電動雙箱吊具的端鎖控制改造

計偉

（天津東方海陸集裝箱碼頭有限公司，天津 300456）

1 電動雙箱吊具簡介

本文提到的電動雙箱吊具為2012年ZPMC生產的ESET01型雙箱吊具，自重13.4噸，具備常用的液壓雙箱吊具的所以功能。其電控形式為CANOPEN兩線制，吊具伸縮位置為20'、40'、45'、2-20'；轉銷機構采用機械連鎖形式，端部轉銷驅動為雙出桿式，中部轉銷機構為單出桿式，每臺吊具端部各一套轉銷機構，中部有四套轉銷機構，用于起吊集裝箱；吊具具有0～1600mm的雙箱分離功能；電動雙箱吊具具有兩種工作狀態，即單箱工作狀態和雙箱工作狀態。單箱工作狀態的操作與普通伸縮吊具完全相同，它通過變換伸縮梁長度以調整吊具20'、40'、45'來進行集裝箱吊裝作業；處于雙箱工作狀態時，為司機提供了多種靈活的操作方法，司機可以通過按鈕對空載或吊裝雙20'集裝箱的吊具進行自由平移，也可以在縱向箱距具有一定規律時使用可移動吊具的位置記憶功能。吊具伸縮各個位置及雙箱記憶點是由東西兩側的兩個絕對值編碼器控制的。

單箱伸縮和雙箱平移功能共用兩套電機，對稱安裝在主梁內測，一臺電機為2.2kW、一臺電機為4kW，兩臺電機同時配備一臺差動減速機，差動減速機有兩個輸出軸。兩種工況需求的輸出速度和扭矩都不相同，單箱伸縮時需要快速小扭矩，雙箱平移時需要慢速大扭矩。單箱伸縮狀態時，兩側中的2.2kW電機動作，通過差動減速機減速增扭后帶動伸縮二級鏈條工作，再有伸縮二級鏈條帶動二級減速機旋轉將動力傳到伸縮鏈條，伸縮鏈條與推桿鏈接，最后由推桿推動伸縮梁進行單箱伸縮動作，此時4kW電機處于制動狀態，由一個輸出軸輸出動力，輸出軸在此狀態下速度較快，扭矩較小，平移二級鏈條保持不動；當切換到雙箱移動狀態時，4kW電機工作，通過差動減速機分別帶動伸縮二級鏈條和平移二級鏈條，分別拖動推桿和下推桿做直線運動，推桿和下推桿帶動伸縮梁和中間移動框架同時移動，保持伸縮梁和移動框架的間距不變，此時，2.2kW電機處于制動狀態。

2 本電動雙箱吊具的端鎖控制改造

2.1 問題的發現

由于吊具的工況環境就是在不停的與集裝箱碰撞、沖擊，而且還要與船艙內的滑道等結構不斷摩擦。吊具一直在周而復始的做開閉鎖動作、導板上下動作、吊具伸縮動作、吊具單雙箱動作等，而其中吊具的開閉鎖動作是最常用的動作，因為每裝卸一個集裝箱就需要進行一次開閉鎖動作，因此開閉鎖機構也是吊具上故障率最高的一個故障點。拋開吊具本身故障的可能，外界影響開閉鎖故障的因素也十分復雜，例如集裝箱箱體變形、集裝箱鎖眼兒變形、集裝箱鎖眼兒有異物等等，當司機著箱后給開閉鎖動作時，普通液壓吊具轉鎖有一角或多角由于受到阻力大于轉鎖油缸開閉鎖動作的扭矩就會沒有動作，其他角鎖頭正常動作，此時吊具處在既有開鎖又有閉鎖狀態，吊具就會報開閉鎖聯鎖檢測故障。當開閉鎖聯鎖檢測故障發生后，程序進行聯鎖，吊具不會再有其他動作。普通液壓吊具的搶修辦法就是一名搶修人員通知司機，對機車進行一些旁路操作，對卷揚進行一些微動操作（切記在不確定吊具全部鎖頭處在閉鎖狀態時，不要大范圍的做起升動作，容易發生摔箱事故），目的就是讓吊具轉鎖與變形集裝箱的阻力減小，然后用小一字改錐捅開閉鎖電磁閥體，這個操作相當于屏蔽外界電路邏輯，直接控制吊具開閉鎖油缸，讓其打到開鎖或閉鎖狀態，當吊具轉鎖恢復一致后，吊具程序邏輯恢復正常，吊具動作也就恢復正常。（此種判斷是處在吊具本身并無故障的前提下）。

圖1

本文介紹的ZPMC電動雙箱吊具的轉鎖采用懸掛支撐方式。球形支撐面作用在凹球面上，允許在一定范圍內活動，既可以保證轉鎖在吊集裝箱時承受的純拉力，又能使轉鎖更容易插入集裝箱箱眼兒中。吊具兩端的箱梁內各有一套由電機驅動的轉鎖機構，轉鎖電機驅動減速箱，減速箱輸出軸即是轉鎖連桿，轉鎖電機通過正反轉控制轉鎖的開鎖和閉鎖動作，如圖1所示。此吊具如果發生上面開閉鎖聯鎖故障現象時，搶修就十分復雜了。需要三名電工，因為其中兩人需要去吊具的兩個端部，將端鎖電機制動器手動打起來，另一名電工開啟吊具的控制箱，用改錐捅控制端鎖電機的接觸器來控制鎖頭旋轉，恢復鎖頭動作一致，解除吊具聯鎖故障。如果正吊著箱子壞在拖車上，那還需要至少兩部叉車及兩個司機和載人籠配合，因為端鎖電機離地面距離大概3～4米，搶修人員無法上到吊具上面，處理起來十分復雜。如果是普通液壓吊具，一名電工一臺叉車及司機載人籠即可，電工上到吊具上捅開閉鎖電磁閥體，將轉鎖變為一致即可。

2.2 問題的解決

本文提到的電動雙箱端鎖控制圖如圖2所示，KM1與KM2分別為左側開、

圖2

閉鎖電機控制接觸器，一個正轉一個反轉，通過連桿控制端鎖的開與閉，KM3與KM4分別為右側開、閉鎖電機控制接觸器；BGE為端鎖電機制動器，K25與K26的11與14之間分別為左側端部開、閉鎖電機制動器打開控制繼電器的常開觸點，K27與K28的11與14之間分別為右側端部開、閉鎖電機制動器打開控制繼電器的常開觸點；結合圖2、圖3所示，端部開閉鎖電機接觸器線圈與其制動器控制繼電器線圈并聯，也就是說圖3中左端部開鎖電機接觸器KM1線圈得電動作的同時，左端部制動器控制繼電器K25的線圈也得電動作，圖2中K25的常開點11與14之間接通，左側端部開鎖電機制動器打起，電機可以轉動開鎖；左端部閉鎖電機接觸器KM2線圈得電動作的同時，左端部制動器控制繼電器K26的線圈也得電動作，圖2中K26的常開點11與14之間接通，左側端部閉鎖電機制動器打起，電機可以轉動閉鎖，右端部開閉鎖控制相同。

圖3

本次端鎖控制改造主要是更換了K25、K26、K27、K28四個繼電器，如圖4。

圖4

圖5

更換為4個帶有手動強制功能的繼電器。強制方法是圖5箭頭指示的開關向上扳起后，繼電器的常開觸點變成常閉觸點，常閉觸點變成常開觸點。當再次發生開閉鎖聯鎖故障同時需要對鎖頭進行一致化操作時，我們可以先手動強制這四個繼電器，例如需要將吊具統一打到開鎖狀態，我們需要將左側開鎖制動器控制繼電器K25與右側開鎖制動器控制繼電器K27強制，此時圖2中K25與K27的11與14點接通，然后用改錐捅左側電機開鎖接觸器KM1與右側電機開鎖接觸器KM3，當KM1與KM3接通的瞬間，K25與K27也瞬間得電，相當于吊具兩端的電機制動器瞬間打起，吊具鎖頭全部變成開鎖狀態后將繼電器恢復，故障解除。而且，這種改變不會有安全隱患發生，即便這四個繼電器強制打起后忘了恢復，也不會發生制動器突然打起的現象，因為圖2只有在給吊具開閉鎖動作時，制動器BGE的輸入電壓2、3端子才有380V的電壓，其他時候制動器根本沒有輸入電壓。端鎖電機接觸器與電機制動器控制繼電器同在一個吊具控制柜內，可以一人操作完成，與普通吊具維修基本一樣。

3 結語

本次電雙箱端鎖控制改造降低了維修成本，縮短了維修時間，提高了裝卸橋的生產效率。