门式起重机集装箱伸缩式吊具分析

来源：尔游网

施工技术Construction Technology门式起重机集装箱伸缩式吊具分析

Analysis About Container Expandable Spreader of Gantry Crane

中国铁路上海局集团有限公司合肥货运中心唐帅/TANG Shuai

王宴平/WANG Yanping 李传隆/LI Chuanlong

摘　要：随着我国集装箱铁路运输业务的不断发展，对集装箱装卸机械门式起重机的质量性和可靠性的要求越来越高，吊具作为门式起重机的关键部件，在集装箱的转运工作中，有着承上启下的作用。为提高集装箱装卸作业效率，减少装卸机械维护和使用成本，确保集装箱运输安全性，本文阐述了伸缩式集装箱吊具的基本组成和工作机构，分析了伸缩式集装箱吊具常见暂时性使用故障及其处理方式。为集装箱装卸作业，集装箱吊具技术改造，保养和维护提供了一定的参考。

关键词：门式起重机伸缩式吊具工作机构使用故障

近些年，由于集装箱运输的安全性、装卸的便捷性和一带一路、铁海联运等的支持，集装箱铁路运输在我国得到了快速的发展。据统计，铁路集装箱发送量的增幅连续三年保持在30%，并在2018年达到1375万标准箱[1]。门式起重机作为装卸集装箱的常见装卸机械，需要其提供更完善的使用性和更可靠的安使吊具的故障发生率增加，吊具的故障在集装箱起重设备所有故障的占有率中升至60%～70%[2]。因此，保证吊具使用的质量和可靠性，对于降低集装箱运输成本和提高装卸箱效率具有重要的作用。本文简要概述了伸缩式集装箱吊具的基本组成，重点分析了伸缩式集装箱吊具工作机构的基本结构、功用和常见使用故障及其处理方法。

长度可以伸缩变换，能够适应不同长度的集装箱，提高了生产效率，因此得到了广泛的使用。

1.1 吊具基本结构

集装箱吊具采用全封闭框架式结构，通过高强度钢焊接而成，具有良好的强度和较高的刚度，用来承受和传递转运集装箱时的载荷，主要通过伸缩梁、上架电气设备。吊具上架配备有四个动滑轮，与门吊设备之间采用起升钢丝绳连接。上架与主梁间安装了旋转装置，采用销轴连接，主梁上装有实现吊具工作的动力装置、电气系统和电缆储存器等，而主梁内安装有伸缩梁结构，在驱动力的推动下，完成伸缩运动。此外，主梁上还可以根据工作需要设置偏载仪等相关检测设备。吊具结构简图如图1所示。

67834219全性。吊具是起吊集装箱的关键部件，频繁的装卸箱，和主梁等连接而成[4]，并安装了工作机构、推动装置及

1 集装箱伸缩式吊具

集装箱吊具有着和集装箱箱体相适应的结构，吊具四个角的锁具在司机的操控下进行开闭动作，进而与集装箱箱体上端四个配件孔实现连接和分离，完成集装箱的转运工作，因此吊具在装卸过程中具有承上启下的作用。根据吊具伸缩性的有无，集装箱专用吊具可以分为伸缩式和固定式吊具两种。伸缩式吊具安装了伸缩机构，可以在20英尺和40或45英尺的不同长度范围内进行一定程度的变换。伸缩式吊具与固定式吊具相比，有着复杂的结构和笨重的质量。但由于

[3]

51.电力驱动装置 2.上架 3.主梁 4.伸缩梁 5.导向结构6.电缆储存器 7.旋转装置 8.吊具滑轮 9.旋锁驱动装置

图1 伸缩式集装箱吊具图

由图1可以得出，吊具组成主要包括吊具金属结构、工作机构、驱动装置和吊具控制系统。其中，控制系统通过PLC编程控制驱动装置产生移动、变速以及伸缩

2019.08建设机械技术与管理

施工技术Construction Technology等动作。驱动形式通过380V的动力电源驱动，电力驱动结构简易，维护方便，控制稳定，成为大多数吊具的主要驱动形式。

转，左右推杆分别向右和做转动，而对于40英尺集装箱，电机逆时针旋转。当伸缩到指定位置时，限位开关发出信号并使电机失电，伸缩运动停止，电机制动器有效制动，完成吊具伸缩变化。同时，为了减弱吊具伸缩时产生的冲击能量，在伸缩传动链两边各有一套张紧装置，用来吸收减弱对吊具的冲击。

21AB341.2 吊具工作机构

集装箱吊具上的工作机构主要包括旋转、伸缩和导向机构等，导向机构用于吊具靠近集装箱时，快速准确定位集装箱。在各个机构相互作用的条件下，能够满足集装箱不同情况下的装卸作业要求。

（1）旋锁机构

旋锁机构由吊具旋锁和集装箱配件孔组成，集装箱装卸作业时，通过旋锁的开闭锁可以实现集装箱和吊具的连接和分离。吊具旋锁机构设置在伸缩梁框架下端的四个角上，集装箱配件孔分布在集装箱的八个角上，上端四个配件孔与旋锁接触，下端四个配件孔通常用于套住运输设备的锁头上[5]。旋锁机构的工作原理如图所示，吊具的四个旋锁在导向机构引导下，能准确落在集装箱上端四个配件孔上，此时，旋锁机构的全顶销被集装箱顶起，旋锁在司机的操作下实现90度

51.推杆 2.驱动电机 3.滚子链 4.张紧装置 5.从动链轮座图3 链条驱动的吊具伸缩机构图

（3）吊具旋转机构

吊具在工作的过程中有时与集装箱箱体具有一定的角度，为了更准确的起吊集装箱，设置吊具旋转机构。吊具平面回转速度约为1r/min，角度一般留有+5度的余量，在350度范围内，通过集装箱上架内的两个传感器控制，当吊具旋转到与传感器接触时，即停止运

旋转，从而锁住集装箱。当集装箱被运输到指定地点后，动。吊具的旋转机构主要包括旋转支撑和驱动机构两

旋锁再回转到最初位置，与集装箱分离，分离后全顶销部分，旋转支撑是连接吊具上架和吊具主梁的构件，吊弹起，完成一次装卸作业，如图2所示。此外，为了保证集装箱装卸作业的安全性，设置有电气联锁和机械联锁保护，防止在装卸集装箱过程中旋锁进行开闭锁动作。

具上架为非旋转部分，工作时交流电动机驱动减速箱，由减速箱上的小齿轮输出，传递给啮合的回转支承上的大齿轮，完成吊具的旋转运动[6]。

2 常见使用故障

集装箱吊具设备保养落实不到位，机械零部件传

123A)B)1.全顶销 2.集装箱角件 3.锁具图2 旋锁机构工作原理图

动部位润滑不足，司机操作不够标准化，以及交对设备使用情况交接不清等都会使集装箱吊具产生相应的故障。按照故障存在的程度可以分为暂时性故障和永久性故障，暂时性故障具有间断性，可以通过简单的处理而恢复使用，为了应对吊具出现的常见暂时性使用故障，提高司机及维保人员的应急处理能力，缩短故障时间和维修成本，进而提高集装箱装卸效率，本

（2）吊具伸缩机构

为了能够装卸不同尺寸的集装箱，伸缩机构可以驱

文重点讨论常见的五种使用故障。

C)动伸缩梁伸缩，时间控制在30秒以内，驱动形式有液压油缸驱动和链条驱动及其组合三种形式。铁路货场门式起重机吊具通常采用链条式驱动，如图3所示，链传动中AB中的上部和下部链条分别与右和左推杆相连，当需要吊起20英尺集装箱时，驱动电机顺时针旋46

CMTM2019.08

2.1 吊具动力电源缺失

吊具动力源缺失表现为吊具无法进行任何动作，首先需要检查紧停按钮，有时操作人员不经意间触碰到门吊紧停按钮，吊具也会出现无法正常工作的现象。其次，可以通过万用表测量接触器上端有无380V电压，如果所有的吊具接触器都没有电压，则可能是控制吊具

吊具的开闭锁系统由多处传感器互控，只有在全顶销被完全顶起时，触发器才会产生相应信号，吊具才完成一次闭锁或开锁，传感器指示灯可以直观的看出此传感器是否能够正常工作。当发现传感器指示灯熄灭时，可以考虑更换传感器以排除故障。

此外，由于吊具的频繁使用，会造成连杆和转向机构润滑不足，因此要经常检查，适当添加润滑脂，使各机械构件能灵活转动。当发现吊具及钢丝绳等有明显损伤变形时要立即停止使用，集装箱吊具在静止不工作状态下，要放在支架或垫块上，以使旋锁顶端脱离地面，防止由于工作启动时，旋锁顶端与地面产生摩擦而影响旋锁寿命，使传动机构损坏。

2.2 吊具指示灯异常

吊具指示灯分为白、绿、红三种颜色，分别表示全顶销和开锁、闭锁两种状态。显示异常通常包括四种情况，一是白灯闪烁，表示全顶销故障，需要查看吊具落在集装箱上时，四个角全顶销是否完全被顶起或全顶销传感器是否正常工作。二是出现红灯和绿灯交替闪烁的情况，这种情况可能是由于转锁不完全导致，使得转锁拉杆在伸出和缩回时往复动作，故障原因检查吊具开闭锁传感器是否正常工作及开闭锁动作拉杆限位传感器位置是否正常。三是吊具的指示灯有一只灯熄灭，可能是与这只指示灯连接的传感器出现异常，通常是检查调整此处传感器距离，或者是传感器损坏。四是若吊具的指示灯不亮，有可能是灯泡坏了，在处理时应该首先检查灯泡。

3 结语

近年来，随着铁路集装箱运输业务的快速发展，对铁路货场集装箱的装卸安全和装卸效率提出了更严格的要求，集装箱吊具作为铁路货场常见的装卸装置之一，对其结构、组成和原理进行研究分析，不仅能够提高相关操作人员对吊具的正确使用和保养，也有助于

加深技术人员对其本身的认识。本文阐述了伸缩式集装2.3 吊具旋转无动作或者旋转较慢

出现此类故障最常见的原因是吊具旋转电机故障、箱吊具的基本组成和基本工作机构，分析了常见使用故缺相或者断路，可以采用兆欧表测量电机每一相的绝缘风扇失效会导致电机过热而无法工作，刹车片过紧会使电机无法正常启动。其次旋转电机变速箱转动齿轮有无磨损，磨损过度会导致动力不能正常传递。

参考文献

[1] 吴璇, 李光明. 我国铁路特种集装箱运输发展的研究[J]. 铁道货运, 2019,37(5):35-39.

[2] 徐聪. 液压型集装箱吊具的电动化改造应用[J]. 装备制造技术, 2017(05):171-173.

[3] 江一帆, 陈雷, 韩林青. 大型集装箱船用吊具的液压系统及其PLC控制分析[J]. 船舶工程, 2016,38(S1):98-101.[4] 郝为建, 杜永平, 陈立博. Q690高强钢在集装箱吊具结构中的应用[J]. 港口科技, 2016(10):8-9.

[5] 孙超, 刘善平, 王菲. 岸桥伸缩式集装箱吊具的研究[J]. 中国水运(下半月), 2018,18(01):129-131.

[6] 彭清保. RC25龙门吊吊具旋转机构改造[J]. 机电信息, 2016(06):40-41.

障及其处理方法，为提高集装箱装卸作业效率、吊具

是否良好。然后检查电机的风扇与刹车片是否工作正常，安全性以及保养维护提供了一定的参考。

2.4 吊具伸缩链条

在装卸集装箱时，需要伸缩梁到相应的尺寸，即可吊起不同箱形的集装箱。在吊具的伸缩机构中，链条驱动着伸缩梁的伸缩动作，对伸缩链条的张紧度有着严格的要求，若调整不当，会使链条拉断，更换链条时链条下垂量不能不能超过25mm，同时链条张紧装置中的调节螺母拧紧力矩不小于100Nm。首先，将链条内侧电线压板拆开，并横向拉出吊具伸缩梁，取下链条死头，进而可以抽出链条，其次，根据断裂的长度截取相应长度的链条并将其重新接上。在此过程中，链条不能叠在一起，否则，可能会导致链条在伸缩臂桶内卡住。最后，调整链条的张紧度，将链条绷紧后松2至3扣为宜。

收稿日期：2019-06-28

安徽省合肥市庐阳区九顶山路6号(230000)通讯地址：

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2.5 吊具开闭锁

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