超大型鹅颈式岸边集装箱起重机关键技术研究与(2)

4）铰点承载与磨损分析

铰点轴承是主要受力部件，自润滑轴套为整体钢基铜套，钢层内径加工4 条环槽和8 条直槽，内浇铸高强铜合金并镶嵌固体润滑剂，应保证铜圈在任何情况下不会分离脱落。基于Ansys 有限元计算，小车带额定载荷从最外伸距到海侧上横梁（从位置0 ～9，再从9 ～0），再空载从海侧上横梁到最外伸距的一个工作循环内，鹅颈铰点、主铰点的轴相对与轴承的滑动转角如图10 所示。滑动量分别为1.60×10-2rad、5.65×10-3rad，则400 万次循环时鹅颈、主铰点的滑移距离为8 320 m、3 616 m。

图10 铰轴与轴承的相对转动量

根据试验数据，在干摩擦条件下，滑动1 000 m 时磨损0.07 mm，故在岸桥整个400 万次的寿命里磨损量为0.58 mm。考虑到润滑条件下磨损大大降低，约为干摩擦的1/6，故磨损仅有0.1 mm。由于实际工作条件下小车不会每次都起吊额定载荷，也不会每次都从前到后全程运行，故磨损问题可以忽略。目前，实际使用情况良好，该型铰点运行稳定、可靠，达到了预期设计效果。

2.3 大梁锚定设计

鹅颈式岸桥通常因限高不同，大梁俯仰的角度也差别较大，导致非工作状态下的大梁锚定设计需要因机型而异，有平衡桁架式大梁锚定和拉杆式大梁锚定两种设计。

1）平衡桁架式大梁锚定设计

意大利项目要求大梁能进行70°俯仰，但尚无先例，为此针对大俯仰角的鹅颈岸桥研发了一种全新的平衡桁架式大梁锚定系统，如图11 所示。

图11 平衡桁架式大梁锚方案图1.海侧梯形架拉桩 2.前大梁拉桩 3.连杆系统4.前大梁后段 5.前大梁前段

该新型锚定设计主要原理是将锚定拉点设于前大梁前段，在俯仰完成后利用拉桩的水平力产生的有利转矩，可降低连杆系统在暴风工况下的最大受力。经对比计算，相比将拉桩点设置在大梁后段上可降低连杆系统20%左右的受力，单台机因此可省7 t 左右的海侧部分质量，对减小海侧轮压效果十分明显。另外，海侧梯形架拉桩设计为桁架结构，具有质量轻、抗侧向风载能力强、适用范围广等优点。

图12 安全拉桩进销过程示意图

此方案的进销示意图如图12 所示，本方案采用的两边导向、双片单销式设计，具有进销容易、平稳、承载能力强且易于传递侧向力等优点。

2）拉杆式大梁锚定设计

巴塞罗那项目限高较低，起升高度又较大，项目要求大梁最大进行46°俯仰，无法使用常规大梁锚定方式，为此研发了一种拉杆式大梁锚定系统。通过优化前大梁后段和拉杆的长度，在大梁俯仰完成后，利用最上段的前拉杆作为锚定杆，同时在拉杆头上设置离心孔耳板，便于锚定销的插入，方案如图13 所示。此方案无需单独设计锚定拉桩，且适用角度范围广，具有较好的经济性和灵活性。

图13 拉杆式大梁锚定方案图

2.4 大梁电缆轨道设计

鹅颈式岸桥有两种大梁电缆牵引形式，一种是拖链式，另一种是托令式。

1）托令式轨道设计

主铰点处托令式电缆轨道采用常规S 形切口，如图14 所示。鹅颈铰点处电缆轨道采用圆弧切口，确保电缆轨道在大梁弯折时不干涉。

图14 主铰点处电缆轨道接头

2）拖链式轨道设计

拖链式轨道的鹅颈铰点处的设计如图15 所示，接头处拖链支架采用销轴和滑轮设计，可随大梁弯折而滑移，无磨损和噪声，使用可靠。

图15 鹅颈铰点处拖链式电缆轨道接头

2.5 托架小车缠绕方式

由于岸桥前伸距较大，为减少钢丝绳在小车高速运行时的弹跳，分别设置了海侧和陆侧托架小车、张紧装置以及多托辊式托绳装置，其缠绕方式见图16。

意大利项目采用非驱动式托架小车，通过小车停机位、大梁分段长度以及托架小车的相对位置的优化控制来实现海侧托架小车的锚定位在鹅颈铰点附近，从而保证缠绕系统的受力需求。此方案的托架小车无需配备一套驱动机构且无控制托架小车的自驱移动问题，减小质量的同时也降低了系统运行的复杂性。

图16 托架小车缠绕示意图1.陆侧托架小车 2.主小车 3.张紧装置 4.结点B 5.海侧托架小车 6.结点A 7.结点C 8.结点D 9.钢丝绳1 10.结点A 11.钢丝绳2

2.6 整机刚度要求

意大利超大型鹅颈式岸桥是采用自行式小车，在额定载荷工况下移动载荷达117 t，对大梁和门框的刚性有较高要求。若处理不好，对钢结构疲劳寿命、小车运行状态和整机操作舒适性和经济性都有较大影响。

文章来源：《西域研究》 网址: http://www.xyyjzz.cn/qikandaodu/2021/0611/776.html