防风铁楔在岸边集装箱起重机防风改造中的应用

防风铁楔在岸边集装箱起重机防风改造中的应用崔 晔 邵诚佳上海振华重工集团股份有限公司 上海 200125摘 要：当前港口集装箱运输行业的蓬勃发展，促使大型集装箱起重机不断朝着高速化、大型化发展。

由于集装箱港口通常位于沿江沿海地区，台风龙卷风等自然灾害时有发生。

而岸边集装箱起重机结构和迎风面均较大，相比其他装置更易受大风的袭击。

因此，有效、可靠地提高岸边集装箱起重机的防风性能，对港口安全生产具有十分重要的意义。

文中详细介绍了防风铁楔的结构特点和工作原理，结合岸边集装箱起重机的实际工况，对防风铁楔的电气控制系统进行改进设计，改进后的运行效果良好，达到了改造的目的。

关键词：岸边集装箱起重机；结构；防风铁楔；改造中图分类号：U653.921 文献标识码：A 文章编号：1001-0785（2019）08-0098-04Abstract: Currently, the vigorous development of the port container transportation industry has promoted the continuousdevelopment of large container cranes towards high speed and large scale. As container ports are usually located in coastal areas along the Yangtze River, natural disasters such as typhoons and tornadoes occur from time to time. However, the quayside container crane has a larger structure and windward side and is more vulnerable to strong winds than other devices. Therefore, effectively and reliably improving the windproof performance of quayside container cranes is of great significance to the safe production of ports. In this paper, the structural characteristics and working principle of the windproof iron wedge are introduced in detail. Combined with the actual working conditions of the quayside container crane, the electrical control system of the windproof iron wedge is improved and designed. The improved operation effect is desirable, and the purpose of transformation is achieved.Keywords: quayside container crane; structure; windproof iron wedge; reform0 引言随着港口航运业和集装箱船的不断扩大，港口起重机也得到了迅速发展。

岸边集装箱起重机（以下简称岸桥）是集装箱船与码头前缘之间装卸集装箱的重要设备[1]。

岸桥及其他港口起重机设备的大规模快速发展也带来了一系列的防风问题。

近年来，台风和热带风等强风引发的港口机械损伤事故经常发生[2]，合理选择岸桥的防风装置，避免风暴事故至关重要。

目前市场上主流防风措施主要有夹轮器、顶轨器、防风铁楔等。

从实际使用情况来看，夹轮器虽能夹紧车轮边缘，但因大车车轮和轨道接触面很小，摩擦阻力也较小。

顶轨器的顶块与钢轨能提供更大的摩擦力，但动作缓慢，在起重机操作和工作期间不防风，且不提供垂直力。

所以，顶轨器通常用在大型岸桥上。

而防风铁楔通过起重机自重来提供比弹簧大得多的压力，同时提供更大的摩擦力。

此外，当大车行走机构运行时，如突然遇到一阵强风，此时防风铁楔就能立即楔入起重机，发挥防风作用，是自动控制的防风装置中最有效的一种，并且防风铁楔在所有港口起重机上都可使用[3]。

本文介绍了一种用于香港ACT 码头的新型电动液压防风铁楔。

该防风装置不但能自动控制，且维护方便、构造简单、安全可靠，还可有效地起到防风作用，保障设备安全。

1 防风铁楔防风铁楔通常用于工作及非工作情况下的辅助防风制动。

如图1所示，在香港ACT 码头防风改造中使用的防风铁楔装置。

图1 香港ACT码头加装防风铁楔1.1 防风铁楔的工作原理岸桥大车行走机构运行前，先朝与风向相反的方向驱动车轮使楔块不承受车轮压力，然后给电力液压推动器通电，通过杠杆机构驱动制动臂提起楔块，使其脱离轨道面并远离车轮，防风阻力消除；推动器断电，楔块在自身重力作用下插入车轮踏面与轨道间，当主机受风力作用时，车轮在风力作用下移动并压上楔块,从而阻止起重机爬行，起到防风作用[4]。

防风铁楔必须对称安装，成对使用，即在大车运行的两个方向上，对称布置，否则达不到两个方向上的防风的要求。

1.2 防风铁楔的结构如图2所示，防风铁楔主要由安装板、推杆、调节螺轴、楔形调节螺栓、手动释放手柄、插销、车轮、楔块、制动臂、侧板、限位开关、芯轴、楔块连接销等部件组成。

1.安装板2.推杆3.调节螺轴4.楔型调节螺栓5.手动释放手柄6.插销7.车轮8.楔块9.制动臂 10.侧板11.限位开关 12.芯轴 13.楔块连接销图2 防风铁楔的结构1.3 防风铁楔的特点1）根据楔形自锁原理，采用特殊工艺加工,摩擦块加工成高强度高耐磨钢，形成齿形。

以确保足够的摩擦系数,使其具有较高的抗台的能力。

2）可通过PLC控制，当大车行走时,铁楔能自动抬起；停止运行或断电后,铁楔放下。

3）设有限位开关，可进行信号显示或联锁保护。

同时具有可根据实际需要设置铁楔延时放下及手动释放等功能。

4）铁楔抬起时不磨损，不影响使用寿命。

5）主摆动铰接点设有自润滑轴承，配合Ed回位弹簧推杆，运动性能优良，密封性能好，外壳防护等级高;并具有弹簧复位功能，避免了电源故障后推动器动作不敏感的楔块无法及时复位。

6）与同类产品不同，如铁楔遇风楔死时，大车相反方向点动即可起动运行。

不会因铁楔被压死，需人工干预，大车才能重新起动运行[5]。

1.4 防风铁楔的安装防风铁楔安装前的需要检查防风铁楔的各零件是否缺少；各螺栓紧固件是否有松动；防风铁楔动作是否灵活；楔块齿面是否沾有油污，油漆及其他杂质；楔块宽度是否小于车轮踏面和轨道顶部的宽度；检查防风铁楔铭牌（推动器铭牌）内容是否与选型一致。

如果不具备上述各种条件，则必须在解决后再完成安装。

此次改造的机械部分是在大车行走机构电机底座处增加连接支架。

连接支架的高度符合铁楔产品要求，即安装完毕后满足铁楔在装置通电时可正常提起，完全提起后机械限位可靠动作；切断电源后，铁楔落在导轨表面上，不会干扰其他部件。

同时，检查安装基座上的安装孔大小和位置是否符合安装要求，偏差在±0.5 mm 内，安装基座中心与车轮中心偏差在±2 mm内。

用水平尺测量安装面水平度及垂直度，以确保水泡在观察窗中心。

在支架与装置连接时，配M20螺栓与防风铁楔法兰面对撬固定，所有M20螺栓的预紧力为107.8 kN。

规格大于M12的紧固件热浸锌处理,锌层厚度达ISO十年防锈的标准。

如图3所示，防风铁楔安装于大车行走机构，对称安装在从动轮上，必须对称安装并成对使用，即在大车运行的两个方向上对称布置，否则达不到两个方向上的防风的要求。

图3 防风铁楔的装配图2 防风铁楔电气控制改造电气控制部分的改造主要由电气元器件、电缆的选型、原理图修改、增加控制程序、添加故障资料等部分组成。

按设计要求，每台岸桥配置4台防风铁楔，需实现如下防风铁楔工况：1）当控制合，司机操作大车手柄离开零位后，防风铁楔完全松开，除非防风铁楔完全松开否则大车不能运行；2）当大车机构停止运行时超过10 s，大车电机制动器关闭，防风铁楔器将自动放下；3）当现场风速大于20 m/s或安全回路断开，大车电机制动器立即关闭，10 s后放下防风铁楔。

2.1 电气元器件及电缆的选型文中所述采用YXZ800-80/8型防风铁楔，对应推动器型号为Ed800-80C，电机功率550 W，电流1.52 A，不含加热器。

行程开关内部触点：进线口螺纹 M20×1.5，触点容量为AC-15 2A/250V、DC-12 2A/48V，接入柔性电缆的截面积至少为2×0.75 mm2，其灵活性可确保制动器在操作时不会断开连接。

配置电气元器件有：带热磁保护的电机断路器GV2-PM07C(1.6～2.5 A可调)；侧装附加触点模块GV-AD0110；接触器LC1-D09F7C (辅助触点 110V AC 50/60 Hz)；输入输出信号点利用原项目电气房及大车操作站内模块备用点；电机电源配CJV/DA，4×1.5 mm2电缆，配M25×1.5填料函进线；防风铁楔打开限位配CJV/DA，3×1.5 mm2电缆，配M20×1.5填料函进线。

2.2 原理图修改1）三相断路器从母线处取电，经断路器连接至接触器上端。

2）断路器侧装辅助触点，分别连接至信号输入模块。

辅助触点用来观察断路器的状态。

如发生某个断路器跳闸时，程序报错，同时显示该断路器信故障息。

3）信号输出模块输出接触器吸合命令，接触器下端输出电源至防风铁楔电机，从而驱动防风铁楔制动臂及铁楔。

4）接触器N.O端口连接至输入模块，如模块得到该输入信号，表明接触器已吸合。

5）防风铁楔限位回馈铁楔打开信号至信号输入模块，表明铁楔已完全打开，防风铁楔满足大车运行条件。

2.3 新增防风铁楔控制程序1）在原岸桥大车控制程序功能块中，新增一个程序块Whlchoc，该程序块包含防风铁楔控制程序、故障报警等所有防风铁楔相关的控制程序。

2）如图4所示，大车行走运行时，当操作手柄离开零位后，防风铁楔接触器得电，开始打开铁楔。

图4 发出防风铁楔抬起的命令3）防风铁楔的制动器限位发讯，相应输入模块收到讯息，表示所有的防风铁楔已处于松开状态，大车允许行走。

4）如图5所示，如果在5 s内输入模块内没有防风铁楔制动器限位打开信号，会一个错误报警，防风铁楔输出在10 s后自动切断。