軌道式集裝箱門式起重機技術創新與應用分析

摘 要：目前國內外許多大型集裝箱碼頭堆場起重機的首選機型為軌道式集裝箱門式起重機，這種機型的起重機和傳統起重機相比，在作業效率、自動化程度、場地利用、耗能及維修方面都具有很大的優越性。本文主要以青島港軌道式集裝箱門式起重機為例來說明RMG的技術創新與應用。

關鍵詞：RMG；技術創新；應用

RMG為軌道式集裝箱門式起重機的簡稱，它主要應用在大型港口及鐵路轉運場的集裝箱搬運、堆放和裝卸。

軌道式集裝箱門式起重機的結構形式有很多種，最早的時候有桁架結構，后來又出現了L型箱形單梁結構和箱形雙梁結構，目前應用最多的是箱形雙梁結構。箱形雙梁結構的RMG可以分為雙懸臂、單懸臂和不帶懸臂三種類型，由于單懸臂從結構受力的角度來說不是很穩定，所以一般不使用單懸臂類型。雙懸臂的RMG根據門腿所能通過的集裝箱長度類別可以分為20ft級別和40ft級別。

1.青島港RMG簡介

1.1.整機的技術特點

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到40.5t。RMG中間的堆場最多可以堆放12列的集裝箱，而且兩端懸臂的下方都有一個通車道。起重機可以順著地面軌道運行，小車可以順著大梁的軌道行駛，起重機還能做升降、大車行走、小車運行以及吊具伸縮回轉等運動，這些運動的動力來源都是電機驅動，它們之間既可以聯合運行又可以單獨運行。

1.2.主要的技術性能參數

青島港RMG的主要技術參數在國際上處于領先地位，特別是它的起升速度、起升高度、大小車的運行速度等均達到了國內在用軌道式集裝箱門式起重機的最高水平。

2.RMG的技術創新與應用—以青島港RMG為例

2.1.主梁的預拱度曲線

該起重機的主結構為雙懸臂雙梁龍門架，門腿和主梁等都是采用箱形焊接結構形式。在進行結構設計的時候通過正弦曲線或者拋物線法可以方便的計算出主梁跨中長度和有效懸臂長度范圍的預拱度。但是由于現有的設計手冊或者設計規范當中對于有效懸臂以外的區段的計算還沒有明確的規定，所以這部分區段的設計就給設計者帶來了一定的麻煩。

通過借鑒國外比較成熟的帶懸臂起重機的設計和制造經驗，并結合青島港前灣四期集裝箱碼頭的實際情況決定采用切線法來對有效懸臂以外區段的預拱度進行計算。從圖1當中我們可以看出，假設以門腿支撐點為計算懸臂預拱度的坐標原點O，x1 為懸臂有效工作點，x2 為懸臂的最外端，通過有限元法進行計算后得到了主梁在x1 點的上拱度為y1 ，那么結合切線法和拋物線法計算所得到的主梁懸臂部分的預拱度曲線公式為：

2.2.小車運行防跑偏與啃軌技術

該起重機的小車運行驅動為四輪全驅動，四個車輪各自配備有自己獨立的驅動裝置，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水平的變形非常大，這就很容易造成小車的跑偏啃軌現象。該起重機在小車軌道的兩端分別裝有導向輪，而行走輪一側采用雙輪緣車輪，一側采用無輪緣車輪，這種設計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計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

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，所以減搖問題一直是集裝箱起重機作業時的一個難題，它不僅會影響作業效率，有時甚至會造成安全事故的發生。四個力矩電動機驅動的斜拉鋼絲繩減搖系統是目前應用比較廣泛的減搖系統，但是該軌道式集裝箱門式起重機采用的是變頻起動機，對沖擊力的降低效果更加的明顯，小車的運行也更加平穩。

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，所以換繩是一項非常費力費時的工作。為了能夠使得換繩工作更加的方便快捷，特地為本起重機設計了一套換繩裝置，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。該起重機一共有4根起升用的鋼絲繩，8個鋼絲繩頭需要固定，所設計的換繩裝置能夠一次性牽引兩個繩頭到起重小車的架子上。

2.5.維修吊

維修吊一直以來都是高配置的設備，所以先前的RMG都沒有安裝維修吊，但是該起重機配置了維修吊。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上，以方便這兩個部位的維修。該起重機可配備的維修吊有兩種形式，一種是龍門架式維修吊，另一種是回轉臂架式維修吊，如圖所示。

（a）龍門架式維修吊 （b）回轉臂架式維修吊

圖 維修起重機線圖

龍門架式維修吊的龍門架固定在起重機的兩根主梁端臂上，自行式的葫蘆起重機能夠起吊至少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面覆蓋住。回轉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，使用它進行維修工作有時還得和地面的汽車式起重機進行配合才能夠很好的完成維修起吊任務。

3.結束語

軌道式集裝箱門式起重機以其作業效率高、自動化程度高、場地利用率高、耗能低及維修方便等特點廣泛的被應用在了港口堆場和火車轉運場，青島港前灣四期集裝箱碼頭的RMG采用了很多新技術和新裝置，它的成功應用證明了RMG是一種具有很大推廣前景的集裝箱堆場機型。

參考文獻

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作者簡介：

夏雯（1982-），女（漢族），陜西咸陽市人，研究生，主要研究方向：起重機械設計。