集装箱桥式起重机吊具电缆卷盘机构改造
浅析吊具电缆卷取装置的控制方式
港 口科技动 态 ・ 口机 械 港
浅析 吊 具电缆卷 取装置 的 控制 方式
宁波港北仑第二集装箱有限公司 任建乔
摘要： 对集装箱岸边起重机的吊具电缆卷取装置进行 了简单的介绍， 并对主要的两种控制
方式： 磁滞联轴节（ 速度滑差） 方式和直接 力矩控制（ Ｔ ） Ｄ Ｃ 方式的工作原理和 实现过程进 行 了分析， 讨论了各 自的优缺点与发展趋势。 关键 词 ： 集装 箱 吊具 电缆 卷取 装置 磁 滞联 轴 节
的排列形式分为两种 ： 单层多排 （ 卷筒 ） 和多层单
置早期采用传统的储缆框形式， 如图 ｌ 所示。
： 小车絮
排（ 卷盘） 控制方式一般为力矩控制 ， 常采用 ， 通 的有磁滞联轴节 （ 速度滑差） 方式 和直 接力矩控
制（ Ｔ ） Ｄ Ｃ 方式。 吊具电
／
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图 １ 传统的储缆框形式
这种吊具 电缆卷取装置结构简单 ， 吊具电缆
、 。 Ｉ 、
图 ２ 磁带联轴节的基本结构图
磁滞联轴节是一种具有综合优 良性能的传动
装置 ， 其基本 结构如（ ２ 所示。核心部件 由一 图 ）
收卷。其中限位的目的用于限制卷盘过卷或过放 吊具电缆， 而造成意外损坏。驱动器的速度参考
指令由岸桥主 Ｐ Ｃ根据 吊具 的高度与起升机构 Ｌ 的速度 ， 结合电缆卷取装置的机械特性进行计算
给 出， 因为随着 吊具的上升 ， 同样的吊具起升速度
下， 电缆卷盘的转速就要减小 ， 而且是一个动态变 化的过程 。由于磁滞联轴节在小范围内的速度滑 差， 既能保持一定的力矩 ， 又不会过热 ， 因此在具
起重机改造
起重机改造一、引言起重机是一种用于搬运和举升重物的机械设备，广泛应用于建筑、工地、港口等各个领域。
随着科技的不断发展，现代起重机也在不断改进和完善。
起重机改造是通过对现有起重机进行技术升级和装备增添，以提高工作效率、降低成本、增强安全性能等目的来进行的一项工程。
本文将介绍起重机改造的必要性、影响、改造方案、实施过程和相关技术要点等内容。
二、起重机改造的必要性起重机改造有以下几个主要原因：1. 提高工作效率随着生产力的提高和工程的复杂性，传统的起重机可能无法满足高效率的工作需求。
通过改造起重机的主要组成部分，例如提升速度、回转速度、行走速度等，可以提高起重机的工作效率，缩短工期，提高生产能力。
2. 降低成本起重机改造可以通过安装新型节能设备或改进原有设备，来降低起重机的能耗。
例如，替换旧式的电机和液压系统，采取更加高效省电的设备，可以降低能源消耗和运行成本。
3. 增强安全性能起重机是一种危险的工业设备，安全性能非常重要。
起重机改造可以通过增加安全装置、更新控制系统、提升操纵人员的安全意识等措施，提高起重机的安全性能，减少事故发生的概率。
4. 符合新的需求随着工作环境和客户需求的变化，原有起重机可能无法满足新的工作要求。
通过改造，可以使起重机适应新的工艺、作业环境和重量要求，提供更加灵活多样化的解决方案。
三、起重机改造的影响起重机改造可能对以下方面产生影响：1. 运行效果起重机改造后，其运行效果可能会得到实质性的提升。
例如，加载容量的增加、动力装置的改造、运动灵活性的提高等，都会对操作和运行效果产生积极影响。
2. 维护和保养改造后的起重机可能需要采用新的维护和保养方法。
新部件的更换和操作控制的改变都需要更新维护手册和维修流程。
3. 成本投入起重机改造需要成本投入，包括改造设备的采购、安装、调试以及人员培训等方面。
因此，在进行起重机改造前需要进行全面的预算和规划。
4. 对操作人员的影响改造后的起重机可能需要操作人员进行新的培训和熟悉操作方式。
起重机改造施工方案
起重机改造施工方案起重机改造施工方案一、项目概述起重机改造是指对现有起重机进行技术升级、结构修改或功能增加的施工工程。
本方案旨在对现有起重机进行改造，提高其安全性、技术性能和工作效率。
二、施工内容1. 安全系统改造：对现有起重机的安全系统进行评估，并根据评估结果进行升级。
包括但不限于安装防倾覆装置、限位开关和安全报警系统，以确保起重机在运行过程中的安全性。
2. 功能改进：根据用户需求，对起重机的功能进行改进。
包括但不限于增加超载显示装置、安装遥控系统和自动化操作系统，以提高起重机的操作便捷性和工作效率。
3. 结构优化：通过对起重机的结构进行优化，提高其承载能力和稳定性。
包括但不限于增加补强装置、加固关键部位和提高整体刚性，以确保起重机在工作过程中的稳定性和可靠性。
4. 动力系统改造：对起重机的动力系统进行改造，以提高其工作效率和能源利用率。
包括但不限于更换节能型电机、改善传动系统和优化控制系统，以降低起重机的能耗和运行成本。
三、施工步骤1. 准备工作：制定施工计划、确定所需材料和设备，并组织施工人员和技术人员进行培训。
2. 拆除旧设备：对原有起重机的部分设备进行拆除，如旧安全系统、陈旧的功能部件和老化的结构部件。
3. 安装新设备：根据改造方案，按照规范和标准安装新的安全系统、改进功能部件和优化结构部件。
4. 调试与测试：对改造后的起重机进行调试和测试，确保改造后的设备正常运行，功能完善。
5. 客户验收：组织客户进行验收，并解答客户疑问和反馈。
四、施工要求1. 按照国家相关标准和规范进行施工，确保改造后的起重机符合安全性、技术性能和工作效率要求。
2. 施工过程中，严格按照操作规程和安全操作要求进行施工，确保施工人员的安全。
3. 施工现场应保持整洁，严禁乱堆乱放材料和设备，并采取防尘、防水等措施保护现场设备。
4. 施工期间，与相关单位和客户保持密切沟通，及时解决问题和反馈。
五、施工安全措施1. 施工现场应设置警示标志和安全标识，保证作业人员的安全。
集装箱起重机吊具通信系统发展现状及改造
集装箱起重机吊具通信系统发展现状及改造随着经济的全球化和贸易的快速发展，集装箱起重机在港口和货运领域扮演着重要角色。
集装箱起重机通信系统作为起重机安全和预防事故的关键部分，在过去几十年中得到了极大的发展。
本文将介绍集装箱起重机吊具通信系统的发展现状，并提出一些建议和改进方案。
起初，集装箱起重机的通信系统主要依赖于简单的无线电通信，如对讲机和无线电报警器。
这种通信系统存在一些问题，如信号干扰、通信范围受限和信息传输不稳定等。
随着技术的进步，数字通信系统逐渐取代了传统的无线电通信。
现代集装箱起重机通信系统采用了数字无线通信技术，例如无线局域网（WLAN）和蓝牙技术。
这些技术能够实现更稳定的通信，更大的传输距离，以及更高的数据传输速度。
集装箱起重机通信系统还加入了其他先进的技术，如全球定位系统（GPS）和远程控制技术。
GPS技术可以用来跟踪起重机位置和移动路径，确保起重机的准确定位。
远程控制技术使操作人员可以通过远程控制面板对起重机进行操作，从而提高了操作的灵活性和安全性。
目前的集装箱起重机通信系统仍然存在一些问题，需要进一步改进。
起重机通信系统需要具备更高的抗干扰能力，以应对港口环境中可能存在的干扰源。
起重机通信系统需要增加自动报警和故障诊断功能，以提前发现起重机的故障并采取相应的措施。
起重机通信系统需要更好地与其他港口设备进行集成，以实现更高效的协同操作。
为了改进集装箱起重机通信系统，可以采取以下措施。
引入高频无线电通信技术，以提高通信质量和稳定性。
引入智能算法和大数据分析技术，实现对起重机状态的实时监测和分析，以及预测性维修和故障诊断。
加强与其他港口设备的通信功能，实现起重机与其他设备的无缝对接。
随着技术的发展，集装箱起重机吊具通信系统逐渐从传统的无线电通信向数字通信发展，并引入了GPS和远程控制等先进技术。
仍然存在一些问题需要解决，包括抗干扰能力不足、自动报警和故障诊断功能不完善以及与其他设备的集成性有待加强等。
天车电缆卷筒改造
作 者提 出 以下 改 造方 案 ：在 卷筒 和 吊钩 之 间加 一 根 细钢 丝绳 ，使 吊钩上 升 或下 降 时 ，钢 丝绳 是 主 要 的受 力 体， 减轻 电缆所 承 受 的力 。 为避免 钢丝 绳与 电缆 线在 卷 筒 缠绕 时互 相摩 擦 对 电缆外 表 面绝 缘 皮造 成 伤害 ，在 电缆 卷 筒卷 曲筒 上碳刷 侧 焊接 圆环 形 隔 板 ，使 电缆 和钢 丝绳
急 速 加剧 。 ２２ 更换 频率 太快 ， 加 了 生产成本 ． 增
多绕 ２ ３ ， 处 钢丝 绳 采用 在 卷筒 上 多绕 ３ ， 以钢 ～圈 此 圈 所 丝绳 长度 Ｌ Ｈ Ｓ 卷筒 直径 Ｄ ０ ｍ ＝ ＋， ＝． ５
Ｓ ３ ￣ｘ ３ ３ １ ｘ ．＝４７１ ． ＝ｌ ｍ ＝ ｘ Ｄ＝ ｘ ．４ ０５ ． ｍ ４
解 决方案
Ｅ墨ｇｉ 匹田 工艺 ， 工装 ， 鼍目 ， 谗断 ， 越■ ， 维信 ， 蓖遁
天 缆卷筒改 车电 造
邢 凤 华
（ 钢 冷 轧板 厂 ， 南 ２ ０ ０ ） 济 济 ５ １ １
ｌ 电缆 卷 筒简 介
３Ｊ 铜 丝绳的 计算 ．
弹 力式 电缆 卷筒 是起 重 运输 机 械 的重要 部 件 ，它 是
冷轧 厂生 产 节奏 比较 快 ，电缆拉 伸频 率 较 大造 成 电 缆 拉 断事 故 的频发 ， 电缆更 换频 率 较快 ， 时半 个 月甚 至 有 更短 的时 间就要 更换 一 次 。 轧厂 主 电缆采 用进 口电缆 。 冷 由于 电缆 长度 较 长 ， 价格 昂贵 ， 之更 换 电缆 造成 生 产误 加 时， 生产 成本 大大 增加 。 为 了减 少 更换 电缆 所 造 成 的生 产误 时 和生 产 成 本 ，
起重机改造工程施工方案
起重机改造工程施工方案1. 引言起重机在各行业中起到非常重要的作用，然而，随着技术的不断发展和市场需求的改变，许多起重机已经逐渐过时，无法满足现代化生产的要求。
因此，对起重机进行改造工程已成为迫切需要解决的问题。
本文将介绍起重机改造工程的施工方案。
2. 施工目标起重机改造工程的施工目标主要包括以下几个方面：1.提升起重机的承载能力，使其能够适应更大的工作负荷。
2.提高起重机的工作效率，缩短起重周期，提高生产效率。
3.提高起重机的安全性能，减少事故发生的风险。
4.增加起重机的功能，使其适用于更多的工作场景。
3. 改造内容根据起重机的不同类型和具体情况，改造工程的具体内容会有所差异。
以下是一些常见的改造内容：1.安装新的起重机电机和传动设备，提升起重机的运行速度和承载能力。
2.更换起重机的起升机构，提高起升高度和起升速度。
3.更新起重机的控制系统，加入现代化的自动化控制技术，提高起重机的操作性能和安全性。
4.增加起重机的附属设备，如吊具、夹具等，提高起重机的灵活性和多功能性。
5.安装起重机的监控系统，实时监测起重机的工作状态，及时发现故障并进行维修。
4. 施工步骤起重机改造工程的施工步骤可以分为以下几个阶段：4.1 计划阶段在计划阶段，需要明确改造工程的目标和范围，制定详细的施工方案，并确定所需的材料和人员资源。
4.2 施工准备阶段在施工准备阶段，需要对现有起重机进行全面检查和评估，确定其存在的问题和需要改造的部分。
同时，准备所需的设备、材料和工具，并组织施工人员进行培训。
4.3 施工阶段施工阶段是整个改造工程的关键阶段。
在施工过程中，需要按照施工方案进行设备安装、系统改造和调试等工作。
同时，根据需要进行现场加固和安全措施的增加。
4.4 完工阶段改造工程完成后，需要进行全面的测试和验收工作，确保改造后的起重机能够正常运行，并满足施工目标要求。
同时，对施工过程进行总结和评估，并制定维护计划，确保起重机的持续性能和安全性。
港口集装箱装卸吊具改造探讨
港口集装箱装卸吊具改造探讨摘要：本文首先介绍了集装箱吊具的工作原理，然后系统阐述了集装箱装卸工艺方式，最后具体研究了集装箱吊具的应用及改造情况。
关键词：港口；集装箱；吊具；改造引言由于港口吊装工艺中的吊具结构以及现场工况等原因，吊具故障约占场桥总故障的40%，而其中由于吊具上架接线箱中的模块接线问题导致的故障就占 50%。
为解决此问题可以对吊具进行合理的改造，改造之后能够保证港口生产作业的顺利进行，保证来港的车、船做到及时装卸，减少车船在港停留时间，有效地提高集装箱的装卸效率。
1集装箱吊具的工作原理分析普通的单箱液压传动吊具的工作原理主要是将司机发出的各项指令通过控制系统及连接电缆传送到吊具，吊具根据发出的信号相应的电磁阀动作，将油泵产生的高压油送到各个执行机构，实现吊具各项动作。
吊具需能过一根电缆将司机室与吊具联系起来，这样能够满足发送指令信号和信息反馈的作用。
吊具的各种动作均是通过液压系统来进行传动的，液压系统由液压油泵、溢流阀换向阀等各种控制和保护液压阀、旋锁油缸、伸缩油马达、摆动马达以及油箱油管等组成。
司机通过控制操作台上各种开关与按钮发出指令，指令信号进出控制系统PLC，PLC根据预设的程序判断条件满足后输出信号，PLC 发出的信号通过吊具电缆传送到吊具，吊具上相应的电磁阀得电动作后接通液压油路，这样吊具就能够实现相应的动作。
一旦动作到位，就很快通过限位将信号反馈给控制系统，并通过指示灯等提示司机。
而目前发展很快的遥控吊具和电动吊具则是在传统吊具的基础上的改进与发展。
遥控吊具和电动吊具主要是采用电动机驱动来取代传统的液压系统。
其中遥控吊具主要是通过红外线无线传输的方式来传送控制信号和反馈信号。
主要分为两步来完成，一是遥控发出信号，接收装置完成信号接收工作。
吊具的动力主要是由上架起升滑轮上已安装的发电机通过发电及蓄电调节装置来提供动力。
2港口集装箱装卸吊装工艺吊装工艺方法又称“垂直作业方式”，即岸边采用起重机用吊上吊下的方式来装卸船上集装箱。
门式起重机简易集装箱吊具改造与应用
门式起重机简易集装箱吊具改造与应用摘要：新疆一企业之前采用简易吊具配备2名司索工进行集装箱吊装，后与南昌一家机械厂合作对吊具进行了升级改造，采用了一种旋转吊具，实现自动开闭锁头、旋转、自平衡等动作。
增加了装卸集装箱效率的同时降低了人力成本。
关键词：自平衡旋转吊具[1];力矩电机;集装箱目前不少门式起重机吊装集装箱时采用简易吊具进行吊装，这种简易吊具每班需要配合2名持证上岗的司索工，在蘑菇头锁闭开启和集装箱转向时都必须用人工拉绳控制，司索工劳动强度大，工作性质危险，现新疆一企业对吊具进行改造后，使上述工作全部由起重机司机一人完成，每年直接节约的人力成本30万元左右。
1.改造前的现状由于该门式起重机的主要作用是从平板车和敞车中装卸40英尺集装箱，但由于采用的简易吊具吊装在作业从存在一下问题.1.1吊装高度不够，使用受到限制。
改造前吊装作业高度如图所示。
为满足700mm吊装安全距离，至少要使得吊装高度道在12.3m以上，但改造前该门式起重机的吊装高度仅为11.4m，在实际作业过程中，在面对2.9米的高箱时仅有少部分敞车车型能够作业，不能满足安全要求，且吊装过程经常触发高度限位器。
图1.改造前敞车吊运集装箱安全作业要求吊具高度5100mm40英尺高箱高度2900mm集装箱吊装安全距离700mm敞车高度（以最高C63计算）2400mm敞车底部距离轨面高度（空载）1200mm所需最小安全吊装高度（以C63计算）12300mm现有吊装高度（以轨面为基准）11400mm表1.最大吊装尺寸表1.2吊装效率低下1.3平均一次作业达5分钟以上，特别是遇到卸箱货物有偏载情况时，在对平板装车时，由于集装箱存在偏斜不容易吊落在平板蘑菇头上。
对棚车容易碰撞车皮，使得作业效率更加十分低下。
1.4需配备司索工，存在安全隐患改造前的简易吊具需要配合2名司索工进行转向、锁头开闭等作业，特别是在穿越两侧U型孔时需两次人力转向，劳动强度较大，并且重箱作业时，惯性较大，容易发生挤伤事故，存在一定安全隐患。
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集装箱桥式起重机吊具电缆卷盘机构改造
摘要：我司桥吊吊具电缆卷盘控制采用的是“变频+磁滞联轴器”模式，使用四个
电机带动卷盘运行，近年来问题出现较多，如吊具电缆卷盘空开频繁跳、电缆磨
损严重、磁滞联轴器损坏等，影响了公司的作业效率，也增加了维修保养成本。
将吊具电缆卷盘控制方式改造为全变频驱动吊具电缆卷盘系统，避开了磁滞联轴
器问题，可以延长电缆的使用寿命，降低整个卷盘系统的故障率。
关键词：电缆卷盘；全变频；变频器；磁滞联轴器
一、现状概述
1.1机械部分
我司1#-6#桥吊吊具电缆卷盘控制采用的是“变频+磁滞联轴器”控制方式，使
用四个电机带动卷盘运行，具体结构如图1所示。
图1 改造前电缆卷盘结构
在使用过程中，以下问题出现较多。
（1）我司这几年作业过程中吊具电缆卷盘电机频繁跳空开，检查均为电机轴承
磨损严重，分析原因为电机长时间运行导致轴承磨损严重后引起电机轴承窜动，
造成电机相间短路。
（2）我司1#-6#桥吊吊具电缆在吊具上架缓冲器处出现不同程度的磨损，几乎每
个月都要安排人员进行维修，消耗物资和人力较多。分析原因为吊具在上下高速
切换过程中，系统响应迟钝，造成电缆遭受冲击较大，使得电缆在吊具上架缓冲
器处磨损较为严重。
（3）每台机吊具电缆卷盘系统涵盖磁滞联轴器、电机各4个，数量较多，工作
较长时间后容易产生磁盘少磁、电机制动衬磨损等状况，检查也不方便。同时，
对磁滞联轴器力矩的调整也难量化，更换拆卸修理也较为耗时，严重影响设备生
产效率。另外磁滞联轴器价格也相对不菲，修理、更换费用也是较为大的开销。
（4）传统老式减速箱轴承选型、设计有一定缺陷，轮齿啮合过程中敲击磨损较
为严重，且此种老式减速箱型号已被厂家淘汰使用，因而存在较大安全隐患。
1.2电气控制部分
我司桥吊吊具电缆卷盘电控系统使用的是西门子6SE70系列，目前西门子
6SE70系列变频器全面停产，后续备件采购或为定制方式，将大大延长采购周期，
且采购成本将会成倍增加。在备件紧缺的状况下，设备可能会存在停机的风险。
考虑桥吊大部分已投用十年，设备电控系统产品将进入生命周期尾期，且后续故
障将会大大增加，备件难以采购，我司决定将吊具电缆卷盘电控系统进行升级改
造。
二、改造方案
2.1系统控制方式
由于近年来“变频+磁滞联轴器”控制方式的吊具电缆卷盘系统一方面故障越来
越多，在一定程度上影响了作业效率；另一方面对电缆的磨损也越来越大，缩短
了电缆的使用寿命。我司在经过考察之后，决定采用现阶段使用较多的全变频驱
动吊具电缆卷盘系统替代原有的系统。
全变频驱动吊具电缆卷盘系统采用的是“速度控制、力矩限幅闭环”控制模式，
主要由变频调速电机（带编码器）、减速器、卷盘、滑环箱、电控系统等组成。
吊具电缆卷盘系统变频器根据桥吊主PLC提供的起升高度、起升电机速度，经过
计算输出扭矩和转速到电机，同时根据电机编码器传回的数据对扭矩和转速进行
实时校正，形成闭环控制，确保卷盘系统的速度始终准确地跟随吊具实际速度，
并使电缆在合理范围内受力，延长电缆的使用寿命。
目前，全变频吊具电缆卷盘优势较多：电缆受力可调，跟随效果好，对电缆
冲击较小；采用单台电机替换原有四台电机，系统转动惯量减小；维护量减少，
易损件减少，维护费用降低。
2.2变频系统选型
我司经过多次考察比较，并结合我司目前现状，选择使用西门子SINAMICS
S120系列变频器来替代西门子6SE70系列变频器，我司桥吊主PLC系统为西门子，
同种系统新、旧产品通信对接比不同品牌混合较为稳定。另外，一方面我司新采
购桥吊卷盘系统采用的是西门子SINAMICS S120产品，考虑到码头产品的通用性，
选择西门子S120产品有利于我司库存的控制和成本的节约；另一方面，我司维
修人员对西门子系统较为熟悉，在维修点检方面效率要高于其他品牌系统。
2.3减速箱重新选型
原减速箱设计制造存在一定缺陷，轴承与设计槽不相匹配，齿轮啮合过程中，
轮齿间敲击震动较为频繁，齿面存在划痕和点伤，长久划痕越来越深，点伤点蚀
严重，轮齿有折断风险，对齿轮寿命产生较大影响，存在较大安全隐患。现减速
箱摒弃原有的问题，同时一改原来大而沉的形象，逐步小巧起来，结构一目了然，
维修维护保养相对更简单。磁滞联轴器已然不存在，合理避开了其可能出现的问
题，针对磁滞联轴器的备品备件、维修等就不存在了，节省了较大一笔费用。
三、安装调试
3.1硬件改造
由于我司吊具电缆卷盘在减速箱、磁滞联轴器、电机及变频器方面问题较多，此
次采用全部替换的方式进行改造。
3.2软件调试
在完成旧系统拆除和新系统安装工作后，送电之前必须进行送电前安全检查。
主要检查项目有确认电机、减速箱、卷盘等机构安装可靠，确认变频驱动系统可
靠接地，确认电气布线已按图纸要求进行正确安装, 确认电机的绝缘性是否良好,
检查变频器的输入输出接线。
进入设备调试阶段，依次进行吊具电缆卷盘电机的动态优化和静态优化，并确
认电机的运转方向，根据运行结果设定变频器相应的参数。
在调试完成后根据吊具电缆卷盘的试车报告测试吊具跟随起升运行的各种工况，
并进行耐久试车，主要检测电机、变频器的温升，各机构元件的工作可靠性，控
制系统的稳定性。
四、项目小结
经改造以来，成效还是比较好，故障次数下降较为明显，较好的保证了生产
的正常运行。
参考文献
[1] 崔晔.岸桥吊具电缆卷盘系统分析及应用[D].上海交通大学?，2014
[2] 裴宇.?基于变频的电缆卷盘控制系统设计与应用[J].上海船舶运输科学研究所学
报，2017(03)
[3] 代弘君. 磁滞式电缆卷盘驱动在岸桥中的应用与改进[J].港口科技，2016(04)
[4] 张乾能,赵志淼.桥吊吊具电缆全变频闭环控制系统设计[J].集装箱化，2016(11)