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岸边集装箱桥式起重机起升系统在恒功率下的应用

岸桥 小编 1961次浏览 0个评论 扫描二维码

1岸边集装箱起重机的机构组成及功能

岸边集装箱起重机(以下简称岸桥)主要由 起升机构、小车行走机构、臂架俯仰机构、大车 行走机构等组

Technorati 标签: 桥吊,恒功率,起升

成。其中,起升机构实现集装箱或 吊具吊架升降运动;小车行走机构负责使集装箱或货物的水平往复运动;臂架俯仰机构负责岸桥 不工作时将臂架抬起,让船舶可自由通过,并停 泊在码头上,以免船舷碰到岸桥,在工作时把臂 架放下,让小车可行使到船舱上方进行装卸;大 车机构负责岸桥的移舱动作。

2岸桥起升机构调速方式选择

由各机构的功能可以看出,臂架和大车在岸 桥工作中并不频繁使用,岸桥在装卸集装箱或货物时主要靠起升和小车来实现。这样,岸桥主要 靠提高起升和小车的速度来提高工作效率。从机 构角度看,起升为位能负载,小车为平移负载, 而垂直重载引起的滚动摩擦阻力矩与风阻力矩和水平惯性力矩相比,占较少部分,故载荷的大小 对起升机构的影响会更大些。为此,在起升电机大小确定的情况下,需要解决提高起升机构效率 的问题。

在起升机构电机选择时,起升额定载荷和起升速度是主要指标,由电机计算公式表示为

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由此可知,在起升机构电机功率一定的情况 下,额定载荷和起升速度成反比,即额定载荷越 大,起升速度就要相应的减少。岸桥的起升电机 在选择时,考虑到实际工况的参数,得出在最大额定载荷的情况下,所允许使用的最大速度,此 时调速系统采用的是恒转矩调速方法,但实际情 况是并非每次的所起吊载荷均为额定载荷,所以 为了能够在调速时电机容量得到充分利用,空载时的调速系统可采用恒功率调速方法。

在实际应用过程中,无论是装船还是卸船, 在每次工作循环中都会有半个循环是吊箱作业, 半个循环是空吊具作业,也就是说有半个循环是起升机构没有带载运行。如果仍采用满载时的速度,它所应用的起升电机功率没有达到最大值, 并没有充分的使用电机功率。如果在空载的情况 下,利用变频器和电机的恒功率特性,在不影响 机械结构的前提下,提高起升速度就会提高岸桥 的工作效率。在实际调试过程中,将吊具的旋锁 (用来锁住集装箱的)开关信号以及载荷传感器 的值用来判断是否进行速度提升的条件,即当旋 锁锁住和载荷传感器为0的情况下才可提速。为 此,在空载的情况下,起升速度可提高到电机额定速度的2倍,整个岸桥的工作效率也会有所提升。

3岸桥起升机构控制方案优化

在起升机构不带集装箱时,可以起升速度进 行提升,超过起升电机额定速度2倍。实际工作 中集装箱所带货物的质量不一,质量不超过额定 载荷,可按照电机的额定速度起升,但大多数情 况下,载荷质量都比额定载荷小,有的甚至小很 多。通过公式可以看到,若载荷小时,可适当提 高起升速度,充分利用电机的剩余功率。尽量充分利用电机功率,提高整个起升机构的工作效率。 在实际调试过程中,空载时仍采用上述方法,起 升速度为电机额定速度的2倍;当带载时,根据 所带载荷的多少(载荷的多少由重量传感器决定)来确定起升速度,载荷小时速度快,相反速度变. 慢。起升速度在电机额定速度和2倍额定速度之 间,实际的起升速度还会提升,岸桥的工作效率 也得到相应的提高。关于起升速度的整个程序块是这样的,当起升机构吊起载荷时,重量传感器 测算出载荷量,然后跟系统所给的质量进行比较, 比较后给出1个速度,该速度为通过质量和电机 额定功率进行计算所得到的最大速度,目的是为了在不超出电机额定功率的情况下充分利用电机

的功率。

利用载荷的多少来决定起升速度的大小, 可提高岸桥的工作效率。但在实际应用中,如 果测量载荷的设备出现问题,岸桥起升机构就 不能正常髙效地工作。因此,需要另一种方法 来确定起升载荷的多少,进而控制速度的大小。 通过变频器对电机的控制原理,得出当电机所带负载增大时,电流会升高,相同速度下,负 载越大,电流也越大。电机的电流可通过变频器 得到,变频器和PLC之间采用通讯连接,故PLC 系统可实时得到电机电流的信息,进而进行判 断,得出此时电机所带载荷的情况,通过载荷情况来给出电机速度的大小。测量起升机构空载时 的电流,用实际电流与空载电流进行比较,并得 到比较值,再进行计算得到相应的速度值,传输 给变频器。

4结论

通过对起升机构速度调节的不断改进,提高 了岸桥的工作效率,吊箱的速度提升了 1/4,使得 集装箱码头在不增加设备和人员的情况下,整体 装卸能力得到了提升,不仅节约了成本,还可创 造更多的生产价值。


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