第六章 岸桥的运行机构和装置

第六章岸桥的运行机构和装置第一节起升机构一、概述岸桥起升机构的作用是实现集装箱或吊具吊梁升降运动，它是岸桥最主要的工作机构。

起升机构除了采用专用集装箱吊具起吊集装箱外，还可以通过吊钩梁对重件、件杂货进行装卸作业。

岸桥的起升机构由一组或两组对称布置的起升绞车（分别由一台或两台电机驱动），相应的联轴器、制动器、减速器等部件组成，通过驱动钢丝绳卷筒进行卷扬动作。

当采用两组对称布置的起升绞车时，为了保持同步运行，必须在高速轴（电机轴端）和低速轴（卷筒轴）之间装设同步装置。

如果采用电驱动技术能确保同步，也可以不要机械同步，但必须征得用户认可。

由于岸桥的起重量一般为40t或更大，通常用4根钢丝绳并通过吊具滑轮形成8根独立的钢丝绳承受外载荷。

为便于更换绳，通常将两根卷扬钢丝绳的4个绳头分别固定在卷筒上。

起升机构一般应满足下列要求：（1）起升机构应符合文件规定的工作级别或规范标准的规定，当没有明确提出执行标准时，一般采用FEM规范。

中国采用《起重机设计规范》（GB38ll）。

（2）起升机构的驱动装置一般设置在机器房内，各部件安装在具有足够强度和刚性的共用的底架上。

底架再与机器房钢结构固定。

（3）驱动装置的各传动轴同心度应是可调的，当轴同心度出现很小的偏差时可通过底盘和机座之间的调整垫片进行适当调整。

可用定位销或楔形止动块将各部件定位在底架上。

（4）传动装置的支座应有足够的侧向刚度，以承受因钢丝绳偏斜产生的侧向力，保证盘式制动器正常工作。

（5）钢丝绳工作时对卷筒绳槽的偏斜角一般不大于3.5°，对滑轮槽的偏斜角最大不大于5°。

（6）在高速轴（减速器侧）和低速轴（卷筒轴侧）装设有可靠的制动器。

（7）配置可靠的安全保护装置，包括高度指示器和限位保护、超载保护、超速保护、挂舱保护架、对转动部件外侧应装设安全防护栏，在卷筒的下方应有接油盘，以防止污染环境。

（8）便于维护保养，留有足够的维修保养空间和通道，一般人行通道宽度≥0. 7 m。

（9）当电气系统发生故障时，应有将货物放置到地面或将吊具自舱内取出的措施。

二、起升机构的组成起升机构由驱动机构、钢丝绳卷绕系统、吊具和安全保护装置等组成。

驱动机构包括电动机、联轴器、制动器、减速器、卷筒、支承等部件。

安全保护装置除了高、低速级配备制动器外，还包括有各种行程限位开关、超速开关以及超负荷保护装置等。

1. 电机(1）电机的特点。

在岸边集装箱起重机的起升机构上. 驱动电机有交流和直流电机，过去多采用直流电机。

随着交流变频调速技术的进步，交流电机也逐步被采用。

考虑到起重机起升工况的特点和载荷特点，直流电机的过载能力一般都较大（达到250%或更高），并配有风机以保证起升电机连续性的工作要求。

(2）对起升机构电机的要求。

第一，良好的散热性能。

因起升机构接近连续工作，必须强制通风。

为控制机房温升，可将电机排风口直接通向机器房外。

第二，如采用直流电机，应有透明板，以方便检查碳刷和整流子。

第三，对相对湿度大的场所，内部配加热器，配有过热报警和断电保护装置。

第四，对于在高温环境下作业的，应选用F级绝缘。

第五，在室内安装的起升电机，其保护等级不低于IP23，在室外应达到IP54。

第六，配有风机的电机上，应配有空气过滤器。

第七，所有电机应在短时间内具有规定力矩过载能力。

第八，风机在电机不用时，应有一可调的延时及断电功能。

2. 制动器为了保证岸桥高速、高效和安全可靠地工作，制动器应遵循下列原则；第一，起升机构应采用常闭式制动器，制动器的安全系数应不小于1.75。

若安装两个以上制动器，则每个制动器的安全系数应大于1.25。

第二，最大限度减小安装在高速轴上的制动器的飞轮矩，以利起升机构电机能迅速启动达到额定速度运行。

第三，高速轴上的制动器应安装在减速器轴端，而不是电机轴上，保证制动安全可靠。

同时为了使机构布置紧凑，应力求轴向尺寸最小。

第四，制动器应有磨损自动补偿装置和备有手动释放装置，以作释放松闸用。

第五，制动器在振动、噪音、防松、防锈、防潮、防盐雾和不同环境温度等方面均应满足规范和买方文件的要求。

第六，新一代的制动器为智能型制动器，能自动发出制动器工作温度和工作状况的信号。

大量实践证明，目前岸桥起升机构高速轴广泛采用的电动推杆操作的盘式制动器，低速轴采用的液力泵站开释的盘式制动器可以满足上述各项要求。

过去在岸桥的低速轴也有采用带式制动器的，但因为增力型制动器对摩擦系数比较敏感，散热性能差，目前在岸桥上已很少采用。

3. 减速器（1）起升减速器通常采用卧式减速器，通常采用为平行轴式、水平剖分、底座安装，箱体为钢板焊接，齿轮全部为渗碳淬火硬齿面并磨齿。

（2）箱体应有足够的刚度，以保证受载后产生的变形不影响齿轮啮合。

（3）良好的润滑和散热条件，保证在持续工作下的温升不超过规定的温度，一般不超过70°C。

（4）便于维修保养，如放油彻底，加油方便，有检查探视孔和长时间不工作时放出积水的设施，带过滤器以及与大气相通的呼吸器。

（5）减速器的配置，一般按照起升机构布置型式可采用一台或两台减速器，因此，选型或计算时，应注意输出轴的外载荷产生的力矩和径向力。

4. 联轴器对起升机构联轴器的基本要求第一，高可靠性。

普遍采用齿形联轴器或梅花型联轴器。

蛇形联轴器因疲劳被剪断后将会产生危险后果，在起升机构中已不采用。

第二，易于调整其同心度。

因为经过一段时间工作后焊接机架会产生变形，需要定期检查调整。

第三，工作过程中，在外载荷作用下由于机架的变形使联轴器产生径向平面角度偏差，应使由此产生的磨损最小。

第四，在润滑方面，必须有防止油脂外泄的措施，以免油脂污染制动盘及其周围环境，但一般使用一段时间后油滴容易飞溅到制动盘上。

因此近来在起升、俯仰和小车运行机构中使用梅花型联轴器较多。

第五，安装时保证足够的精度，其静态的同心度偏差不能超过规定要求（一般要求小于0.1mm）。

个别要求还更高。

5. 钢丝绳在岸边集装箱起重机中，起升钢丝绳通常选用线接触钢丝绳。

钢丝绳中钢丝公称抗拉强度不宜大于1700 MPa；对于优质钢丝绳，可提高到 1800 MPa。

在岸桥中，由于吊具上钢丝绳相互距离较大，钢丝绳受力后不会造成绳索相互缠绕的现象，所以也可将两根起升钢丝绳选为同一旋向（左旋或右旋）钢丝绳。

一般不指明要求时均是右旋.6. 安全限位开关和超负荷限制器1）凸轮式行程限位开关或脉冲编码器和离心式超速开关，一般直接连接到卷筒出轴上，或安装在减速器低速轴端，提供起升卷筒速度控制、减速和停止信号，以及行程的上限和下限保护和超速保护，并连续提供起升高度位置信号。

近年来在有的岸桥电机尾端轴上装有脉冲编码器，使机构更为紧凑，反应更加灵敏。

2）在起升卷绕系统中，还设置超负荷限制器。

通常采用压力传感器，大多情况下是设置在前大梁头部或尾部的倾转装置的钢丝绳接头或导向滑轮上，也有放置在小车架起升滑轮轴或支承上的。

3）为防止货物落地后起升绳过度松弛，必须设有起升松绳限位装置。

该限位形过刊股置在起升卷筒钢丝绳出绳下端，有时设置在吊具上架的滑轮轴下部。

三、起升机构的典型布置形式起升机构有如下几种布置形式：1. 一台减速器居中，两侧布置电机和卷筒一台减速器居中，两侧布置电机和卷筒如图6－1－1所示。

该布置形式结构紧凑，占机器房空间小，也有利于减小钢丝绳对卷筒的偏角，但减速器体积和重量较大，需配备大起重量的维修起重设备。

采用这种布置形式，要考虑方便电机的接线盒和碳刷部位的维修，位于卷筒和电机之间的制动器应注意留有安装和调整空间。

2. 两台减速器居中，两侧分别布置电机和卷筒两台减速器居中，两侧分别布置电机和卷筒如图6－1－2所示。

其布置形式使两卷筒距离较大，有利于减小绳对卷筒的偏角和大梁尾部滑轮组的布置，减速器易于制造，可减少机房内维修起重机的起重量，但占用空间较大，设计时应注意在各部件之间留出检测和维修空间，并配置同步联轴器。

3. 两台减速器外置，卷筒和电机居中该结构布置形式，省掉了卷筒支承和同步联轴器，结构较为紧凑，采用两套减速器也使得每套减速器体积和重量较小，可减小机房维修行车的起重量。

这种布置形式的缺点是卷筒的长度尺寸大，不利于尾部滑轮的布置，造成钢丝绳的偏角过大，特别对起升高度很大的超巴拿马型岸桥，卷筒长度将达7～8m。

另外，一旦卷筒与联轴节出现偏角，必须调整一个减加速器，同时电机和制动器也要作相应的调整。

调整困难，不推荐使用这种型式。

4、卷筒居中，电机分别布置在两减速器外侧卷筒居中，电机分别布置在两减速器外侧如图6－1－4所示，该结构布置形式长度方向尺寸偏大。

但检查维修较为方便。

减速器体积和重量较小，可减小机房维修行车的起重量。

这种布置形式适合于小型岸桥。

它的缺点与第3种型式相似，不推荐使用。

5. 双速式起升机构随着集装箱大型化的发展，集装箱的重量也在增大，其额定起重量也由30.5t、35t、40t、50t发展到60t、65t，起升机构除了正常起吊集装箱作业外，在港口有时也用来起吊重件。

ZPMC已开发双速式起升机构。

它可以通过改变减速器的传动比来改变它的输出力矩，从而可适应在不同负荷时不改变起升电机的功率，而是改变其速度以满足需要。

换档方式有三种型式：（1）机械拨叉式。

主要利用手动拨叉来进行换档，适用于不经常起吊重件的起升机构上。

（2）液压离合器式。

减速器各种不同速比的齿轮副的啮合利用液压离合器进行换档，结构较为复杂，体积较为庞大，但工作平稳，可实现自动操作。

（3）机械液压式。

主要是利用液压小油缸代替手动进行换档，换档均是吊具在地面时进行，这种型式结构较为紧凑，工作效率较高，安全可靠，适用于经常性使用起吊重件的起升机构上。

6. 载重小车式起升机拘起升驱动机构布置在载重小车的机器房内，机构的布置形式一般如图6－1－5所示。

该结构布置形式除了要满足载重小车式布局特点外，机构的布置应尽量紧凑。

两套绞车在减速器高速轴端可以用传动轴联接，也可用离合器联接，后者根据需要，可使两套绞车分别独立运动，完成左右倾转的动作。

两套绞车完全独立运动是由于两减速器之间还需布置电缆卷筒，同时也需完成倾转中的一个动作。

因此，应注意加装同步联轴器或利用电气控制保持两个电机起升动作的同步。

四、起升钢丝绳卷绕系统1. 钢丝绳卷绕系统布置（1）牵引小车式岸桥起升钢丝绳卷绕系统。

牵引小车式岸桥起升钢丝绳卷绕系统一般有如图6－l－6和图6－1—7所示两种布置形式，由尾部滑轮组、小车滑轮组、头部滑轮组、吊具上架滑轮组以及钢丝绳挡块、抗磨块、托辊、调整接头等组成。

这两种布置形式的区别主要在于实现吊具倾转的3个动作的机构组合不同。

（2）载重小车式钢丝绳卷绕系统布置形式。

对于载重小车式岸桥，起升机构一般均布置在载重小车的机器房内，其钢丝绳卷绕系统如图6－1－8所示。