一种新型集装箱吊具导板机构

陈 宇 种子欣 邵希文

连云港新东方集装箱码头有限公司

1 引言

集装箱吊具是岸边集装箱起重机(以下简称岸桥)装卸集装箱作业的关键部件，其导板承受的外来冲击力和动作过程自身惯性力较大。导板机构性能的优劣、故障率的高低直接影响集装箱装卸船效率，以及桥吊和货物的安全。

目前，岸桥使用的集装箱吊具主要有双梁可分离伸缩式双箱吊具，其导板机构特点是由液压马达和齿轮泵驱动摆动臂上下180°回转，并且吊具端角无导轮机构，容易挂舱；双梁伸缩式双箱吊具，其导板机构特点是摆动马达直接驱动摆动臂上下180°回转，并且吊具端角无导轮机构，容易挂舱；单梁可分离伸缩式双箱吊具，其导板机构特点是油缸齿条加齿轮驱动摆动臂上下180°旋转，油缸缸套外圆与滑塞杆不重合，缸套壁厚较厚的外圆设置了齿条，油缸各油腔都通过滑塞杆中心管道进出油流，油管安装和维修复杂[1]。

2 设计方案

2.1 机构结构设计

新型集装箱吊具导板机构结构见图1，主要由摆动臂、驱动油缸及导轮3部分组成[2]。

1.摆动臂 2.驱动油缸 3.导轮图1 导板机构结构图

驱动油缸结构图见图2。齿条滑塞为一整体，当高压油从油口A经外套、缸套之间的空隙进入滑塞上部空间时，齿条滑塞下移，齿轮轴逆时针方向旋转，带动摆动臂上翻；当高压油从油口B直接加入与内套相连的齿轮室时，齿条滑塞上移，齿轮轴顺时针方向旋转，带动摆动臂下翻。

1.外套 2.缸套 3.齿条滑塞 4.减磨块 5.壳体 6.透盖 7.摆动臂 8.齿轮轴 9.螺母芯轴 10.螺母芯轴 B1/B2.端盖螺栓 B3/B9.唇口密封圈 B4.沉头螺钉 B5B6B8.O形密封圈 B7.滚动轴承 B10.防尘密封圈图2 驱动油缸结构图

摆动臂与齿轮轴采用锯齿形半圆凸台扣合的连接方式(见图3)，安装时将摆动臂从上部插入后，将螺母芯轴从齿轮轴旋入，将摆动臂与齿轮轴的锯齿形半圆凸台斜面压紧扣合。

图3 摆动臂与齿轮轴连接方式

因为齿条滑塞上下移动时受到三分之一左右的横向力，故在齿条背面设置2个减磨块(见图4)。该减磨块的材料可采用铸铜或者工程塑料，减磨块外圆表面可在安装完成后作二次加工。

图4 齿条滑塞及减磨块

壳体可以采用铸钢件(见图5)，也可采用钢管焊接件(见图6)。

图5 铸钢壳体

图6 钢管焊接壳体

2.2 新导板设计方案特点

该导板结构在液压系统压力为10 MPa时，下压主动力矩可达2 800 Nm以上，反向力矩可达5 500 Nm以上，完全可以满足正常的导向功能需要[3]。

新导板设计方案具有以下特点：

(1)摆动臂拆装容易，在任何情况下，都不会松动掉落，无安全隐患，不须经常检查维护。

(2)该机构为自润滑，长期工作，不用加注任何润滑油脂。

(3)设置导轮以后，不仅可以有效防止吊具挂舱事故发生，还可以加快吊具进出仓速度，提高集装箱装卸效率。

(4)摆动臂上翻后倾时退让距离超过120 mm，比其他导板多40 mm左右，可降低与舱口碰撞，意外损坏的概率。

(5)因为该导板驱动油缸的齿条滑塞运行时，进出上下油腔的油量相等，可以采用单个双向油泵将上下油腔直接相连，做成一个单独的液压系统，用在电动集装箱吊具上。

(6)该吊具采用滑塞齿条直接驱动导板上下翻转，结构简单，紧凑，拆装维修非常方便，仅需平面尺寸达360 mm×360 mm以上的安装空间，可在各种单、双梁式吊具上推广使用。

3 结语

该新型集装箱吊具导板已在某码头5台stinis吊具上安装使用1年多。目前使用情况良好，导板的故障率低，弥补了原先导板存在的不足，能够满足码头生产需求。