レールマウントコンテナガントリークレーンの設計

導入

レールマウントコンテナガントリークレーン（RMG）の定義と応用

レールマウントコンテナガントリークレーン（略してRMG）は、コンテナヤード用の特殊機械の1つです。走行輪でトラック上を移動し、主電源で駆動し、20フィートと40フィートの伸縮式スプレッダーを備えています（必要に応じてダブルボックススプレッダーも装備できます）。コンテナヤードの指定された範囲内でコンテナを持ち上げ、積み重ねることができます。RMGは、高い操作効率、高いサイト利用率、高度な自動化、低い故障率、低いエネルギー消費、低い運用コスト、環境保護などの利点により、ますます人気が高まっています。

港湾輸送は世界の経済貿易においてますます重要な位置を占めています。世界貿易の継続的な発展に伴い、港湾貨物の積み下ろしの効率は経済利益のレベルに直接関係しているため、港湾荷役輸送設備の革新と改善は特に重要です。

従来のコンテナ積み下ろし輸送方法とシステムは、経済貿易の増大するニーズを満たすことができなくなりました。コンテナ積み下ろし輸送の効率を向上させることで、港に出入りする貨物量を大幅に増やすことができ、経済的利益を向上させることができます。そのため、レール搭載型コンテナガントリークレーンの設計には、より高い要件が課せられています。

設計目標と原則

設計目標は、大きなトン数、大きなスパン、大きな揚高を持つレール搭載型コンテナガントリークレーンを設計することにより、港湾機械の積み下ろし効率を改善し、より効率的で環境に優しいコンテナの積み下ろし作業を実現することです。設計原則は次のとおりです。

積み下ろし効率の向上：技術革新によりクレーンの動作速度と精度を向上します。
大きなトン数: 重いコンテナの積み下ろしのニーズを満たすために、大きな吊り上げ能力を持つクレーンを設計します。
大きなスパン:クレーンのスパンを大きくして動作範囲を拡大します。
大きな揚高: クレーンの揚高を上げて、さまざまなタイプのコンテナヤードに適応します。

全体デザイン

設計パラメータ

レールマウント型コンテナガントリークレーン (RMG) の設計パラメータは、そのパフォーマンスの基礎となります。これらのパラメータによって、クレーンの動作能力と適用範囲が決まります。次に、主要な設計パラメータの概要を示します。

吊り上げ能力: クレーンの吊り上げ能力は、クレーンの最も重要な性能指標の 1 つです。これにより、クレーンが吊り上げることができるコンテナの最大重量が決まります。クレーンが実際の動作要件を満たすことができるように、設計時には港でよく使用されるコンテナの種類とその重量を考慮する必要があります。
揚程: 揚程は、クレーンがコンテナを積み重ねることができる最大の高さを決定します。これは、さまざまなタイプのヤードと操作要件に対応するために、コンテナヤードの実際の条件と保管要件に基づいて決定する必要があります。
スパン: スパンはクレーントラック間の距離を指し、クレーンの動作範囲を決定します。クレーンが動作エリア全体をカバーできるように、設計時にヤードの幅とコンテナの配置を考慮する必要があります。
アウトリーチ: アウトリーチとは、クレーンのカンチレバーの有効リーチを指し、ヤードの端でクレーンが操作できる能力を決定します。ヤードの端でコンテナを取り扱う必要があるクレーンの場合、アウトリーチは重要な設計パラメータです。
作業速度: 作業速度には、吊り上げ速度、トロリー走行速度、トロリー走行速度が含まれます。これらの速度パラメータによって、クレーンの動作効率が決まります。クレーンが指定された時間内にコンテナの吊り上げと積み重ねを完了できるように、設計時に実際の動作要件を考慮する必要があります。

メインビーム設計

メインビームは、レールマウントコンテナガントリークレーンの重要な荷重支持部品であり、その設計はクレーンの安定性と動作効率に直接影響します。メインビーム設計の主な側面は次のとおりです。

基本サイズ設計: 主梁の長さ、幅、高さは、クレーンのスパン、吊り上げ重量、吊り上げ高さなどのパラメータに従って決定する必要があります。設計時には、材料の強度、剛性、安定性の要件を考慮して、主梁がクレーン操作中にさまざまな負荷に耐えられるようにする必要があります。
主梁の断面形状パラメータの計算：主梁の断面形状パラメータには、フランジ幅、ウェブ厚さなどが含まれます。これらのパラメータの計算は、材料の機械的特性とクレーンの実際の動作条件に基づいて行う必要があります。合理的な断面設計により、主梁の支持力と安定性を向上させることができます。

エンドビーム設計

エンドビームは、メインビームとアウトリガーを接続するコンポーネントです。エンドビームの設計では、クレーンの全体的な構造と安定性の要件を考慮する必要があります。エンドビームの設計は、次の要件を満たす必要があります。

強度要件: エンドビームは、クレーンの操作中に、吊り上げ重量、風荷重など、さまざまな荷重に耐えられる必要があります。
剛性要件: クレーンの操作中に過度の変形を防ぐために、エンドビームには一定の剛性が必要です。
接続方法: クレーンの全体的な安定性を確保するために、エンドビームとメインビームおよびアウトリガー間の接続方法は合理的かつ信頼できるものでなければなりません。

剛性アウトリガーとフレキシブルアウトリガー設計

レールマウントコンテナガントリークレーンのアウトリガー設計は、その構造安定性の鍵となります。剛性アウトリガーとフレキシブルアウトリガーを組み合わせて使用することで、クレーンの安定性と柔軟性のバランスをとることができます。アウトリガー設計の主な側面は次のとおりです。

剛性アウトリガーの設計：剛性アウトリガーは、クレーン操作中のさまざまな負荷に耐えられるよう、十分な強度と剛性を備えている必要があります。その設計は、強度と安定性の要件を満たし、メインビームとエンドビームとの接続方法を考慮する必要があります。
フレキシブルアウトリガー設計：フレキシブルアウトリガーはヒンジ接続によってメインビームに接続され、ある程度の柔軟性を備えています。その設計では、クレーンの動的特性と安定性の要件を考慮して、操作中のクレーンの振動と衝撃を軽減する必要があります。

下部ビームと上部サドルの設計

下部ビームと上部サドルは、レール搭載型コンテナガントリークレーンの主要コンポーネントです。これらの設計では、クレーンの全体的な構造と操作要件を考慮する必要があります。下部ビームと上部サドルの設計の主な側面は次のとおりです。

下端梁の設計：下端梁は脚とトラックを接続し、クレーン操作中にさまざまな負荷に耐える必要があります。その設計は、強度と剛性の要件を満たし、トラックとの接続方法を考慮する必要があります。
上部サドルの設計：上部サドルはメインビームの上に位置し、クレーンのトロリートラックを支えるために使用されます。その設計では、クレーンが正常にコンテナを持ち上げ、積み重ねることができるように、トロリーの動作安定性と動作要件を考慮する必要があります。

クレーンの安定性の計算

大型で重量のある設備であるレールマウントコンテナガントリークレーン（RMG）の機械全体の安定性は、安全な操作を確保し、耐用年数を延ばすための重要な要素です。安定性の計算には、主に無負荷および全負荷状態での安定性の検証が含まれます。

1. 無負荷クレーンが軌道方向に沿って上昇および停止するときの荷重安定安全係数の計算

クレーンが無負荷状態で軌道方向に沿って上昇・減速しているとき、慣性力の作用により、軌道方向に沿った転倒モーメントが発生する場合があります。この場合のクレーンの安定性を確保するためには、荷重安定性安全係数を検証する必要があります。

手順:

慣性力の計算: クレーンの質量、加速度、始動およびブレーキ時間に応じて、クレーンが吊り上げおよびブレーキをかける際に発生する慣性力を計算します。
転倒モーメントの計算: 慣性力にクレーンの重心から軌道までの垂直距離を掛けて、軌道方向に沿った転倒モーメントを求めます。
安定モーメントの計算: クレーンの自重とアウトリガー構造によって発生する安定モーメントを考慮します。これは通常、クレーンのアウトリガーと地面との接触面積と、クレーンの重心からアウトリガーまでの距離によって計算されます。
安全係数を計算します。安定モーメントを転倒モーメントで割って、軌道方向に沿った荷重安定安全係数を取得します。クレーンの安定性を確保するために、この係数は指定された標準値以上である必要があります。

2. クレーンが満載の状態でトロリートラック方向に垂直な荷重安定性安全係数を確認する

クレーンが満載の場合、コンテナの重量とクレーン自体の重量により、クレーンがトロリーの軌道方向に対して垂直に動作しているときに、軌道方向に対して垂直な転倒モーメントが発生する可能性があります。この場合のクレーンの安定性を確保するために、荷重安定性安全率の検証も必要です。

手順:

コンテナとクレーンの総重量を計算します。満載時のクレーンの総重量（コンテナの重量とクレーン自体の重量を含む）を加算します。
転倒モーメントを計算します。総重量に、クレーンの重心からアウトリガーまたはトラックまでの、トラック方向に垂直な垂直距離を掛けて、トラック方向に垂直な転倒モーメントを算出します。
安定モーメントの計算：クレーンのアウトリガーと地面の接触面積とクレーンの重心からアウトリガーまでの距離を考慮し、軌道方向に垂直な安定モーメントを計算します。
安全係数を計算します。安定モーメントを転倒モーメントで割って、軌道方向に垂直な荷重安定安全係数を取得します。この係数も、指定された標準値以上である必要があります。

注:

安定性計算を行う際には、風荷重、動的荷重、その他の要因を含む、さまざまな作業条件下でのクレーンの力条件を十分に考慮する必要があります。
安定性計算の結果を実際のテスト結果と組み合わせて、計算結果の正確性と信頼性を確保する必要があります。
設計プロセスでは、クレーンの全体的な安定性と耐荷重能力を向上させるために、クレーンのアウトリガーとトラックを合理的に配置する必要があります。
上記の計算により、レール搭載型コンテナガントリークレーンは空荷時と満載時の両方で十分な安定性を確保でき、それによって操作上の安全性が確保され、耐用年数が延長されます。

結論と展望

設計結果の概要

このレールマウント型コンテナガントリークレーン（RMG）の設計は、港湾輸送の実際のニーズとクレーン操作の効率、安定性、環境保護を総合的に考慮して、一連の重要な設計成果を達成しました。

まず、揚重、揚高、スパン、アウトリーチ、作業速度など、クレーンの主要な設計パラメータを決定し、港の実際の運用ニーズとクレーンの性能要件に応じて合理的に設定しました。

第二に、メインビーム、エンドビーム、リジッドアウトリガーとフレキシブルアウトリガー、下部エンドビーム、上部サドルなどの主要部品の設計では、材料の強度、剛性、安定性、接続方法を十分に考慮し、クレーンの全体的な安定性と操作効率を確保しました。

特にアウトリガーの設計では、剛性アウトリガーとフレキシブルアウトリガーの組み合わせを採用し、クレーンの安定性を確保するだけでなく、柔軟性も向上させ、さまざまな動作環境やニーズに適応できるようになりました。

技術革新と利点の分析

全速旋回技術：剛柔脚トラス鋼構造、二自由度トロリー、水平車輪、電気制御システム曲線速度補正などの技術を採用することで、クレーンは曲線軌道上で全速旋回でき、作業効率が大幅に向上します。
インテリジェンスと自動化：クレーンには、保管システム、検索システム、位置決めシステムなどのインテリジェントな機器が装備されており、高度な電力制御システムを採用して自動操作を実現し、操作の精度と効率を向上させます。
環境保護と省エネ：クレーンは電気エネルギーで駆動されるため、騒音と排気ガスが低減され、環境保護要件を満たし、エネルギー消費量が少なく、運用コストが削減されます。
モジュール設計: クレーンの主要コンポーネントはモジュール設計を採用しており、設置、保守、アップグレードが容易で、機器の信頼性と耐用年数が向上します。

今後の開発動向と改善の方向性

世界貿易の継続的な発展と港湾輸送の混雑化に伴い、レール搭載型コンテナガントリークレーンはより多くの課題と機会に直面することになるでしょう。今後、当社は以下の面で改善と革新を行うことができます。

積み下ろし効率の向上：クレーンの構造と制御システムを継続的に最適化し、操作速度と精度を向上させ、積み下ろし時間を短縮し、港湾の処理能力を向上させます。
インテリジェンスのレベルを向上: マシンビジョン、人工知能などのより高度なインテリジェント機器とテクノロジーを導入し、より効率的な自動操作と障害警告を実現します。
エネルギー利用の最適化: 太陽エネルギーや風力エネルギーなどの再生可能エネルギーの応用など、より効率的なエネルギー利用方法を研究し、エネルギー消費量と運用コストを削減します。
環境性能の向上：クレーンの環境設計を強化し、騒音と排気ガスを削減し、生態環境を保護します。
モジュール化とカスタマイズ: さまざまな港やコンテナヤードの実際のニーズに応じて、よりモジュール化されカスタマイズされたソリューションを提供し、顧客の多様なニーズを満たします。

Dongqiクレーンは、吊り上げ機械分野のリーダーとして、効率的で環境に優しく、信頼性の高いレールマウントコンテナガントリークレーン（RMG）の設計と製造サービスを世界中の顧客に提供することに尽力しています。当社は、豊富な業界経験と専門的な技術力を活かして、優れた性能を持つ一連のRMG製品の開発に成功し、国内外の顧客から幅広い賞賛を得ています。

東奇クレーンはグローバルなビジョンとサービスネットワークを持っています。積極的に国際市場を開拓し、世界中のお客様と広範な協力関係を築いてきました。お客様がどこにいても、専門的なRMG設計、製造、サービスを提供できます。当社の製品は、世界中の多くの国や地域の港やヤードで成功裏に使用され、お客様に大きな経済的および社会的利益をもたらしています。RMGの設計や製造のニーズがある場合は、お気軽にお問い合わせください。お問合せ喜んでご満足いただける解決策をご提供させていただきます。