轨道式集装箱门式起重机

轨道式集装箱门式起重机由主粱、刚性和柔性门腿、运行小车、起升机构、大车运行机构、电气系统、操作驾驶室等组成。根据堆场作业工艺，在单门腿方向或双门腿方向外伸悬臂成为单悬臂或双悬臂机型，不外伸成为无悬臂机型。根据场地、集装箱储运工艺流程及装卸的车辆(集装箱卡车或铁路车辆)确定采用无悬臂、单悬臂和双悬臂的不同结构形式。

轨道式集装箱门式起重机根据主梁与门腿的构造和采用的减摇装置而分成不同的形式。

(1)双悬臂轨道式集装箱门式起重机由于集装箱需通过两侧门腿内空间。所以门腿内的宽度方向净空较大。依门腿承载主梁的形式不同，双悬臂轨道式集装箱门式起重机一般采用门腿上部敞开成“U”形和门腿上部连通成“Π”形。无悬臂轨道式集装箱门式起重机的结构因集装箱不必通过门腿内空间，所以构造比较简单。

(2)相对于岸边集装箱起重机，轨道式集装箱门式起重机的小车运行速度较低，一般不设减摇装置。如用户为减轻操作强度和提高生产率提出要求，则设置有减摇装置。对绳索式起升机构．其减摇一般通过对绳索施加阻尼来实现；对刚性起升机构，其减摇则通过刚性构件来实现。

轨道式集装箱门式起重机主要用于集装箱铁路转运场和大型集装箱储运场的集装箱装卸、搬运和堆放。

轨道式集装箱门式起重机由主粱、刚性和柔性门腿、运行小车、起升机构、大车运行机构、电气系统、操作驾驶室等组成。根据堆场作业工艺，在单门腿方向或双门腿方向外伸悬臂成为单悬臂或双悬臂机型，不外伸成为无悬臂机型。根据场地、集装箱储运工艺流程及装卸的车辆(集装箱卡车或铁路车辆)确定采用无悬臂、单悬臂和双悬臂的不同结构形式。

轨道式集装箱门式起重机根据主梁与门腿的构造和采用的减摇装置而分成不同的形式。

(1)双悬臂轨道式集装箱门式起重机由于集装箱需通过两侧门腿内空间。所以门腿内的宽度方向净空较大。依门腿承载主梁的形式不同，双悬臂轨道式集装箱门式起重机一般采用门腿上部敞开成“U”形和门腿上部连通成“Π”形。无悬臂轨道式集装箱门式起重机的结构因集装箱不必通过门腿内空间，所以构造比较简单。

(2)相对于岸边集装箱起重机，轨道式集装箱门式起重机的小车运行速度较低，一般不设减摇装置。如用户为减轻操作强度和提高生产率提出要求，则设置有减摇装置。对绳索式起升机构．其减摇一般通过对绳索施加阻尼来实现；对刚性起升机构，其减摇则通过刚性构件来实现。

轨道式集装箱门式起重机钢结构一般采用箱形结构，为减轻整机质量，也可采用桁架结构，但制作成本较高。

整机结构视门腿的支承方式不同而较多采用“Π”型和“U”型，“Π”型结构刚性和柔性门腿都是“Π”形式，两根主梁的横向刚度和门腿自身的强度、刚度通过门腿与门腿上横梁的刚度来实现。“U”型结构门腿则通过门腿与门腿下横梁之间的连接刚度来实现。

(1)主梁结构。主梁结构由两根箱形端梁组成框梁支撑在刚性和柔性腿上。目前常采用偏轨箱形梁，为使翼缘焊缝避开因轮压引起的高应力区，承轨部分采用“T”钢与主梁面板和承载腹板焊接。主梁与刚性腿连接采用高强度螺栓或焊接方式，与柔性腿连接采用铰接连接方式，为安装方便，主梁与端梁的连接一般采用高强度螺栓连接方式。

(2)门腿结构。刚性门腿和柔性门腿均采用箱形结构，对中小跨距的轨道式集装箱门式起重机．两侧门腿均做成刚性门腿。对“Π”形门腿，沿大车方向的强度与刚度通过门腿与顶部横梁的刚性连接实现：对“U”形门腿，则通过门腿与底部横梁的刚性连接实现，而沿小车方向的强度和刚度则通过主梁与刚性门腿的刚性连接来实现。对中小跨距的轨道式集装箱门式起重机，两侧大车不同步造成的对门腿、主梁的歪斜力通过主梁与刚性腿、柔性腿的刚性和单自由度铰接连接来承受。对大跨度起重机，柔性腿与主梁的连接采用三自由度铰接连接，并设置同步检测装置。

(3)小车结构。运行小车结构根据起升机构是钢丝绳卷筒型或伸缩刚架型而有所不同，一般采用箱梁和板桁组合结构。运行小车结构考虑起升机构和小车运行机构的布置，保证机构运行时能承受所传递的载荷，并具有一定的刚度。驾驶室、电控柜、减摇装置、电缆拖令等均连接在小车结构上。

(4)辅助结构辅助。结构包括设在主梁一侧的电气房结构和扶梯、走道、维修平台等。

轨道式集装箱门式起重机主要有以下特点：

①起升速度较低而大车运行速度较高。根据集装箱堆场的需求，轨道式集装箱门式起重机起升高度按堆三过四或堆四过五来确定，由于起升高度不高，因此起升速度相应地较低。但集装箱堆场一般沿运行轨道方向长度较长，为达到一定的生产率，大车运行速度较高。

②小车运行速度可根据桥架跨度和两端外伸距确定。当跨度及悬臂长度较小时，小车运行速度和生产率要求相对可取较小值。当跨度较大，悬臂长度也较大时，小车运行速度可相应提高以满足生产率要求。

③当跨度超过40m时，大车高速运行过程中，由于两侧门腿运行阻力不同将会发生偏移，为此设置同步装置，通过电气控制系统保持两侧运行机构运行速度的同步。

④为满足较高的使用要求，电气驱动控制系统采用晶闸管直流或交流调速驱动控制系统，以达到较好的调速和控制性能。电气控制系统也可采用常规交流涡流调速控制或交流定子调压调速驱动控制系统。对于速度较高的大车运行机构的电气控制系统，通常用带电气制动的晶闸管直流、交流调速控制系统或交流定子调压调速控制系统，避免采用常规电气驱动系统中运行停车时靠制动器制动的方式,以免给整机带来巨大冲击。

轨道式集装箱门式起重机由司机在驾驶室操纵联动台实现操作。驾驶室一般悬挂在小车下方而随小车运行。

驾驶室联动台上可以实现对起重机的全部操作。亦可在大车运行侧操作大车运行，以方便起重机临时移位需要。当在大车运行侧操作时，与主操作联动台实现电气联锁。

轨道式集装箱门式起重机的驱动控制可根据用户的需要采用不同方式，目前常用的包括：(1)常规交流带涡流调速制动系统；(2)交流定子调压调速系统；(3)晶闸管直流恒动率调速系统和交流变频凋速系统，并可以根据不同机构采用不同的电气驱动控制系统。

为提高堆场作业效率，轨道式集装箱门式起重机趋于大型化和自动化，并发展采用在钢筋混凝土廊柱和承轨梁组成的高架结构轨道上高速行走的集装箱桥式起重机。

(1)轨道式集装箱门式起重机

轨道式集装箱门式起重机已开始在世界上主要集装箱枢纽港投产使用，除了需要在集装箱堆场增设轨道外，在堆箱高度、堆箱定位精度控制、减摇性能及钢结构受力状态等方面均优于轮胎式集装箱门式起重机。

由于采用轨道式，能通过车轮数量的增加而承受更大的负载。因此，轨道式集装箱门式起重机跨距增大。由于采用供电电缆供电，功率输出稳定；采用电子减摇系统，部分国外大专业公司正在开发带定位反馈装置的全自动无人驾驶集装箱减摇定位系统，以提高作业效率。

(2)集装箱桥式起重机

集装箱桥式起重机近几年在国外已开发使用。其基本形式如同桥式起重机，根据集装箱堆场、堆箱高度确定起升高度与水泥高架廊的高度。

集装箱桥式起重机采用偏轨箱形梁结构。为方便安置电气系统装置，其中一根梁断面较大，除放置电气柜．还需留出走道。运行小车与其他运行小车基本相同。大车运行机构的特点是运行速度很高，大大地提高了装卸集装箱的效率。

集装箱桥式起重机采用全自动电子减摇和定位控制系统，由于大车运行速度很高，在大车运行方向的减摇问题上均作特殊考虑。供电采用滑触线和电缆卷筒两种方式。

主要机构驱动方式及布置形式

轨道式集装箱门式起重机除起升机构有其特殊选择外，小车运行机构和大车运行机构与其他桥式、门式类型起重机机构基本相同。

(1)起升机构。起升机构有两种形式，钢丝绳卷筒式与轮胎式集装箱门式起重机的起升机构基本相同；而刚性伸缩式起升机构又类似于钢厂冶金用夹钳桥式起重机的起升机构。

①钢丝绳卷简类型起升机构由直流或交流电动机、齿轮联轴器、盘式或块式制动器，中硬齿面减速器、减速器与卷筒之间的齿轮联轴器、双联卷筒和轴承座组成。由起升钢丝绳、滑轮与吊具滑轮组组成一组绕绳系统。

②刚性伸缩式起升机构可以是用钢丝绳卷筒提升机构；液压油缸提升机构；平衡重齿轮齿条提升机构加上伸缩导向钢结构架组成。钢丝绳卷筒提升机构构造简单，基本组成与其他起升机构相似．由于钢结构具有一定的刚性，所以提升机构亦可分为两组，有利于布置。液压油缸提升机构工作平衡、构造简单，但维护保养要求较高。

(2)小车运行机构。小车运行机构由直流或交流电动机、齿轮联轴器、块式或盘式制动器、中硬齿面减速器、低速齿轮连轴器和车轮及车轮支承组成。驱动机构的布置方式一般分为沿小车轨道方向布置和垂直于小车轨道方向布置两种方式。驱动车轮的数量根据驱动不打滑的条件确定．现代设计基本采用全驱动。

(3)大车运行机构。大车运行机构通常采用三轮或四轮台车，根据轮压大小来确定。运行机构的构造和形式与其他各类起重机相似，如采用开式齿轮驱动台车，则由直流或交流电动机、齿轮联轴器、制动器、中硬齿面减速器、开式齿轮、车轮和车轮支承组成；如采用封闭性传动，则将减速器输出轴直接与车轮轴连接，直接传动，但减速器传动比将稍大。

由于大车运行速度较快，为防止起制动时车轮打滑，一般选用调速性能好的晶闸管直流调压调速、交流变频调速、交流定子调速等电气控制系统。

倾转和减摇装置

相对于岸边集装箱起重机和轮胎式集装箱门式起重机，轨道式集装箱门式起重机倾转和减摇装置较为简单。一般只需平面回转动作，不装备减摇装置，而部分为提高生产效率．减轻工人劳动强度，设置减摇装置。

(1)回转装置。堆场、储运场的铁路集装箱车辆和集装箱卡车装载集装箱的顶面相对比较平，因而不要求吊具具有纵倾和横倾动作；但集装箱卡车在运行停车时有可能偏斜，所以需要设置平面回转装置。

对于钢丝绳卷筒式起升机构，平面回转机构可由钢丝绳、滑轮组、钢丝绳连接接头和铰点、摇臂及支座、推杆等组成。推杆有螺杆和油缸两种类型。当采用油缸作为推杆时，还配置有液压控制系统。

对于刚性伸缩式起升机构，吊具除能通过动力作平面回转外，在纵向和横向，吊具能作一定的浮动(不需要动力)以适应集装箱上平面的倾斜。

平面回转可采用两侧油缸推动来实现。

(2)减摇装置。轨道式集装箱门式起重机如需设置减摇装置，一般采用两种方式。

①当起升机构是钢丝绳卷筒式，减摇装置通过两对角线细钢索相拉，一端与吊具一角连接，另一。端卷绕至阻尼卷筒，当小车或大车运行起动或制动时，吊具和集装箱惯性力传递到阻尼钢丝绳，其摆动能量将被阻尼卷筒吸收。阻尼卷筒阻尼力一般采用两种方式：力矩电动机、磨擦卷筒组合系统和液压阻尼系统。

②刚性减摇装置。刚性减摇装置主要通过刚性起升构架及导向装置实现。

交通部水运科学研究所。

饶京川、陈丽昕等。