第十章 集装箱用具、吊具上架、吊钩横梁

第十章集装箱吊具、吊具上架、吊钩横梁第一节集装箱吊具集装箱吊具是装卸集装箱的专用吊具，它通过其端部横梁四角的旋锁与集装箱的顶角配件连接，由司机操作控制旋锁的开闭作业。

集装箱吊具的质量与可靠性，直接影响着起重机的整机性能。

ZPMC集装箱吊具按照ISO标准设计和制造。

设汁时，充分考虑了集装箱起重机的恶劣工况，采用了特殊的防震、防松、防潮和防高温措施，从而保证集装箱作业安全。

一、集装箱吊具的型式集装箱吊具按其结构特点，可分为4种型式。

1、固定式吊具固定式吊具也称整体式吊具，它只能装卸一种规格的集装箱。

它无专用动力装置，是通过钢丝绳的升降带动棘轮机构驱动旋锁转动，从而以钢丝绳机械运动的方式实现自动开闭锁销。

这种吊具结构简单、重量轻，但使用不便，一般用于多用途门机和一般门机上（图10－1－1）。

2. 主从式吊具主从式吊具也称组合式吊具。

这种吊具由上下两个吊具组合而成。

一般上吊具为20 ft，下吊具为40 ft。

在上吊具上装有动力装置。

起吊不同规格的集装箱时，只要装上或卸下下吊具即可。

主从式吊具与固定式吊具相比，它使用方便，但重量较大，如图10－1－2。

3. 子母式吊具子母式吊具也称换装式吊具。

这种吊具在其专用吊梁上装有动力系统，用来驱动下面吊具上的旋锁机构。

在吊梁下可换装20 ft、40 ft等多种规格集装箱固定吊具。

与主从式吊具比较，它具有自重较轻，但更换吊具花费的时间较长，如图10－1—3。

4. 伸缩式吊具伸缩式吊具是通过液压传动驱动伸缩链条或油缸，使吊具自动伸缩改变吊具长度，以适应装动伸缩改变吊具长度，以适应装卸不同规格的集装箱。

伸缩式吊具虽然重量较大，但长度调节方便，操作灵活，通用性强，生产效率高，因此目前世界上的集装箱专用机械大都采用这种吊具（图10－1—4）。

图10—1—3 子母式吊具二、固定式吊具固定式集装箱吊具由传动机构（图10－1—5）、牵引机构、联杆机构、旋锁机构、固定导板和结构件等组成。

其工作原理如下：当挂在起重机吊钩上的牵引钢丝绳张紧时，带动一套传动机构转动，传动机构带动联杆运动使旋锁闭锁。

该传动机构是一个每次能旋转180°的棘轮装置。

当牵引绳松弛时，牵引机构中的一根复位弹簧使驱动机构的下转盘复位；当牵引钢丝绳再次张紧时，又带动该套驱动机构转动使旋锁开锁。

在每套40 ft固定吊具的联杆下各有一套托辊装置，承受联杆的重量并确保联杆的灵活运动。

锁销机构联杆上的一个曲柄按比例将驱动机构的180°转动转化成锁销的90°转动，从而实现了吊具的自动开／闭锁动作。

机械联锁装置确保了只有在吊具完全着箱后，旋锁才能做开闭锁动作。

吊具四角的4个固定导板方便了操作者的快速对箱。

另外，在吊具的两端分别装有一套开闭锁指示器，向司机提示锁销的开闭锁状态。

ZPMC生产的固定式吊具分为20 ft和40 ft两种。

三、自动伸缩式吊具自动伸缩式吊具分为标准吊具、双箱吊具、旋转吊具3种。

下面以ZPMC生产的自动伸缩式吊具为例进行介绍。

1. 标准吊具标准伸缩式吊具由钢结构、锁销机构、伸缩机构、导板机构、前后倾斜机构（可选是否装在吊具上）等组成。

（l）钢结构。

吊具的钢结构是吊具的承载构件，它呈全封闭式，由主梁和伸缩梁两部分构件，它呈全封闭式，由主梁和伸缩梁两部分构成。

伸缩梁结构被嵌套在主梁的两根“Ⅲ”形梁中。

在伸缩驱动力的作用下，它可以在“Ⅲ”形梁中滑动。

图10—1—5 传动机构伸缩梁与端部横梁用焊接方式替代传统的螺栓联接方式，这样就可避免因螺栓松动而引起的螺栓断裂现象。

“Ⅲ”形梁和端部横梁采用薄板冷弯成两个“［”形后再对接拼焊。

这种结构能大大减少了焊缝，薄板冷弯成形后能提高材料的屈服极限，从而提高梁的强度和刚度。

由于结构件被固定在工装胎架上焊接成形，所以焊后无需校正就能保证加工形位公差要求。

为了提高起重量和减轻吊具的自重，吊具的结构件广泛采用国际先进的特高强度焊接钢板。

（2）锁销机构（图10－1—6）。

吊具有的4个锁销，采用悬挂方式支承，通过锁销螺母支承在推力关节轴承上。

该轴承由轴承钢制造，能承受较大的轴向冲击力，完全适应于集装箱吊具大负荷、高冲击、露天作业的恶劣工况。

轴承座上开有润滑油槽，以保证支承面能得到良好的润滑。

推力关节轴承的上半部球形支承面作用在凹球面上，允许在较大范围内摆动，从而使吊具锁销在空间实现了全方位的“浮动”。

这样，吊具锁销在吊集装箱时仅承受纯拉力，而且使锁销更容易被插入集装箱上的角配件孔中。

这种“浮动”锁销也能装卸略有变形的集装箱。

位于吊具四角的顶销被用来检测吊具是否完全着箱。

图10－1－6 锁销机构为了确保作业安全，吊具锁销除了电气联锁外，还装有机械联锁装置（图10－1－7）。

当吊具将集装箱吊至空中时，若电气联锁失灵或司机误操作，机械联锁装置保证锁销机构绝对不发生转动。

其原理如下：在锁销机构的转柄上开有两个半圆形缺口：当吊具与集装箱脱离或吊着集装箱时，顶销上部的圆柱体正好卡在转柄的缺口处，阻止转柄的转动，防止吊具的锁销在吊着集装箱时的误转动；当吊具落在集装箱上时，顶销上的圆柱体在高度方向上离开了转柄的缺口，转柄转动，实现开闭锁动作。

吊具两端的端梁内各有一套由油缸推动的曲柄连杆机构，每套机构驱动两个锁销动作。

它们被安装在箱形端部横梁内，不会受到外力破坏，具有很高的可靠性。

开（闭）锁限位开关也被安装在端部横梁里面，通过检测连杆上感应块的两个位置来检测开（闭）锁状态。

箱形端梁的内侧开有安装检修孔，并用耐油橡胶板遮盖，以防水、防尘。

另外，利用装在锁销系统液压回路中的减压阀减小工作压力，以减小油缸的推力。

在正常工作状况下，由吊具下的空载集装箱所产生的摩擦阻力大于油缸的驱动力，从而保证空中吊箱时不会出现开锁现象。

（3）伸缩驱动机构和减磨装置（图10－1—8）。

吊具伸缩动作靠油马达和减速箱驱动链轮链条传动实现。

当伸缩梁在伸缩运动过程中遇到限位开关时，即发出信号并切断伸（缩）电磁阀电源，使油马达停止转动，吊具定位于设定的20ft 、40 ft或45 ft位置，并在司机室的显示屏上显示吊具的伸（缩）长度。

在伸缩链条的两边各有一套张紧和缓冲装置（图10－1—9）。

该装置中装有专用碟形弹簧，用以吸收图10—1—7机械联锁装置一部分来自伸（缩）方向的冲击能量。

图10－1—8 伸缩驱动机构除了在液压系统中有过压卸荷保护外，还采用摩擦式驱动链轮来保护吊具的伸缩机构。

当吊具所受的外力大于摩擦链轮的设计力矩时，该链轮产生滑转，以吸收冲击能量，达到保护机械和液压部件的目的（图10—1—10）。

在伸缩梁和“Ⅲ”形梁的滑动面之间装有特制的减磨垫块，以减小伸缩梁动作时的摩擦阻力。

用于制作垫块的减磨材料具有较高的强度，能够承受伸缩梁传递到“Ⅲ”形梁的挤压和冲击载荷。

（4）导板机构（图10－1—11）。

导板分别安装于吊具的4个角上。

导板工作可靠，能帮助司机快速将锁销插入集装箱的角配件孔中，以提高装卸效率。

导板分活动导板和固定导板两大类。

活动导板主要用于与岸边集装箱起重机相10—1—11 导板机构配的吊具上；固定导板则多用于与轮胎式龙门起重机相配的吊具上。

活动导板有两种驱动形式，即用往复式油缸推动扇形齿轮，或用摆动油缸均能实现导板的摆动。

导板的摆动幅度为180°,导板下压时的扭矩不小于1200Nm。

导板抬起后，其外形尺寸不得超出转销箱的边界尺寸。

由于4组导板具有独立的驱动装置，因此它们可按司机的操纵指令，或同时动作或成对或单独动作。

ZPMC生产的固定导板是通过螺栓或销轴等形式固定在吊具端梁的两端。

另外，为装卸超宽集装箱，还专门设计了能适应8 ft和8 ft 6 in两种宽度规格宽集装箱导板。

（5）前后倾装置（图10－l－12）。

作为一种可选择的设备，前后倾装置可安装在集装箱吊具上，用于岸桥在装卸中小型集装箱船舶时的快速对箱。

其原理是：在吊具和上架之间装有4个前后倾油缸，通过海侧的两个油缸伸（缩）和陆侧的两个油缸缩（伸）来实现前后倾的动作。

吊具空载时，前后倾的范围为±5°。

目前ZPMC生产的前后倾装置有4种；①三角架式；②吊具上装4个接触油缸式；③吊具中架上装4个接触油缸式；④吊具和上架之间装4个直线油缸。

这4种前后倾装置基本上可实现各种伸缩式吊具的前后倾作。

图10－1—12 ZPMC吊具前后倾4种形式（6）伸缩定位装置（图10－1—13）。

当吊具受到较大外力冲击时，吊具伸缩位置会发生微动而影响正常装卸作业，因此岸桥在吊具底梁主结构上安装了一套伸缩定位装置。

该定位装置由液压油缸、定位销轴、限位开关等组成。

其工作原理是：当吊具伸缩至20 ft、40 ft、45 ft位置时，定位液压油缸推动活塞杆插入焊于伸缩推杆相应位置上的定位孔中，并由限位开关提供其动作的信号。

伸缩动作开始前，首先将定位销退出并触动限位开关，发出定位销退出到位信号，然后才开始伸缩动作；伸缩到位后，伸缩位置限位发出到位信号，再延时若干秒，定位销才插入推杆定位孔中，以锁定吊具伸缩梁，从而确保4个锁销吊点处于正确位置。

图10—1—13 伸缩定位装置图10－1—14 吊具电气控制系统（7）液压系统。

吊具的伸缩、旋转和导板运动均用液压传动。

吊具液压系统的详细内容见第八章。

（8）电气控制系统（图10－1—14）。

吊具上所有的用电设备和受控元件均通过一个密封的电控箱，采用专用多芯插头／插座与吊具电缆相接，既可靠又便于更换吊具。

吊具上所有的电气接线箱均由耐酸不锈钢制成。

为防止箱子中电气元件的松动，在接线箱的固定位置上加装了减振垫。

限位开关的作用是；（1）着箱检测。

检测吊具的每一个锁销是否进入集装箱锁孔，并可与锁销动作联锁。

（2）开／闭锁检测。

检测吊具的锁销是否到达全开／全闭锁位置，它们与起升机构联锁就能保证安全。

（3）伸缩位置检测。

检测伸缩梁是否在所要求的20 ft／40 ft／45 ft位置，并与锁销动作联锁，并确保吊着箱子时不做伸缩动作。

（4）伸缩定位销状态检测。

检测定位销是否插入定位孔中，并可与伸缩动作联锁。

以上限位开关与起重机的操作系统构成了一套完备的安全联锁保护。

（9）安全联锁。

具备以下3个条件，才能实现安全联锁。

第一，仅当4个锁销全部正确的插入箱孔时，才能进行锁销的开锁或闭锁动作。

当吊具将集装箱吊离地面时，锁销不能有任何动作，为此，除电气、机械联锁保护外，此时锁销锁头上部的方榫卡入集装箱的角孔内，保证锁销不转动。

第二，仅当4个锁销全部处于全开锁或全闭锁位置时，起升机构才允许动作。

第三，当起吊集装箱时，伸缩梁不允许有伸缩动作（只针对单箱吊具而言）。

ZPMC生产的标准吊具技术参数列于表10－1—1。

ZPMC生产的标准吊具技术参数列于表10－1—12. 旋转吊具（图10－1－15）可实现平面旋转运动的吊具称为旋转吊具。