一、简介

空箱堆高机属于港口机械里面流动机械的一种常见设备，顾名思义，就是用于在码头、集装箱堆场、铁路集装箱堆场、集装箱制造厂里面装卸和搬运空载的集装箱。国内来说通常指的是搬运长度符合ISO标准的20尺、40尺或者45尺的集装箱。从集装箱的高度来说，通常有8尺6寸和9尺6寸两种。市场上使用中的空箱堆高机额定安全载荷大部分为8吨或者9吨，堆垛的集装箱层数通常有5个高到8个高，以堆垛能力为7个高或8个高的比较常见。另外，目前空箱堆高机还分为每次只搬卸一个集装箱的单箱堆高机，和每次可同时搬卸两个相同长度规格的集装箱的双箱堆高机，双箱堆高机的搬卸效率更高，更节能及环保，但是对操作司机、场地的要求高很多，同时作业模式有不同。目前市面上，以单箱堆高机为主。本文这里要探讨的空箱堆高机就是单箱空箱堆高机。

下面图一所示就是目前堆场、集装箱制造厂常见的一种空箱堆高机。

图一

二、背景

空箱堆高机在搬卸集装箱时，通过在堆高机吊具上面左右两边的旋锁销分别对准集装箱顶部靠近堆高机前端的左右两边的箱角，然后闭锁之后再把集装箱吊起，在吊起离地之后，集装箱的前端很自然的就靠在堆高机吊具两边的底部铁板上面。然后通过门架、吊具的升降、前倾、后倾、左右的侧移、车辆的前后左右周围移动就可以完成空箱集装箱的装卸和搬运。

在上述起吊之后，集装箱的前端与堆高机吊具两边底部铁板靠近及托住时，因搬卸时的碰撞、震动等因素的影响，就难免会损伤集装箱两边立柱梁上的油漆。如下图二所示。

图二、空箱堆高机搬卸集装箱示意图

其实这种轻微的摩擦在正常的使用过程中原本可以忽略不计或者说是常见和正常的，因为集装箱在整个流动的物流链里面，比如在码头、堆场里面各种搬运设备几千、甚至几万次的装卸、多次集装箱运输船及各种运输船的运输途中、不计其数跟随拖车在公路运输时、在各个用户使用中都无法避免的磕磕碰碰和摩擦，肯定对集装箱的表面油漆或者箱体造成损害。所以对于通常用户的运用，港口机械生产商基本上也没有对这方面的问题特别给予关注。

但是，在集装箱制造厂，随着这几年用户的要求提高，以及集装箱制造厂家内部对自己产品品质的要求和标准的提高，对新生产和交付的集装箱的外观的要求也不断的提高。逐渐有集装箱制造厂要求港口机械生产商提供的空箱堆高机能够在装卸新下线的集装箱时不会造成或尽量避免对表面的油漆造成摩擦伤害。逐渐的越来越多的集装箱制造厂也跟随着提出了类似的要求。

针对这个市场需求情况的变化，我司根据用户的要求进行了设计方面的改进、加装产品的加工及现场的测试、然后根据测试的情况又进一步改进。

三、当前设计情况分析及改装方案的探讨和实施

如前面所述， 目前吊具底端是一块铁板，在使用中，铁板与集装箱外表的摩擦必然会造成新集装箱油漆的刮碰。设计的改进必然要从这方面着手。

1）开始，为避免或减少油漆的伤害，建议把吊具底端延长，把与集装箱的接触面从集装箱的中部附近，转移到比较隐蔽、而且强度比较高的部位：集装箱的底部箱角；

2）吊具底部延长后，需要把原先底部的铁板隔除，避免在搬卸时碰到集装箱，同时也可以减轻重量，用于抵消一部分加装后的重量；

3）考虑到集装箱的高度有8尺6寸和9尺6寸两种，吊具底部延长部分顶住底部箱角的装置必须可以调节高度；

4）把这个用于避免刮碰油漆的装置命名为“吊具顶腿”；

5）有些用户担心加装这个装置后，会加重堆高机前部的重量，造成堆高机操作时容易前倾，担心会容易出现前翻的事故。经测算后告知，加装后重量最多增加500公斤。但是Kalmar的堆高机额定安全载荷是8吨或9吨，通常标准集装箱的重量在三吨左右，最重的冷冻集装箱最重也才四吨多，增加500公斤后，也还远远不到额定的安全载荷，可以放心使用。

把客户的需求以及上述关于设计方面的建议反馈给工厂，国外工厂很快生产出了第一代新产品。如图三、图四和图五所示。

图三、加装工厂的吊具顶腿后的作业图

图四 吊具顶腿

图五 吊具顶腿

在使用一段时间后，发现这个第一代产品存在几点不足之处：

1）吊具底部的铁板没有按照我们的建议割除，导致使用时有刮碰油漆的情况发生。如图四所示；

2）加装的装置没有与吊具焊接在一起，而仅仅是用螺丝固定，几百斤重量的部件在使用中时有碰撞及振动，导致螺丝经常松动，存在安全的隐患。如图五所示；

3）国外工厂可能出于对自己国外钢材的信心，而没有留意到国内的集装箱制造厂的产量和用量远远大于国外的工厂、司机操作不是很规范、场地的条件比较差。所以设计的顶腿的钢材比较薄（30mm）、与臂内的套口空隙大容易晃动，导致使用一段时间后，出现顶腿变形、轻微弯曲的情况。如图六所示；

4）顶腿的前端与集装箱下箱角接触的部位是一个圆形块，使用时底部箱角的油漆会出现比较明显的摩擦痕迹。如图五和图七所示。

图六 吊具顶腿单薄弯曲

图七 下箱角与顶腿圆头摩擦

四、方案改进

因客户的堆高机已经在使用中，而且工厂没有现成的改进方案，等待他们重新设计和加工需要比较长的时间，当时同行其他品牌也没有可参考经验。为了不耽误客户的生产，我们决定针对不足之处，在国内本地进行设计及加工。具体措施和方案如下：详细请参看图十的图纸。

1） 割除吊具底部的铁板，避免使用时有摩擦油漆的情况发生，并减轻重量。如图八所示；

2）吊具底部臂内外套口采用Q345材料加工、顶腿采用Q234的材料加工，臂内外套口安装到吊具之后直接与吊具焊接在一起，不使用螺丝固定，避免螺丝松动，排除安全隐患。如图八所示；

3）顶腿的宽度由之前的30mm，改为93mm。大大加强了强度，避免弯曲变形。如图八所示；

4）顶腿的前端与集装箱下箱角接触的部位改装成两种方案：一种是采用带轴承的滚轮，而且滚轮的外表面包上聚氨酯材料，大大减少了摩擦。如图八所示；另外一种是采用圆锥型的头，可以最大的保证圆锥头顶部与集装箱底部的箱角圆孔对齐，尽量不碰到油漆，即使碰到，因圆锥型的头部面积比较小，伤害也少很多。如图九、图十一所示；

图八 改装后的吊具顶腿（滚轮包聚氨酯的设计）

图九 改装后的吊具顶腿（圆锥形头的设计）

图十 改装的吊具顶腿全图（滚轮包聚氨酯的设计）

图十一 改装的圆锥形头的设计图纸

五、总结

经过在客户现场使用一段时间后，实践证明改进后的吊具顶腿结构简单、坚固耐用、安全、几乎没有故障发生，完全符合客户的要求，达到了集装箱制造厂保护新集装箱油漆的目的。其中，带轴承的外表包聚氨酯的滚轮的设计，保护效果更好，但是使用一段时间后聚氨酯会破损需要更换、轴承需要定期润滑维护和检查，使用时间久后还会磨损，会产生一些维护的成本。而圆锥型头的设计虽然保护效果稍微差一些，但是结构更加简单、几乎不用维护成本。这两种设计各有优势，采用哪种方案，可由客户根据自身的实际情况进行选择。