伸出至预定位置（对接位置）后,陆侧上架上的钳子关闭,系统将检测球头是否在钳子内。如果2 个球头感应限位和钳子关闭信号均发出信号,则对接成功；如对接未能成功，则自动重复以上步骤,直至成功为止。自动对接过程中,操作员可随时接管或取消。4联锁保护双起升岸桥在上架对接以及作业过程中至少应配置如下联锁保护功能。（1)油缸低压保护。在上架对接状态下，如2个起升高度相差超过预设值时，陆侧上架上的钳子油缸将启动低压浮动，以保护油缸和上架机械结构。此时，起升停止，操作员需要检查并调整起升高度后方可继续作业。当岸桥在双起升作业模式并准备着箱时，海侧上架的2 个主油缸低压浮动阀将启动，用以保护着箱时对油缸和上架机械结构的冲击。在着箱区域做上架平移等动作时，低压浮动阀将暂时关闭,离开着箱区域后，低压阀恢复。此外,在上架对接状态下发生挂仓时，主油缸和钳子油缸低压阀同时启动。港口装卸2 0 2 3 年第3 期（总第2 7 0 期）(2)速度限制保护。在双起升模式作业过程动化码头时代的来临，双起升岸桥技术因其固有的中，遇到上架脱开或陆侧上架钳子关闭信号丢失等高效率特征，一直受到码头用户的青睐。近几年随情况时，起升、小车速度将降低至设定值，系统发出着新一代自动化码头的兴起，双起升岸桥作为提升报警，恢复对接后方可继续作业。当2 个上架都不自动化效率的重要手段成为码头用户的重要选择。在锚定位置,且2 个上架未对接时,起升、小车、大车改进型双起升岸桥将与全自动无人操作、远程作业的速度需限制为设定值。此外，双起升模式起吊重等新技术一同成为未来集装箱装卸设备上的新亮量不同的集装箱时，吊具的弹跳将有较大不同，为点，具有广阔的应用前景。了避免跳动对上架油缸的冲击，将视情况进行速参考文献度限制：在上架对接状态下，轻箱起升速度始终跟随重箱起升速度，如2 个吊具下的载荷相差大于设定值时，起升速度降低至设定值；如一个吊具下挂箱,而另一吊具下不挂箱时,起升速度也将降低至设定值。5结语随着国内外港口建设步伐的加快，以及全球自【1王晓亮，富茂华.双起升岸边集装箱起重机技术及在自动化码头的应用 J.起重运输机械,2 0 18,515（1)：142-146.周彤：2 0 0 12 5，上海市浦东新区东方路3 2 6 1号收稿日期：2 0 2 3-0 2-0 3D0I:10.3963/j.issn.1000-8969.2023.03.002(上接第4页）4.3起重机合腿压计算公式参考文献根据叠加原理，将自重载荷下的腿压和风载荷下的腿压叠加，获得起重机多载荷作用下的腿压计算公式：MMP.HP.HGRp=+42B2S2BM,P.HGMRQ十42B2S2BGMM,RMP.HP.H42B2S2BGM,M,P.HP.HR=+42B2S2B5结语针对当前起重机行业的腿压计算问题展开讨论,通过相关的分析和计算推导,分别得出了起重机在自重载荷下、风载荷下以及两种载荷共同作用下的腿压计算公式。同时针对当前行业普遍认为的自重载荷下不会产生负腿压的观点,以及风载荷计算普遍使用的角度风作为最大腿压计算工况的现状进行了探讨。通过推导得出了自重载荷下负腿压的发生条件，并验证了自重载荷下重心不出支腿截面范围依然会发生负腿压，以及平行风载荷引起的最大腿压大于角度风载荷引起的腿压两个结论，并通过公式的推导计算得出了风载荷下最大腿压的发生条件。1 董达善.港口起重机 M，上海：上海交通大学出版社,2 0 14.2丁训荣.求超静定结构支座反力的新方法 J.青岛理十+P.H+2S2S+2S+2S工大学学报,19 8 9(1):7 7-8 4.3龙驭球，包世华.结构力学教程M.北京：高层教育出版社,2 0 0 0:13 8-143.(24)4胡海昌.简支于四角顶的矩形板的支座反力 J.力学学报,19 57(1):13 3.5 韩玮，刘志军.基于平面法求解刚性支承平面多点支承的反力J.建筑机械，2 0 13（4）：10 0-10 1.6曹强.从起重机支腿反力计算谈四支承对称结构支反力的简化计算 J.建筑机械，19 8 7（1)：14-18.7李淑梅,苏菲.支反力的几何计算法 J.哈尔滨轴承，2004(2):12-15.8王芝斌，冒建.岸边集装箱起重机风载荷分析J.港口科技,2 0 2 0(3):9-14.9Dong-Seop Han,Geun-Jo Han.Force coefficient at eachsupport point of a container crane according to the winddirection J.International Journal of Precision Engineer-ing and Manufacturing,2011(6):1 059-1 064.10陈伟,秦仙蓉,杨志刚,等.塔式起重机整机风场模拟下的风载荷特性分析 J.机械设计，2 0 19(2）：19-2 6.许海涛：2 6 6 0 0 0,山东省青岛市市北区港寰路2 8 号收稿日期：2 0 2 3-0 4-2 2D0I:10.3963/j.issn.1000-8969.2023.03.0017