钱旭强 卢玉春 王兆荣 杜 渝

上海振华重工（集团）股份有限公司 上海 200125

0 引言

跨运车作为一种最常见的起重搬运设备，经常应用于港口、码头及物流堆场等，用来完成标准集装箱货柜的跨运搬场或堆垛，其特点为跨运距离长，机动性高、吊物单一，其他应用场景较少。若此类集装箱跨运车用于搬运非标吊载物时，常常还需要根据货物特点进行专业改造或定制。起重机大车机构设计形式、整体质量、结构外形和重心分置等各不相同，产品制造及转运时又缺少相关特种跨运装备。本文设计的起重机大车机构跨运车是一种更专业、更高效、更安全的非标起重跨运装备，适合长距离、复杂路况、非标物品的转运搬场，及满足不同类型起重机大车机构的整体搬运。

1 功能和用途

鉴于与常规集装箱跨运车整机设计、应用场景及性能状况不同，考虑起重机大车机构的设计特点和转运需求，亟待开发研究一种兼顾适合一机多用，具备起重、转运等多种使用工况，同时具有吊卸、带载行走、高效机动等特点，又无需其他设备辅助情况下能独立完成物料整体转运的专业化跨运车装备。该装备的设计与使用，除集装箱跨运车具有的常规基础功能外，还可实现以下主要特殊功能：

1）适应不同种类形式的起重机大车机构转场搬运，能柔性拓展及满足其他多样化物料转运需求，适用范围广；

2）根据不同吊物种类，可快速调整吊载高度，吊具吊点切换、吊装绑扎，不影响产品构件本身，拆装便捷，设备具有通用性；

3）吊具满足偏载自调整、防溜钩及自动锁紧功能；

4）具有吊运物品防摇设计和实现快速绑扎功能；

5）设备行走机构可实时自适应路面状况，实现自平衡、偏载调整功能。

2 技术难点

针对起重机大车机构跨运车设计形式受制于主要吊载物（起重机大车机构）规格尺寸、结构形式等不同的影响，起重机大车机构跨运车设计时的主要技术难点和安全风险包括以下几点：

1）大车机构多样性 吊装物不仅结构形式多样，其外形尺寸、吊点距离、质量等也都各不相同，故吊梁设计要确保最大程度的可利用性；并要考虑从多个设计层面确保跨运装备的通用性、柔性化、实用性和安全性；以及如何确保吊梁上起升系固绳索的受力均衡，不出现偏载受力变化大的情况。

2）道路复杂、距离长 起重机大车机构跨运车机动性强，应用场地多，不仅需要考虑设备运行时受道路宽度、不可移障碍物等的影响下，设计满足使用要求的最小转弯半径，还要考虑地面不平或起伏时，跨运车行走爬坡角度，及车轮防打滑和走轮如何自适应调整等问题，确保轮压受控及整机运行的稳定。

3）安全风险高 GB/T 15622—2005《液压缸试验方法》和JB/T 10205—2010《液压缸》验收标准虽然允许液压缸存在一定范围的内泄，但还应考虑到跨运途中，若起升液压缸发生串油内泄，如何避免吊装发生溜钩，防范坠落事故发生；另外，吊物跨运时还要考虑如何确保有效防止或减少吊载物前后、左右晃动。

此外，跨运车还应具备其他实用性和安全保障功能的设计，如轮胎选用、安全报警、故障应急等，可最大程度降低司机和起重人员的作业强度，提高操作便利性和安全性。

图1为一种高效、机动、带载转运的非标起重机大车机构跨运车，结合上述设计技术难点和安全风险，主要着眼于以下几个方面进行细化设计。

图1 起重机大车机构跨运车装备典型设计

2.1 通用性、柔性化性设计

为满足新型大车机构跨运车适应不同使用场合的要求，设计时要充分考虑其通用性和柔性化，并可实现一机多用。设计初期不论从主体结构形式、尺寸参数，还是功能预设、细节设计等方面都应全盘考虑周全。

1）吊具系统 为充分考虑吊梁使用的通用性和柔性化及扩大应用场景，避免吊具无法适应多种不同吊装物的搬运状况，吊具在横纵方向需设计多档吊耳及吊装孔，以满足不同吊距、吊宽的物体吊挂钩。

2）门架结构 考虑到设备应用时吊载物件的高度尺寸变化，提前为后续吊运超高物件预留空间，门架结构设计时采用侧片分段法兰对接形式，可以定制门架支腿高度，方便设备以后加高改造。

3）减少轮压 为有效降低设备运行时对转运场地承载能力的限制要求，跨运车采用了单点双轮组合共8轮的设计形式，可有效减少整机负载对地轮压影响。

4）自平衡系统 考虑到转运道路不平整且途径斜坡路面，设备负载行驶时，其配备的倾转传感器和大车平衡调整梁能及时反馈整机平衡状况，可实时自适应路面状况，满足即使道路不平整或坑洼时，始终确保有3组车轮着地的状态，实现自平衡、偏载调整和保持整体行走平稳的功能。

5）防打滑系统 驱动车轮能适应路况适时分配动力，满足整机运行动力输出要求。

2.2 实用性设计

非标跨运车设计其中一项重要原则就是装备应满足实用性及适用广的要求。为实现上述功能，该装备设计时具备多项实用功能。

1）行走系统 设备行走系统采用同侧双驱动方式，行走具备多档调速功能，行走转向半径小的特点。

2）联动功能 为提高操作人员现场挂钩、锁销等动作的便利性，降低作业强度，其门架结构登机侧平台处布置了一套升降、锁销三联动快捷操作按钮。

3）驾驶控制 本装备采用内燃机为源动力，满足重载行驶、重载爬坡等使用要求，为方便司机轻松、高效驾驶跨运车，驾驶控制系统采用室内驾驶室与无线遥控的组合驾驶模式。

4）该多功能跨运车还可预设其他实用功能，如安全报警系统、全景视频系统等。

2.3 工艺性、安全性设计

跨运车设计时充分考虑人性化的工艺设计理念，不论是起重作业，还是操作与维修。设计了折叠平台、绑扎系固、故障应急装置等。折叠挂钩平台设计考虑到起重人员操作安全和便捷，可方便起重作业人员的拆挂钩动作。

为有效提高跨运车车轮的安全性，防范设备运行过程中突然爆胎导致不可控安全事故的发生，充分考虑减少整机重载时对地轮压控制，行走车轮采用了双组8轮的设计形式；为提高车轮的安全性和使用寿命，摒弃配置常规空气胎形式，而采用聚氨酯填充实心胎的配置方式。

跨运车提升方式采用液压缸+绳索+吊梁的组合形式，为充分考虑其使用安全性，避免溜钩及吊运过程中产生晃动的现象，有效防范安全事故，分别设计了两套安全保护装置：自动锁销装置和防摇装置。两套安全装置可确保工件在沿X轴、Y轴、Z轴和转动8个方向自由度上对工件产生约束而不发生位移。

1）自动锁销装置 由液压推杆装置、锥形锁销和固定装置等组成，设置在吊梁两侧端部，其作用是防止吊梁左右、前后晃动及溜钩。每次吊梁提升至运输高度后，根据吊梁上锁销对位标记，点动调整提升液压缸行程确保锁销与销孔对中后，完成自动插销锁固动作。

图2 自动锁销装置

2）防摇装置 设置在吊梁中部和门架侧面，采用4组同步液压缸调整顶升，可确保吊运时对吊装物（即大车行走机构）施加上下、左右约束力，形成有效防摇保障，确保吊物平衡不晃动。

3 跨运车实用性对比

起重机大车机构跨运车对比常规集装箱跨运车，不仅设计新颖、机动高效，且组合功能多、可靠、实用。与常规集装箱跨运车的设计实用性对比如表1所示。

表1 起重机大车机构跨运车设计实用性对比

4 结语

本文通过理论联系实践，介绍了起重机大车机构跨运车装备的设计理念、原理和研发技术难点等，通过对跨运车研发目的、用途，及设计特殊功能的深入研究，结合实际产品应用需求，实现了技术成果转化，设计出一种新型大车行走整体跨运车，从根本上解决了特殊产品构件和特种设备的适配应用，解决了起重机大车机构产品制造及整体转运过程中的技术难点和转运风险，助推实现方便、安全和高效的生产模式。