集装箱门式起重机大车行走机构技术

集装箱门式起重机大车行走机构技术研究

摘要：集装箱门式起重机是国内外非常受推崇的集装箱堆场机型，本文介绍其现有大车行走机构技术并对未来技术发展进行预测。

关键词：集装箱门式起重机；大车行走机构 ；技术分析 abstract: container gantry crane is very popular container stack crane, this paper introduces new development of large vehicle traveling mechanism, and forecast the trend in the future.

key words: container gantry crane; large vehicle traveling mechanism; technology analysis.

集装箱门式起重机按照大车行走机构可分为轨道式集装箱门式起重机（rmg）和轮胎式集装箱门式起重机（rtg）。本文从这两种类型结构分析现有大车行走结构技术并对未来技术发展的预测。 1轨道式集装箱门式起重机大车行走机构主要由运行支承装置、运行驱动装置以及安全装置三大部分组成。运行支承装置用来承受起重机的自重和外载荷，并将所有这些载荷传递给轨道基础建筑；运行驱动装置用来驱动起重机在轨道上运行；安全装置用来保障起重机的安全运行。

1.1 支承装置：由均衡梁、车轮组件、轨道等组成

1.1.1 均衡台车架：起重机在枕木支承的轨道上运行时，其允许轮压为100kn~120kn；在混凝土和钢结构支承的轨道上运行时，

其允许轮压为600kn。当起重量过大时，通常用增加车轮数目的方法来降低轮压。为使每个车轮的轮压均匀，采用均衡台车式的支承装置。通常有双轮车轮组、带一个均衡梁的三轮车轮组、带一个均衡梁的四轮车轮组、带两个平衡梁的五轮车轮组、带三个平衡梁的六轮车轮组、带三个平衡梁的八轮车轮组等 （带一个平衡梁的四轮车轮组）

1.1.2车轮结构形式：考虑到制造、安装和维修方便以及系列化要求，常把车轮、轴、轴承等设计成车轮组件，根据轴的结构型式分为转轴式车轮组件和定轴式车轮组件。车轮组大多采用角型轴承箱结构. 采用这种结构制造、安装调整都很方便，适用于多轮结构，通过微调保证轮轴平行度，避免啃轨。缺点是构造较复杂，重量大，零件多，安装精度低。也有直接在车架上镗孔组装车轮的结构，这样可以提高车轮的安装精度，减小车轮组的重量。缺点是在车架上需要机械加工、工艺比较麻烦，调整车轮也不如采用角型轴承箱方便。

为了实现起重机系列的模块化，可将电动机、制动器、减速器和车轮组成的驱动装置与端梁共同组成系列化的模块，由于不受轮距限制，组合更加灵活，用途更加广泛。 a.心轴式 b.转轴式

1.2 驱动装置：驱动装置的主要布置形式有以下几种 (a)底座式立式减速器结构：适用于各种吨位、跨度、工作级别的门机大车运行机构，但台车单侧宽度较大,需留足够的安全距离。

(b)套装式立式减速器结构：机构更加紧凑,且便于安装，但在实际使用中故障率比较高

(c)底座式卧式减速器结构：机构结构较复杂，中间过渡齿轮承受较大的扭矩，齿轮润滑条件差，新型设计中一般不采用 (d)立式“三合一”减速器结构：结构紧凑安装方便，使用变频调速。

(e)垂直式“三合一”减速器结构：结构更加紧凑完美,但成本较高

目前在项目设计中多采用“三合一”减速器结构

1.3 安全装置：缓冲器，激光测距仪，防风铁楔制动器，轨道车挡以及轨道清扫器、防风锚定、拉索装置等都是目前比较常用的安全装置。新型的刹车系统，刹车片直接作用在轨道上，防止车轮打滑，可作防风和紧急刹车使用（一般刹车需减速）。

缓冲器：木质缓冲器：缓冲能力很小，适用于碰撞速度很小的场合

橡胶缓冲器：结构简单，制造方便，成本低，适用速度小于50m/min的情况

弹簧缓冲器：结构简单，成本低，吸收能量大，被广泛应用 液压缓冲器：运行平稳，缓冲能力强，但比较复杂，成本高，密封要求高。

防风抗滑装置：锚定装置和防滑靴

电子安全装置：传感限位开关、红外激光测距仪、gps定位、纠

偏系统

2 轮胎式集装箱门式起重机大车行走机构也由支承装置、驱动装置、安全装置组成

2.1支承装置：由轮胎、平衡梁、转向机构组成

2.1.1轮胎：目前主要有4轮(轻型)、8轮或16轮。轮数是根据场地轮压的要求而设计的。行走机构可以是四轮或两轮驱动。轮胎充气压力一般为1mpa。轮胎布局有多种形式，国内目前普遍采用的是叉架---单轮胎式结构，这种结构简单、稳定，但更换轮胎不方便，转向过程轮胎磨损大。除了这种结构外，国外也有其他多种个性的结构，其美观、简洁。

2.1.2平衡梁：目前，绝大多数rtg大车机构只有一个平衡梁或者没有平衡梁，有无平衡梁是根据轮数确定的。平衡梁结构设计上基本大同小异

2.1.3转向机构：可分为液压油缸转向和旋转支撑转向；双边叉架形式的大车多采用液压油缸转向，结构简单，成本低。16轮的rtg由于结构限制，多采用旋转支承方式转向。目前也有液压举升机构与液压油缸组合转向机构，这种结构能有效减少转向过程中轮胎的磨损，但操作时间长。 国外也有采用液压马达与旋转支承组合的转向机构，这种结构紧凑，但相对复杂，成本高。

2.2驱动装置：世界上目前柴油发电机供电的轮胎式集装箱起重机有6500多台，柴油发电机供电目前还是主流形式，随着石油紧张带来的柴油价格上涨以及柴油发电污染严重，许多场桥正在寻找

其他能源供给方式。下面是目前两种新型可行方案

（1）超级电容作为储能装置并入起重机电路中，实现消除黑烟、减低噪音4～5db、能耗下降30％以上的环保效果，并使柴油发电机组寿命延长。

（2）采用市电供电的rtg不仅具有极强的成本优势。而且无黑烟排放，低噪音，达到绿色的环保效果。

驱动结构大致有三种：链条传动、驱动桥驱动、减速器传动 2.3安全装置：rtg和rmg基本类似

目前在港口集装箱码头和集装箱货场，rmg由于稳定性好，结构简单，节能环保，操作方便，安全可靠，不易发生机损和货损事故，容易实现多机控制，已经成为其首选机型。同时rtg转场灵活，装卸效率高，工程投资少，也受到用户的青睐。但rtg传统动力由柴油发电机组供给，能量转换率低，能耗大，成本高，也是制约其发展的因素，近年来通过市政供电代替柴油机组（油改电），解决了柴油发电机组带来的高能耗，高成本，高污染，高噪声，维护量大等缺点。该技术是现阶段港口集装箱装卸领域开展节能减排的重要技术手段。 参考文献

gb/t3811-2008 起重机设计规范

张德文, 谢琛, 陈丽昕. 轨道式集装箱门式起重机的技术分析[j]. 港口装卸 , 2005,(05)

陆爱国. 轨道式集装箱门式起重机的发展[j]. 港口装卸 ,

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彭传圣. 电动轮胎式集装箱门式起重机与节能减排[j].中国港口,2010,(08)

简介：姓名：樊荣（1983-），男，湖南长沙人，职称：工程师，学历：本科，主要研究方向：机械设计与制造