電動雙箱吊具的端鎖控制改造

計偉

（天津東方海陸集裝箱碼頭有限公司，天津 300456）

1 電動雙箱吊具簡介

本文提到的電動雙箱吊具為2012年ZPMC生產(chǎn)的ESET01型雙箱吊具，自重13.4噸，具備常用的液壓雙箱吊具的所以功能。其電控形式為CANOPEN兩線制，吊具伸縮位置為20'、40'、45'、2-20'；轉(zhuǎn)銷機(jī)構(gòu)采用機(jī)械連鎖形式，端部轉(zhuǎn)銷驅(qū)動為雙出桿式，中部轉(zhuǎn)銷機(jī)構(gòu)為單出桿式，每臺吊具端部各一套轉(zhuǎn)銷機(jī)構(gòu)，中部有四套轉(zhuǎn)銷機(jī)構(gòu)，用于起吊集裝箱；吊具具有0～1600mm的雙箱分離功能；電動雙箱吊具具有兩種工作狀態(tài)，即單箱工作狀態(tài)和雙箱工作狀態(tài)。單箱工作狀態(tài)的操作與普通伸縮吊具完全相同，它通過變換伸縮梁長度以調(diào)整吊具20'、40'、45'來進(jìn)行集裝箱吊裝作業(yè)；處于雙箱工作狀態(tài)時，為司機(jī)提供了多種靈活的操作方法，司機(jī)可以通過按鈕對空載或吊裝雙20'集裝箱的吊具進(jìn)行自由平移，也可以在縱向箱距具有一定規(guī)律時使用可移動吊具的位置記憶功能。吊具伸縮各個位置及雙箱記憶點是由東西兩側(cè)的兩個絕對值編碼器控制的。

單箱伸縮和雙箱平移功能共用兩套電機(jī)，對稱安裝在主梁內(nèi)測，一臺電機(jī)為2.2kW、一臺電機(jī)為4kW，兩臺電機(jī)同時配備一臺差動減速機(jī)，差動減速機(jī)有兩個輸出軸。兩種工況需求的輸出速度和扭矩都不相同，單箱伸縮時需要快速小扭矩，雙箱平移時需要慢速大扭矩。單箱伸縮狀態(tài)時，兩側(cè)中的2.2kW電機(jī)動作，通過差動減速機(jī)減速增扭后帶動伸縮二級鏈條工作，再有伸縮二級鏈條帶動二級減速機(jī)旋轉(zhuǎn)將動力傳到伸縮鏈條，伸縮鏈條與推桿鏈接，最后由推桿推動伸縮梁進(jìn)行單箱伸縮動作，此時4kW電機(jī)處于制動狀態(tài)，由一個輸出軸輸出動力，輸出軸在此狀態(tài)下速度較快，扭矩較小，平移二級鏈條保持不動；當(dāng)切換到雙箱移動狀態(tài)時，4kW電機(jī)工作，通過差動減速機(jī)分別帶動伸縮二級鏈條和平移二級鏈條，分別拖動推桿和下推桿做直線運(yùn)動，推桿和下推桿帶動伸縮梁和中間移動框架同時移動，保持伸縮梁和移動框架的間距不變，此時，2.2kW電機(jī)處于制動狀態(tài)。

2 本電動雙箱吊具的端鎖控制改造

2.1 問題的發(fā)現(xiàn)

由于吊具的工況環(huán)境就是在不停的與集裝箱碰撞、沖擊，而且還要與船艙內(nèi)的滑道等結(jié)構(gòu)不斷摩擦。吊具一直在周而復(fù)始的做開閉鎖動作、導(dǎo)板上下動作、吊具伸縮動作、吊具單雙箱動作等，而其中吊具的開閉鎖動作是最常用的動作，因為每裝卸一個集裝箱就需要進(jìn)行一次開閉鎖動作，因此開閉鎖機(jī)構(gòu)也是吊具上故障率最高的一個故障點。拋開吊具本身故障的可能，外界影響開閉鎖故障的因素也十分復(fù)雜，例如集裝箱箱體變形、集裝箱鎖眼兒變形、集裝箱鎖眼兒有異物等等，當(dāng)司機(jī)著箱后給開閉鎖動作時，普通液壓吊具轉(zhuǎn)鎖有一角或多角由于受到阻力大于轉(zhuǎn)鎖油缸開閉鎖動作的扭矩就會沒有動作，其他角鎖頭正常動作，此時吊具處在既有開鎖又有閉鎖狀態(tài)，吊具就會報開閉鎖聯(lián)鎖檢測故障。當(dāng)開閉鎖聯(lián)鎖檢測故障發(fā)生后，程序進(jìn)行聯(lián)鎖，吊具不會再有其他動作。普通液壓吊具的搶修辦法就是一名搶修人員通知司機(jī)，對機(jī)車進(jìn)行一些旁路操作，對卷揚(yáng)進(jìn)行一些微動操作（切記在不確定吊具全部鎖頭處在閉鎖狀態(tài)時，不要大范圍的做起升動作，容易發(fā)生摔箱事故），目的就是讓吊具轉(zhuǎn)鎖與變形集裝箱的阻力減小，然后用小一字改錐捅開閉鎖電磁閥體，這個操作相當(dāng)于屏蔽外界電路邏輯，直接控制吊具開閉鎖油缸，讓其打到開鎖或閉鎖狀態(tài)，當(dāng)?shù)蹙咿D(zhuǎn)鎖恢復(fù)一致后，吊具程序邏輯恢復(fù)正常，吊具動作也就恢復(fù)正常。（此種判斷是處在吊具本身并無故障的前提下）。

圖1

本文介紹的ZPMC電動雙箱吊具的轉(zhuǎn)鎖采用懸掛支撐方式。球形支撐面作用在凹球面上，允許在一定范圍內(nèi)活動，既可以保證轉(zhuǎn)鎖在吊集裝箱時承受的純拉力，又能使轉(zhuǎn)鎖更容易插入集裝箱箱眼兒中。吊具兩端的箱梁內(nèi)各有一套由電機(jī)驅(qū)動的轉(zhuǎn)鎖機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)鎖電機(jī)驅(qū)動減速箱，減速箱輸出軸即是轉(zhuǎn)鎖連桿，轉(zhuǎn)鎖電機(jī)通過正反轉(zhuǎn)控制轉(zhuǎn)鎖的開鎖和閉鎖動作，如圖1所示。此吊具如果發(fā)生上面開閉鎖聯(lián)鎖故障現(xiàn)象時，搶修就十分復(fù)雜了。需要三名電工，因為其中兩人需要去吊具的兩個端部，將端鎖電機(jī)制動器手動打起來，另一名電工開啟吊具的控制箱，用改錐捅控制端鎖電機(jī)的接觸器來控制鎖頭旋轉(zhuǎn)，恢復(fù)鎖頭動作一致，解除吊具聯(lián)鎖故障。如果正吊著箱子壞在拖車上，那還需要至少兩部叉車及兩個司機(jī)和載人籠配合，因為端鎖電機(jī)離地面距離大概3～4米，搶修人員無法上到吊具上面，處理起來十分復(fù)雜。如果是普通液壓吊具，一名電工一臺叉車及司機(jī)載人籠即可，電工上到吊具上捅開閉鎖電磁閥體，將轉(zhuǎn)鎖變?yōu)橐恢录纯伞?/p>

2.2 問題的解決

本文提到的電動雙箱端鎖控制圖如圖2所示，KM1與KM2分別為左側(cè)開、

圖2

閉鎖電機(jī)控制接觸器，一個正轉(zhuǎn)一個反轉(zhuǎn)，通過連桿控制端鎖的開與閉，KM3與KM4分別為右側(cè)開、閉鎖電機(jī)控制接觸器；BGE為端鎖電機(jī)制動器，K25與K26的11與14之間分別為左側(cè)端部開、閉鎖電機(jī)制動器打開控制繼電器的常開觸點，K27與K28的11與14之間分別為右側(cè)端部開、閉鎖電機(jī)制動器打開控制繼電器的常開觸點；結(jié)合圖2、圖3所示，端部開閉鎖電機(jī)接觸器線圈與其制動器控制繼電器線圈并聯(lián)，也就是說圖3中左端部開鎖電機(jī)接觸器KM1線圈得電動作的同時，左端部制動器控制繼電器K25的線圈也得電動作，圖2中K25的常開點11與14之間接通，左側(cè)端部開鎖電機(jī)制動器打起，電機(jī)可以轉(zhuǎn)動開鎖；左端部閉鎖電機(jī)接觸器KM2線圈得電動作的同時，左端部制動器控制繼電器K26的線圈也得電動作，圖2中K26的常開點11與14之間接通，左側(cè)端部閉鎖電機(jī)制動器打起，電機(jī)可以轉(zhuǎn)動閉鎖，右端部開閉鎖控制相同。

圖3

本次端鎖控制改造主要是更換了K25、K26、K27、K28四個繼電器，如圖4。

圖4

圖5

更換為4個帶有手動強(qiáng)制功能的繼電器。強(qiáng)制方法是圖5箭頭指示的開關(guān)向上扳起后，繼電器的常開觸點變成常閉觸點，常閉觸點變成常開觸點。當(dāng)再次發(fā)生開閉鎖聯(lián)鎖故障同時需要對鎖頭進(jìn)行一致化操作時，我們可以先手動強(qiáng)制這四個繼電器，例如需要將吊具統(tǒng)一打到開鎖狀態(tài)，我們需要將左側(cè)開鎖制動器控制繼電器K25與右側(cè)開鎖制動器控制繼電器K27強(qiáng)制，此時圖2中K25與K27的11與14點接通，然后用改錐捅左側(cè)電機(jī)開鎖接觸器KM1與右側(cè)電機(jī)開鎖接觸器KM3，當(dāng)KM1與KM3接通的瞬間，K25與K27也瞬間得電，相當(dāng)于吊具兩端的電機(jī)制動器瞬間打起，吊具鎖頭全部變成開鎖狀態(tài)后將繼電器恢復(fù)，故障解除。而且，這種改變不會有安全隱患發(fā)生，即便這四個繼電器強(qiáng)制打起后忘了恢復(fù)，也不會發(fā)生制動器突然打起的現(xiàn)象，因為圖2只有在給吊具開閉鎖動作時，制動器BGE的輸入電壓2、3端子才有380V的電壓，其他時候制動器根本沒有輸入電壓。端鎖電機(jī)接觸器與電機(jī)制動器控制繼電器同在一個吊具控制柜內(nèi)，可以一人操作完成，與普通吊具維修基本一樣。

3 結(jié)語

本次電雙箱端鎖控制改造降低了維修成本，縮短了維修時間，提高了裝卸橋的生產(chǎn)效率。