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桥吊吊具电缆系统改造 上海国际港务（集团）股份有限公司振东集装箱码头分公司 顾连锋、何平、张凌峰 一、 项目背景及研究意义 随着集装箱航运业务的发展，第七代巴拿马集装箱船型开始要求 港口的岸边集装箱起重机（下称集装箱桥吊）的总起升高度不小于 51 米，主起升速度不低于 150m/min，小车运行速度更是达到了 240m/min。对于如此高速且繁忙集装箱装卸作业，吊具电缆系统延袭 原来盛行于巴拿马型岸桥上的重型垂缆+储缆筐的设计已经不合适 了。本公司 101#桥吊所处位置在码头最边沿，吊具电缆为电缆下垂 结构。当在大风、天气情况比较恶劣或者作业能见度较低的情况下， 常导致电缆不能顺利进电缆框，因此而发生电缆拉断等事件，给生产 带来较大影响。在风比较大的情况下，司机需要将一部分注意力放在 电缆进电缆框的过程，影响工作效率。 大约从十余年前起，大型集装箱桥吊的吊具电缆系统已经开始摒 弃重型垂缆+储缆筐的设计，在小车上安装一套能随主起升机构运行 同步收放吊具电缆的吊具电缆卷筒系统。吊具电缆卷筒的改造利用卷 筒缠绕电缆，使电缆始终保持张紧状态，从而消除天气因素的影响， 避免电缆因逃出电缆框发生拉断现象，同时提高司机的工作效率，减 小吊具电缆故障对生产的影响。为了提高装卸作业效率，开始有计划 的对本公司旧岸桥上的重型垂缆+储缆筐系统，逐台进行技术改造。 二、 项目内容及原理 - 1 - 摘 要：传统的储框式吊具电缆容易出现不进电缆框现象， 特别是在大风天气，易钩挂外物，导致电缆断芯或者拉断，引起 故障和安全隐患，针对司机操作不便和维修成本较高的弊端，结 合机构特点，扬长避短地进行吊具电缆的卷筒式改造，提高了电 缆的可靠性、安全性、便利性，从而达到提高整机作业效率的目 的。 关键词：吊具电缆、卷筒、改造 1、引言 我公司现有桥吊共26 台，吊具电缆主要有储框式和电缆卷盘式。 总体上来说，上述这 2 种吊具电缆结构的工作表现各具特色。吊具电 缆卷筒式以其独立的控制系统、电缆运动速度始终灵敏地、准确地跟 随吊具的升降速度，不会发生因电缆与吊具的速度差异而造成的电缆 过度受拉或过度松弛。 2、问题的提出 多年来，在作业运行过程中，我们发现吊具电缆储框式、卷盘式 在个别方面存在一些问题，比如： 储框式结构当处于大风天气时，吊具电缆易被风吹出电缆储缆 框，如桥吊司机没有注意到该现象把电缆重新调整至电缆框内，将极 易发生吊具电缆钩拉破皮事故，严重的将发生吊具电缆的破断事故， 给生产安全带来极大的影响。 卷盘式结构虽然可以有效的解决上述问题。但是由于卷盘式结构 采用的是2 套磁滞联轴节带驱动电机的驱动方式。经常会发生磁滞联 - 2 - 轴节轴承损坏而使得永磁盘吸合、气隙为零，驱动电机电流增大，导 致电机热继电器动作的设备故障；由于电机和减速机之间的磁滞离合 器是一个相对独立的靠磁力传动的机械零件，因此一旦其磁力不足以 传递电机和制动器的扭矩，其后果就如同电机/制动器和减速机脱开， 导致吊具电缆发生坠落的事故。 同时由于现代船舶作业的大型化趋势，我们需要保证一定的桥吊 起升高度，如将储框式结构改为卷盘式结构将降低桥吊的起升高度， 给大船作业造成困难。 鉴于上述情况，我们决定对采用储缆式结构的桥吊进行吊具电缆 的卷筒式改造。 3、电缆卷筒的机理及技术参数 经过分析研究我们意识到，吊具电缆卷筒要求能随高速运行的主 起升机构同步地收放电缆，电缆卷筒驱动力矩的设计就必须考虑到主 起升频繁的加、减速度，电缆垂重随起升高度的频繁变化和所有运动 部件的转动惯量以及它们在运动中也发生变化的因素。变频线性自动 变扭矩驱动技术是一种建立在对电缆卷筒系统精确计算的基础上设 计的特殊的矢量变频拖动控制技术。 作为高速吊具电缆卷筒驱动设计的基础，其力学模型是： - 3 - 假定： １） 电缆总长度