文档介绍：港口集装箱起重机吊具减摇装置分析
摘要:分析港口集装箱起重机吊具摇动产生原因。现有港口集装箱起重机的各种形式减摇装置。
关键词:港口集装箱起重机;吊具减摇装置;单摆模型;
1、前言
随着集装箱船舶日益大型化,对港口的岸边集装箱起重机(以下简称岸桥)和轮胎式集装箱龙门起重机(以下简称轮胎吊),轨道式集装箱龙门起重机(以下简称轨道吊)的装卸效率要求越来越高。港口集装箱起重机的装卸效率受很多因素的影响,吊具的摆动是关键因素之一。吊具的摆动增加了对箱的难度,延长了司机的作业时间,降低了司机操作的舒适性。同时,吊具的摆动增加了撞箱的风险,不利于码头的安全生产。为了使吊具在很短的时间内恢复静止或摆幅减小到允许的范围内,需要加装吊具减摇装置。
以下主要探讨现有的港口起重机的各种减摇装置。
2、吊具摇动成因
港口集装箱起重机的吊具是通过钢丝绳和小车连接的。当进行作业时,小车运行机构驱动小车运行,吊具通过钢丝绳获得加速力同小车一起运行。小车停止,吊具发生摆动,此时,停止的小车可以看做固定点,悬垂钢丝绳近似成柔性绳,吊具简化成质点,那么吊具的摆动可以简化成单摆模型。由此可以看出,吊具的摆动是不可避免的。
3、几种常见的减摇装置

严格意义上来说,这不属于减摇装置。它只是利用起升钢丝绳的交叉缠绕,增大钢丝绳和水平面间的夹角,增加钢丝绳在摇摆过程中的调整张力和阻摇的能力。这种方式的弊端十分明显,首先,减摇效果差,吊具在不同的高度及载荷下,减摇效果差异很大。其次,增加了钢丝绳的弯折次数,影响钢丝绳的寿命。

起升卷筒为八组绳槽卷筒,钢丝绳通过改向滑轮分别到吊具上架的四个固定点。钢丝绳在吊具和小车间形成四个独立的三角形,利用三角形的稳定性原理,实现吊具的摇摆控制。八绳防摇的另一个显著特点:用钢丝绳的固定点取代吊具上架上的滑轮,这样就消除了滑轮在钢丝绳上的滚动现象,从而减弱吊具的摇摆。
因具有以上的特点,并且在吊具的前后左右四个面上钢丝绳都形成了三角形结构,因此,在小车方向和大车方向上,防摇效果都很显著。
由于被抑制的摆动的动能传递到钢结构上,并最终传给车轮,因此如果此种减摇形式应用在轮胎吊上,会加速轮胎的磨损,缩短使用寿命。另外,八绳防摇的吊具上架比较复杂,因此比常规的吊具上架重,导致起升电机的功率增加。八根钢丝绳同时从卷筒上绕出,钢丝绳的倍率为1,导致起升减速箱的输出扭矩比常规缠绕形式的增大至少2倍。电机和减速箱的加大使小车总成的重量增加,再叠加为了增加钢结构的抗摇摆刚性,增大钢结构截面导致的结构重量增加,因此这种减摇形式的机型总重比传统形式的重。
如果起升高度太高,八绳防摇的效果下降。并且,当起升高度过高时,受到钢丝绳绕进或绕出滑轮或卷筒绳槽的最大偏斜角限制。因此,此种防摇形式适用于起升高度不高的轮胎吊和轨道吊。

机械减摇装置由减速电机,单向超越离合器、卷筒、轴承座、万向联轴器、轮式制动器和链轮等组成。设置在小车架下方的专用减摇平台上,通过减摇钢丝绳与吊具上架相连。
减速电机通过链轮辐给卷筒一个恒定的卷绳力矩,该力矩使卷筒保持收绳的趋势。当起重机处于起升(或下降)工况时,减摇制动器打开,通过减速电机收绳放绳使钢丝绳保持张紧,此时只有减速