轨道式集装箱门式起重机技术创新与应用分析

摘 要：目前国内外许多大型集装箱码头堆场起重机的首选机型为轨道式集装箱门式起重机，这种机型的起重机和传统起重机相比，在作业效率、自动化程度、场地利用、耗能及维修方面都具有很大的优越性。本文主要以青岛港轨道式集装箱门式起重机为例来说明RMG的技术创新与应用。

关键词：RMG；技术创新；应用

RMG为轨道式集装箱门式起重机的简称，它主要应用在大型港口及铁路转运场的集装箱搬运、堆放和装卸。

轨道式集装箱门式起重机的结构形式有很多种，最早的时候有桁架结构，后来又出现了L型箱形单梁结构和箱形双梁结构，目前应用最多的是箱形双梁结构。箱形双梁结构的RMG可以分为双悬臂、单悬臂和不带悬臂三种类型，由于单悬臂从结构受力的角度来说不是很稳定，所以一般不使用单悬臂类型。双悬臂的RMG根据门腿所能通过的集装箱长度类别可以分为20ft级别和40ft级别。

1.青岛港RMG简介

1.1.整机的技术特点

青岛港前湾四期集装箱码头的RMG为双悬臂双梁门式类型，其轨道吊的跨距为37m，吊具下的起重量可达到40.5t。RMG中间的堆场最多可以堆放12列的集装箱，而且两端悬臂的下方都有一个通车道。起重机可以顺着地面轨道运行，小车可以顺着大梁的轨道行驶，起重机还能做升降、大车行走、小车运行以及吊具伸缩回转等运动，这些运动的动力来源都是电机驱动，它们之间既可以联合运行又可以单独运行。

1.2.主要的技术性能参数

青岛港RMG的主要技术参数在国际上处于领先地位，特别是它的起升速度、起升高度、大小车的运行速度等均达到了国内在用轨道式集装箱门式起重机的最高水平。

2.RMG的技术创新与应用—以青岛港RMG为例

2.1.主梁的预拱度曲线

该起重机的主结构为双悬臂双梁龙门架，门腿和主梁等都是采用箱形焊接结构形式。在进行结构设计的时候通过正弦曲线或者抛物线法可以方便的计算出主梁跨中长度和有效悬臂长度范围的预拱度。但是由于现有的设计手册或者设计规范当中对于有效悬臂以外的区段的计算还没有明确的规定，所以这部分区段的设计就给设计者带来了一定的麻烦。

通过借鉴国外比较成熟的带悬臂起重机的设计和制造经验，并结合青岛港前湾四期集装箱码头的实际情况决定采用切线法来对有效悬臂以外区段的预拱度进行计算。从图1当中我们可以看出，假设以门腿支撑点为计算悬臂预拱度的坐标原点O，x1 为悬臂有效工作点，x2 为悬臂的最外端，通过有限元法进行计算后得到了主梁在x1 点的上拱度为y1 ，那么结合切线法和抛物线法计算所得到的主梁悬臂部分的预拱度曲线公式为：

2.2.小车运行防跑偏与啃轨技术

该起重机的小车运行驱动为四轮全驱动，四个车轮各自配备有自己独立的驱动装置，如图3所示。从图3我们可以看出双悬臂的轨道式集装箱门式起重机的小车轨距S很大，B却较小，再加上偏轨的主梁在受到外力时水平的变形非常大，这就很容易造成小车的跑偏啃轨现象。该起重机在小车轨道的两端分别装有导向轮，而行走轮一侧采用双轮缘车轮，一侧采用无轮缘车轮，这种设计方式可以最大限度的减少车轮的啃轨阻力，而且车轮的双轮缘设计以及小车架上的防坠落挡块可以防止小车脱轨和坠落。

2.3.吊具减摇技术

目前集装箱的吊具减摇方法很多，但是大部分减摇方法的减摇效果却不是很好，所以减摇问题一直是集装箱起重机作业时的一个难题，它不仅会影响作业效率，有时甚至会造成安全事故的发生。四个力矩电动机驱动的斜拉钢丝绳减摇系统是目前应用比较广泛的减摇系统，但是该轨道式集装箱门式起重机采用的是变频起动机，对冲击力的降低效果更加的明显，小车的运行也更加平稳。

2.4.钢丝绳换绳装置

一般情况下轨道式集装箱门式起重机必须每半年换一次钢丝绳，由于钢丝绳比较粗大，所以换绳是一项非常费力费时的工作。为了能够使得换绳工作更加的方便快捷，特地为本起重机设计了一套换绳装置，该换绳装置采用的是迷宫式滑轮原理，这种换绳装置既方便旧绳拆卸，又能防止新装钢丝绳托槽。该起重机一共有4根起升用的钢丝绳，8个钢丝绳头需要固定，所设计的换绳装置能够一次性牵引两个绳头到起重小车的架子上。

2.5.维修吊

维修吊一直以来都是高配置的设备，所以先前的RMG都没有安装维修吊，但是该起重机配置了维修吊。维修吊主要是安装在RMG的端部悬臂上面，它的主要作用就是把维修工具和维修零部件从地面吊到小车上或者主梁平台上，以方便这两个部位的维修。该起重机可配备的维修吊有两种形式，一种是龙门架式维修吊，另一种是回转臂架式维修吊，如图所示。

（a）龙门架式维修吊 （b）回转臂架式维修吊

图 维修起重机线图

龙门架式维修吊的龙门架固定在起重机的两根主梁端臂上，自行式的葫芦起重机能够起吊至少3t左右的重物，再加上和小车配合使用基本上能够把全部的维修作业面覆盖住。回转臂式维修吊和龙门架式维修吊相比它的起重量和覆盖范围一般都比较小，它的最大起重量一般为1t，使用它进行维修工作有时还得和地面的汽车式起重机进行配合才能够很好的完成维修起吊任务。

3.结束语

轨道式集装箱门式起重机以其作业效率高、自动化程度高、场地利用率高、耗能低及维修方便等特点广泛的被应用在了港口堆场和火车转运场，青岛港前湾四期集装箱码头的RMG采用了很多新技术和新装置，它的成功应用证明了RMG是一种具有很大推广前景的集装箱堆场机型。

参考文献

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[4]张钢. 轨道式集装箱门式起重机在港口的应用[J]. 港口装卸. 2011（02）

[5]陈丽昕，张德文，谢琛. 大跨距轨道式集装箱门式起重机结构计算分析[J]. 水运科学研究. 2011（06）

作者简介：

夏雯（1982-），女（汉族），陕西咸阳市人，研究生，主要研究方向：起重机械设计。