岸橋托纜小車(chē)鋼絲繩纏繞系統(tǒng)的分析

田 濤

（武漢海翼科技有限公司，湖北 武漢 430000）

岸橋托纜小車(chē)鋼絲繩纏繞系統(tǒng)的分析

田 濤

（武漢海翼科技有限公司，湖北 武漢 430000）

針對(duì)不同類(lèi)型岸橋托纜小車(chē)鋼絲繩的纏繞特點(diǎn)，分別分析和總結(jié)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)以及容易出現(xiàn)問(wèn)題的地方。使人徹底弄清楚托纜小車(chē)鋼絲繩的纏繞，避免在以后設(shè)計(jì)中再次出現(xiàn)類(lèi)似問(wèn)題。

岸橋；托纜小車(chē)；纏繞；托輥；鋼絲繩

隨著岸橋的大型化，岸橋伸距越來(lái)越大，使得大梁兩端部鋼絲繩的懸掛長(zhǎng)度加大，鋼絲繩的下?lián)隙纫搽S之增大。鋼絲繩會(huì)產(chǎn)生較大的彈跳，從而影響起吊物品平穩(wěn)運(yùn)行，增加了起吊物品的搖擺。因此，在大伸距岸橋上配備了托纜小車(chē)。托纜小車(chē)的作用，就是托住起升鋼絲繩，避免起升鋼絲繩的過(guò)度下垂。因?yàn)楫?dāng)?shù)踔貢r(shí)，起升鋼絲繩在吊重的作用下處于張緊狀態(tài)，下垂的比較少。但是當(dāng)?shù)蹙呗湓诩b箱上或?qū)⒓b箱放到集裝箱卡車(chē)或船上時(shí)，鋼絲繩則處于松弛狀態(tài)。雖然集裝箱起重機(jī)的電氣控制能通過(guò)檢測(cè)到的有載、無(wú)載信號(hào)來(lái)控制起升卷筒的起、制動(dòng)，但松弛的起升鋼絲繩的水平段下垂度還是比較大的，在高效率作業(yè)和對(duì)箱位的斷續(xù)操作時(shí)，起升繩時(shí)而松弛，時(shí)而張緊，會(huì)造成鋼絲繩的彈跳，給結(jié)構(gòu)、機(jī)構(gòu)帶來(lái)很大的沖擊。有時(shí)還會(huì)猛烈的抽擊鋼結(jié)構(gòu)，發(fā)出劇烈的敲擊聲，損壞油漆和鋼結(jié)構(gòu)，從而大大縮短鋼絲繩的使用壽命［1］。

岸邊集裝箱起重機(jī)設(shè)計(jì)中，當(dāng)小車(chē)行程超過(guò)60m時(shí)一般須設(shè)置起升鋼絲繩的托纜裝置，以防止起升鋼絲繩過(guò)度下垂。托纜小車(chē)的驅(qū)動(dòng)方式有兩種，一種是由小車(chē)用鋼絲繩牽引的，另外一種是由在機(jī)器房里的機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)的卷筒牽引的。因此根據(jù)小車(chē)的行程可以分為有托纜小車(chē)和無(wú)托纜小車(chē)；根據(jù)托纜小車(chē)的牽引方式又可以小車(chē)牽引式托纜小車(chē)和機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)式托纜小車(chē)，下面分別分析這幾種情況下托纜小車(chē)的纏繞。

1　無(wú)托纜小車(chē)

當(dāng)岸橋比較小，小車(chē)行程小于60m，或者超巴拿馬集裝箱起重機(jī)的小車(chē)行程沒(méi)有達(dá)到80m時(shí)，一般情況下是不設(shè)計(jì)托纜小車(chē)的。因?yàn)樵谶@種情況下根據(jù)公式（q表示牽引繩單位長(zhǎng)度的重力載荷；l表示牽引繩的自由懸垂部分的長(zhǎng)度；h表示牽引繩的下?lián)隙龋籉表示牽引繩上的牽引力）。

可以看出當(dāng)牽引繩的長(zhǎng)度l比較小時(shí)，鋼絲繩的下?lián)隙炔⒉淮螅耆诳梢越邮艿姆秶５俏矣龅竭^(guò)某港口的一臺(tái)小型岸橋，小車(chē)行程并不大，但鋼絲繩彈跳很厲害的情況。

該岸橋吊具下額定載荷40.5t，前伸距38m，軌距22m，后伸距10m，軌上起升高度25m，軌下起升高度14m。起升機(jī)構(gòu)空載50m/min，滿載100m/min，小車(chē)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)空載100m/min，滿載150m/min。這臺(tái)岸橋的小車(chē)行程是70m，基本上在可加托纜小車(chē)也可不加托纜小車(chē)的范圍內(nèi)。該岸橋運(yùn)到業(yè)主碼頭后，業(yè)主反饋起升鋼絲繩工作過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)下垂很多的情況，而且彈跳比較厲害，以至于鋼絲繩有時(shí)會(huì)打到大梁下表面，把布置與大梁內(nèi)側(cè)的照明燈打壞掉。設(shè)計(jì)人員在現(xiàn)場(chǎng)觀察發(fā)現(xiàn)，當(dāng)?shù)蹙甙鸭b箱放到船上后，起升鋼絲繩會(huì)繼續(xù)松弛，最大下垂量大概有2.5m左右，然后在吊具快速拉升時(shí)，鋼絲繩突然繃緊，就會(huì)彈跳的比較厲害，有時(shí)候甚至?xí)虻胶蟠罅旱南卤砻妗?/p>

經(jīng)過(guò)分析，我們發(fā)現(xiàn)，計(jì)算出來(lái)的鋼絲繩自然懸垂量不到半米，比現(xiàn)場(chǎng)看到的下垂量小了很多。所以我們認(rèn)為這個(gè)時(shí)候鋼絲繩的自重并不是造成鋼絲繩下垂過(guò)多的主要原因，主要原因是電控信號(hào)時(shí)間調(diào)的不太合適，在收到吊具的無(wú)載信號(hào)后，卷筒制動(dòng)器并沒(méi)有及時(shí)的把卷筒剎住，以至于卷筒又繼續(xù)放了一段鋼絲繩，從而出現(xiàn)了鋼絲繩下垂過(guò)多的情況，接下來(lái)吊具上升，過(guò)多下垂的鋼絲繩快速繃緊，就會(huì)出現(xiàn)較大幅度的彈跳。通過(guò)適當(dāng)調(diào)整電控信號(hào)后，鋼絲繩下垂量有部分改善，但是和有托纜小車(chē)的岸橋比起來(lái)，鋼絲繩的下垂量還是比較大，彈跳也比有托纜小車(chē)的岸橋彈跳的更厲害些，由此可見(jiàn)托纜小車(chē)的作用還是比較大的。

2　小車(chē)牽引式托纜小車(chē)

小車(chē)牽引式托纜小車(chē)的纏繞方式如圖1所示，托纜小車(chē)分為前后兩個(gè)托纜小車(chē)，牽引鋼絲繩一端固定在大梁的聯(lián)系橫梁上，繞過(guò)托纜小車(chē)上的滑輪，然后固定在小車(chē)上，以岸橋的中心線對(duì)稱(chēng)布置。為了換繩方便，以及能比較方便的調(diào)整左右鋼絲繩到等長(zhǎng)，避免托纜小車(chē)歪斜，可以用一根鋼絲繩代替左右兩根，在小車(chē)上用夾繩板固定住，以免鋼絲繩左右滑動(dòng)。另外有一根張緊鋼絲繩，一端固定在后托纜小車(chē)上，繞過(guò)后大梁尾部的張緊裝置，再繞過(guò)前大梁前段的改向滑輪，然后固定在前托纜小車(chē)上，以岸橋中心線對(duì)稱(chēng)布置，跟牽引鋼絲繩一樣的道理，用一根鋼絲繩代替左右兩根鋼絲繩。

圖1　托纜小車(chē)鋼絲繩纏繞示意圖

這種托纜小車(chē)?yán)p繞方式是現(xiàn)在岸橋比較主流的纏繞方式。它的機(jī)構(gòu)利用等級(jí)相對(duì)較高，可達(dá)U6，工作級(jí)別為M6，但是其載荷狀態(tài)相對(duì)較低，屬Q(mào)1輕型載荷。寧波某碼頭有六臺(tái)岸橋的托纜小車(chē)?yán)p繞方式是這種，根據(jù)運(yùn)行記錄，托纜小車(chē)牽引鋼絲繩的使用壽命相對(duì)較長(zhǎng)，進(jìn)口鋼絲繩一般可達(dá)31～34萬(wàn)TEU，基本上可以使用2年以上的時(shí)間［2］。托纜小車(chē)上繞過(guò)牽引鋼絲繩的那個(gè)滑輪是動(dòng)滑輪，因此托纜小車(chē)的運(yùn)行速度是小車(chē)運(yùn)行速度的一般，基本上可以使托纜小車(chē)保持在起升鋼絲繩懸垂部分的中段，剛好起到托起升鋼絲繩的作用，同時(shí)牽引鋼絲繩上的力是托纜小車(chē)阻力的一般，載荷較輕。

設(shè)計(jì)這種托纜小車(chē)時(shí)應(yīng)注意一下幾點(diǎn)：①?gòu)埦o鋼絲繩是從后大梁的后端分別跨過(guò)后托纜小車(chē)、小車(chē)以及前托纜小車(chē)到達(dá)前大梁前端的，因此要注意張緊鋼絲繩相對(duì)于小車(chē)以及前后托纜小車(chē)要有一個(gè)合適的高度。②托纜小車(chē)上的動(dòng)滑輪是傾斜的，而且前后托纜小車(chē)上的動(dòng)滑輪傾斜的方向剛好相反，這是為了避免牽引鋼絲繩固定在聯(lián)系橫梁上的那一段鋼絲繩相互干涉。③大梁的高度比較小，而且小車(chē)牽引鋼絲繩是從大梁下側(cè)一直拉到機(jī)器房的纏繞方式時(shí)，小車(chē)牽引鋼絲繩將需要在前大梁的聯(lián)系橫梁下加一些托輥，以免鋼絲繩下垂太多，這種情況需要注意小車(chē)牽引鋼絲繩的托輥不要和托纜小車(chē)干涉，小車(chē)牽引鋼絲繩也不能磨擦托纜小車(chē)的鋼結(jié)構(gòu)。④大梁鉸點(diǎn)處的壓輥不能太短，要注意前大梁仰起時(shí)每一根經(jīng)過(guò)鉸點(diǎn)處聯(lián)系橫梁的鋼絲繩的位置。這些鋼絲繩包括左右各兩根起升鋼絲繩，左右各一根從前大梁前端改向滑輪到機(jī)器房的小車(chē)牽引鋼絲繩，左右各一根從前大梁前端改向滑輪到小車(chē)的小車(chē)牽引鋼絲繩，左右各一根從前大梁前端改向滑輪到后大梁張緊裝置的托纜小車(chē)張緊鋼絲繩，以及左右各一根前托纜小車(chē)到小車(chē)的托纜小車(chē)牽引鋼絲繩。如果后托纜小車(chē)的牽引鋼絲繩不是固定在大梁鉸點(diǎn)處的聯(lián)系橫梁，而是固定在鉸點(diǎn)前的第二個(gè)聯(lián)系橫梁上時(shí)，還有注意這根鋼絲繩的位置。曾經(jīng)有出現(xiàn)過(guò)大梁鉸點(diǎn)處壓輥太短，大梁仰起時(shí)，鋼絲繩被風(fēng)吹偏，偏出壓輥的范圍，把壓輥的潤(rùn)滑油嘴壓歪的情況。

3　機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)式托纜小車(chē)

機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)式托纜小車(chē)的岸橋，更能適合于某些碼頭要求前大梁在仰起80°掛鉤后，小車(chē)可在軌距和后伸距正常作業(yè)。因?yàn)椋@種岸橋，大梁在仰起前，先將托纜小車(chē)全部運(yùn)行至后大梁規(guī)定位置，然后大梁仰到位，小車(chē)和起升可正常作業(yè)，作業(yè)中，托纜小車(chē)不動(dòng)，海側(cè)托纜小車(chē)很安全，不會(huì)由于小車(chē)運(yùn)行，海側(cè)托纜小車(chē)在仰至80°的主梁上上下運(yùn)動(dòng)［3］。

機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)式托纜小車(chē)的纏繞圖如圖2所示，海側(cè)托纜小車(chē)的牽引繩一端固定在托纜小車(chē)驅(qū)動(dòng)卷筒上，然后繞過(guò)前大梁前端的改向滑輪固定在海側(cè)托纜小車(chē)上。陸側(cè)托纜小車(chē)的牽引繩一端固定在托纜小車(chē)驅(qū)動(dòng)卷筒上，繞過(guò)后大梁端部的張緊裝置，固定在陸側(cè)托纜小車(chē)上，海側(cè)托纜小車(chē)和陸側(cè)托纜小車(chē)之間有張緊繩相連，所有鋼絲繩以岸橋中線對(duì)稱(chēng)布置。為了容易換繩以及更方便調(diào)整左右兩邊鋼絲繩的長(zhǎng)度，把以岸橋中線對(duì)稱(chēng)布置的兩根鋼絲繩用一根鋼絲繩代替，在中間用壓繩板固定住。

這種形式的托纜小車(chē)因?yàn)槲夜臼堑谝淮谓佑|，所以比較陌生，在設(shè)計(jì)中出現(xiàn)了一些問(wèn)題，現(xiàn)提出來(lái)供以后設(shè)計(jì)借鑒。第一點(diǎn)是總體設(shè)計(jì)時(shí)，海側(cè)托纜小車(chē)的定位有問(wèn)題，這種形式的岸橋，在大梁仰起前，應(yīng)先把托纜小車(chē)全部運(yùn)行至后大梁規(guī)定的位置。但是總體設(shè)計(jì)時(shí)，海側(cè)托纜小車(chē)的后極限位置在前大梁上，當(dāng)海側(cè)托纜小車(chē)在前大梁上時(shí)，仰起前大梁會(huì)發(fā)現(xiàn)從機(jī)房出來(lái)的小車(chē)牽引鋼絲繩和托纜小車(chē)上左右兩個(gè)改向滑輪中間的那段鋼絲繩干涉。第二點(diǎn)是由于這種纏繞方式鋼絲繩較多，要注意鉸點(diǎn)處的壓輥的范圍，確保在大梁仰起時(shí)，每根鋼絲繩都在壓輥的范圍內(nèi)。第三點(diǎn)是當(dāng)機(jī)房到前大梁前端的距離比較長(zhǎng)時(shí)，不僅要注意給機(jī)房出來(lái)的小車(chē)牽引鋼絲繩加托輥，還要給機(jī)房出來(lái)的托纜小車(chē)牽引鋼絲繩加托輥，以免鋼絲繩下垂太多，摩擦托纜小車(chē)和小車(chē)。

圖2　托纜小車(chē)鋼絲繩繞示意圖

4　結(jié)束語(yǔ)

不管是哪種纏繞方式，托纜小車(chē)都是運(yùn)動(dòng)的，所以要清楚托纜小車(chē)運(yùn)行范圍內(nèi)距離托纜小車(chē)比較近的每一個(gè)構(gòu)件的尺寸和位置，避免和運(yùn)動(dòng)中的托纜小車(chē)干涉。鋼絲繩也是運(yùn)動(dòng)著的，卷筒上的鋼絲繩隨著托纜小車(chē)的運(yùn)動(dòng)會(huì)有一個(gè)左右擺動(dòng)的范圍，所以要特別注意前大梁仰起時(shí)，每根鋼絲繩的位置，確保托輥的位置合適。而且如果跨距較大，鋼絲繩的下垂量也是必須要注意的問(wèn)題。

［1］孫楓，港口起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范［Z］.上海港機(jī)重工有限公司.

［2］胡松虎，岸橋托架小車(chē)牽引鋼絲繩纏繞系統(tǒng)的優(yōu)化改造［Z］.寧波北侖國(guó)際集裝箱碼頭有限公司.

［3］符敦鑒，岸邊集裝箱起重機(jī)［M］.武漢：湖北科學(xué)技術(shù)出版社，2001

TD526

A

1671-3818（2016）09-0123-02

田濤（1986-），男，河南信陽(yáng)人，武漢海翼科技有限公司，主要從事機(jī)械設(shè)計(jì)工作。