轨道式集装箱门式起重机（以下简称集装箱起重机）是具有集装箱装卸、储运、移动、编组等功能的专用设备。由于该类起重机必须在限定的轨道上运行，通常用于铁路集装箱货场和堆场，轨道一般采用埋轨式。该机既可装卸铁路车辆，又可用于公铁联运的汽车装卸，还可直接换装和堆放。

　　随着我国加入WTO和对外经贸的迅速发展，集装箱运输因其安全、高效、快捷、方便等诸多优势而被广泛应用，并得以高速发展。近年来，中国大陆港口集装箱吞吐量有了长足进步，到1999年底，世界主要港口的总吞吐量为17中国大陆总吐吞量达1415万TEU，比1998年长377%.铁路集装箱装卸设备也因此长较快，铁路货场、集装箱堆场的吞吐能力、效率对集装箱的公铁路运输有着重要影响。因此，集装箱起重机的研究、开发以及技术改造具有重要意义。

　　1结构及性能参数1.1总体构造集装箱起重机由门架、小车、大车运行机构、司机室、电气控制系统等组成。根据现场情况可选用双悬臂、单悬臂和无悬臂3种形式。

　　典型的集装箱起重机门架由主梁、支腿、上横梁、下横梁和斜梯平台栏杆等组成，采用箱形结构，主梁多采用偏轨或半偏轨方式。半偏轨箱形主梁既不需要小隔板又不需加三角筋，省去了大量焊缝，减少了焊接变形，因而在近几年被广泛采用。

　　小车采用自行式，通常采用双层小车结构实现吊具回转（也有将回转机构直接装于吊具上方）。由主小车架、回转小车、起升机构、运行机构、吊具及防摇系统等组成。起升机构采用2个双联卷筒，4个吊点的集装箱吊具。为保障吊具始终处于水平状态，2个卷筒通过万向轴之间的机械离合器调整升降过程的同步。一般回转小车可作*210*~*270*回转运动，以方便吊具与集装箱对位。吊具及防摇系统是集装箱专用起重机**重要的组成部分，对集装箱装卸的安全性和堆场的吞吐量有着**直接的影响。专用吊具可分为液压伸缩式、机械伸缩式、主从式、子母式、固定式等，其中液压伸缩式吊具可适用不同规格的集装箱，调节范围一般为20~ 40ft，操作灵活，生产效率高，自动化性能强，使用广泛。另外，根据吊箱数量可分为单箱式和双箱式2种。吊具防摇系统可迅速哀减吊具（集装箱）摆动，提高作业效率和安全性，通常有刚性防摇和柔性防摇2种形式。常用的柔性减摇系统有单独分离台车式、液压阻尼式和电子式等。刚性防摇，在小车中心的刚性导件下端固定着导件托架，导件受电机、减速器和卷筒的驱动上升或下降，并由定位轮在水平方向限位，其中导件是一个刚性框架，可起到良好的防摇作用。

　　司机室可采用固定式、自行式或随小车移动的悬挂式保温司机室。内设联动台（触摸控制屏）、超负荷指示器、空调器、对讲机和监视器等。

　　1.2电气控制由于作业的特殊性，集装箱起重机需要良好的调速性能。一般采用涡流调速、定子调压调速、交流变频调速等方式，主令控制器操作。利用旋转编码器、PLC、变频器、触摸控制屏等构成的电气控制系统可实现运行平稳、对位准确、安全高效等要求，实现集装箱运输的自动化和半自动化。

　　小车供电多采用悬挂式电缆导电，近几年来拖链供电在国内外也广泛应用，大车根据场地情况可采用电缆卷筒供电、安全滑触线或悬挂式电缆供电。旋转小车一般采用滑环集电器供电。

　　3性能参数起重量包括额定起重量和吊具的重量，按SO668标准规定，1AA（40ft）集装箱的**大满10.16t.故起重机的额定起重量多为30.5t.近年来，这一数值均有大，40ft集装箱的**大满载重量加到40t，20ft加到26t，起重机的额定起重量也将随之变化。

　　跨度轨道式集装箱门式起重机的跨度S可按下式求得*集装箱宽度，标准取值B=2438mm a*各列集装箱之间的距离，a=300~400mm b***外一列集装箱至本侧轨道中心的距离，一般b= c*跨度内铺设的铁道路轨、汽车通道等占用宽度。通常c=22~40m有效悬臂有效悬臂长度根据集装箱的尺寸、装载运输通道尺寸而定，通常取7.5m~10起升高度主要由堆场存放集装箱的层数和集装箱高度决定。大部分货场为堆3过4或堆4过5，通常取12（）工作级别及工作速度集装箱起重机的工作级别一般为A6和A7.工作速度直接影响货场的集装箱吞吐量和工作效率，重载起升速度多在速度1~2r/min；小车运行速度50车运行速度取70~130m/min. 2国外现状2000年世界主要集装箱起重机公司订单共381台，接近1999年度订货数的2倍。其中美洲和东南亚各占67台和59台，欧洲占137台，这是因为欧盟制订了将货运从公路转向铁路的政策，预计在2001年仍有较大大。

　　国外集装箱起重机己基本走向标准化、自动化和系列化。特别是欧洲国家的集装箱起重机以轨道为主，机型以U型双悬臂为主，吊具为液压伸缩式，具有旋转功能、防摇措施和对位措施，整机具有良好的调速性能。

　　国外起重机在电气控制、调速、吊具及防摇、安全等方面发展迅速。全数字化控制驱动装置、可编程控制器、电气减摇控制、故障诊断和数据采集管理系统的应用，实现了集装箱搬运的半自动化和自动化。半自动集装箱起重机只在局部不定装卸区域手动，其它区域全部自动化，由中央计算机发出指令，通过光纤传送到起重机，进行自动作业控制，采用高速防振技术和定位技术**佳路径自动生成，并设置自动诊断和集装箱防碰撞等功能，满足了高效、安全、可靠、操作方便和高性能等要求。

　　在欧美等发达国家和地区，模糊控制己用于小车走行机构电子防摇，GE公司开发的防摆系统使小车加速度大幅降低而又能保证**高速度时的运行时间和较短的停止时间，安装方便、维修费用低，提高了安全性和作业效率。

　　集装箱双联吊具开发利用，即可吊1个又能同时吊2个集装箱，中间旋锁座可独立垂直移动。如用40ft的吊具既可吊1个40ft的集装箱，又可吊2个20ft的集装箱，并可以小范围调节重心偏移，大大提高了生产效率。智能化吊具也己在起重机上应用，在吊具上安装各种智能化传感器与开关，检测信息送至计算机上显示，也有的直接在吊具上装设PLC接受检测信息并进行处理。

　　3国内现状及差距铁路货场在我国是使用集装箱起重机的主要场所，但目前铁路货场具备自动摘挂、吊具旋转、减摇消摆、无级调速、直接出跨等功能的集装箱起重机很少，分柔性防摇和刚性防摇2种机型。柔性防摇集装箱起重机的液压吊具和关键机电配套件由德国进口，整机国产制造，基本反映了当时的国际水平。现有的铁路货场集装箱吊装设备大部分只配备无动力吊具，普通控制，多为人工摘挂，效率和安全性较低，装卸能力不适应当前货运的发展。

　　与国外相比，我国集装箱起重机的综合性能差、数量少、效率低。在电控技术应用、液压技设计计算行星轮系的可靠性优化设计连云港化工高等专科学校陈连王元文清华大学潘晋体设计条件，利用该计算程序可以得出满足可靠性要求的优化设计方案。

　　叙词：行星轮系可靠性优化设计证其技术经济性能具有十分重要的意义。可靠性优化设计能使产品既满足预定的可靠性要求，又具有**佳的工作性能或参数匹配。本文介绍对2K―H（NGW）行星轮系进行可靠性优化的设计方法，通过导出优化设计的数学模型，编制出相应的计算程序，并对具体设计问题先进行配齿计算，后针对符合传动比误差要求的每一种齿数迭代寻优，从而得到一系列可行的优化方案，做出**终选择。

　　1设计变量与目标函数对所示行星轮系，可以**小体积、**小自重、**小轴向尺寸或**小径向尺寸以及**大承载能力为优化目标，也可将上述各目标组合为多目标进行优化，其中**小体积和**小重量更具实际意义。

　　以**小体积为优化目标时，可以内齿圈齿根圆柱的体积V作为轮系的体积指标，则以**小自重为优化目标时，可以中心轮1和c个行星轮2分度圆柱体积之和，作为轮系的重量指标，则轮系的传动比条件和同轴条件为一般情况下，行星轮个数c可根据结构类型及传动比大小预先选定，因此可取中心轮1齿数Zi，齿宽B和模数m为设计变量，即术、配套件、设计制造能力和加工工艺方面存在较大差距。在资金投入、原有铁路货场规划、集装箱运输不均衡等方面也制约了集装箱起重机的发展。

　　综上所述，国际上重大装卸设备正在向高效化、自动化、系列化、零部件标准化等方向快速发展，安全保护措施也日趋完善。在我国，随着经济快速发展和西北大开发战略的实施，集装箱运输及公铁路联运具有良好的发展前景。我们应根据现有情况，在消化国外先进技术基础上加快国产化设计，开发出控制先进、结构简单、安全高效、自重轻、价格低的集装箱装卸设备，改进工艺工装和提高从业人员素质和技术水平，实现集装箱起重机产品的系列化和标准化。