【正文】 170 萬箱，約占總箱位的 38%，是世界集裝箱班輪干航線的主力。為此，世界各主要港口大力研制開發(fā)外伸距在 63～ 70 米的 超巴拿馬集裝箱岸橋。 裝卸工藝與碼頭設備 、裝卸工藝 為適應集裝箱船的大型化發(fā)展 ， 必須提高港口企業(yè)的集疏運能力 ， 有的船運公司規(guī) 定 ，載箱量在 8000TEU 以上的船舶?？扛鄣男洞时仨氝_到 330TEU/h。傳統(tǒng)的集裝箱裝卸工藝 ：①岸橋 — 輪胎式場橋方式 ； ②岸橋 — 軌道式場橋方式 ； ③多用途 門機 — 場橋（正面吊）方式；④岸橋 — 跨運車方式。后小車速度大于前小車，它迅速將平臺上的箱取起到集裝箱卡車上。在起重機后伸距下方裝卸箱，集裝箱卡車不需經(jīng)過門框的轉(zhuǎn)彎處，就從根本上解決了轉(zhuǎn)彎處瓶頸問題。 （ 2） 新開發(fā)的吊雙 40 英尺箱起重機不是將二套起升機構(gòu)簡單的合并 ， 它的一個重 要特色是開發(fā)了專用的差動型起升齒輪減速箱。傳統(tǒng)的機械防搖系統(tǒng)在超巴拿馬型岸橋上難以取得滿意的減搖效果，電子防搖裝置因加速度沖擊，司機多不適應。但由于集裝箱機械自重 大 ，河北 工程大學畢業(yè)設計 8 輪壓大以及軌距大和接卸船型龐大 ， 現(xiàn)代集裝箱碼頭具有自己的特點 ， 現(xiàn)分敘如下： 1．足夠的碼頭泊位水深和與它相適應的航道 泊位水深取決于?？坎次坏募b箱船吃水 ， 考慮到裝卸作業(yè)時船舶允許的傾斜度和 泊位前沿水域海底地質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響 ， 水深還應適當留出一定的富裕量 。 例如馬士基航運公司 6600TEU、 7760TEU 和 8736TEU 集裝箱船，它要求泊位水深 14～ 15m，為了停靠這類超大型船， 對欲成為世界深水集裝箱樞紐港的港口來說是一個挑戰(zhàn) 。一般來說，泊位長度應滿足船長加 30m 2，以便船舶系纜。 表 13 典型集裝箱船的尺度 第三代 第四代 第四代 第四代 第五代 第五代 第五代 第六代 第六代 船名 高河 俊河 Hannover Express 杜魯門 總統(tǒng)號 C11 America 魯河 Sovereign Maersk 航運公司 中遠 中遠 哈一勞 總統(tǒng)輪 船 總統(tǒng)輪 船 東方貨柜 中遠 鐵行 馬士基 總 長 （ m） 型 寬 （ m） 型 深 （ m） 吃 水 （ m） 甲板上集 裝箱列數(shù) 13 13 13 16 16 16 16 17 17 箱位量 （ TEU） 2716 3802 4407 4340 4832 4960 5250 6674 8736 主要最大 功率 （ kW） 16670 34300 36500 41880 48820 48620 43100 65910 航 速（ kn） 24 23 船型 巴拿馬型 超巴拿馬型 表 14 大型集裝箱船的尺度 尺度 總長（ m） 船寬（ m） 吃水（ m） 甲板上集裝 箱的列數(shù) 第三代集裝箱船 220～ 280 13 第四代集裝箱船 巴拿馬型 270～ 294 ～ 13 早期的超巴拿馬型 275～ 280 ～ ～ 15～ 16 第五代集裝箱船 5000TEU 級 276～ 296 ～ 16～ 17 6000TEU 級 300～ 318 ～ 16～ 17 第六代集裝箱船 318～ 347 ～ ～ 17～ 18 河北 工程大學畢業(yè)設計 10 由于集裝箱運輸?shù)陌l(fā)展促使集裝箱船舶的大型化發(fā)展，隨之而來的是船舶大型化與碼頭岸橋效率之間的矛盾。但由于受岸橋本身的寬度和作業(yè)范圍 的限 制，一般沿碼頭前沿每隔 80～ 100m 配置 1 臺岸橋，按《海港總平面設計規(guī)范》的規(guī)定， 即使接納載箱量 8000TEU 以上船舶的集裝箱泊位，至多能配置 5 臺岸橋。 軌距是碼頭上海側(cè)與陸側(cè)兩軌道之間的距離，軌距與起重機穩(wěn)定性和需布置的車道數(shù)有關，目前岸橋的軌距一般在 16m～ 30m。 4．供電系統(tǒng) 由于每臺集裝箱起重機的設備容量一般為 1000kW~2500kW，除去岸橋自帶有發(fā)電機組以外，碼頭上均需有大容量的高壓供電系統(tǒng)。堆場面積視堆存高度、作業(yè)機械類別和集裝箱在堆場的滯留時間等多種因素而定。為適應該距離的加大，要加大起重機外伸距，從而增大起重機的輪壓，使碼頭水工結(jié)構(gòu)成本增加，同時也會使起重機的制造成本稍有增加。為了不影響碼頭上運行車輛作業(yè)，它多置于海側(cè)軌道外邊。 國外岸邊集裝箱起重機發(fā)展動向 重點產(chǎn)品大型化，高速化和專用化。 產(chǎn)品性能自動化、智能化和數(shù)字化 起重機的更新和發(fā)展，在很大程度上取決于電氣 傳動與控制的改進。 產(chǎn)品構(gòu)造新型化、美觀化和實用化 結(jié)構(gòu)方面采用薄壁型材和異形鋼、減少結(jié)構(gòu)的拼接焊縫， 提高抗疲勞性能。隨著結(jié)構(gòu)分析應用和先進設備的使用，結(jié)構(gòu)形式更加合理 ； 2)、高性能、高可靠性的配套件，選擇余地大、適應性好 ,性能得到充分發(fā)揮； 3)、電液比例控制系統(tǒng)和智能控制顯示系統(tǒng)的推廣應用； 4)、操作更方便、舒適、安全，保護裝置更加完善 ； 5)、向吊重量大、起升高度、幅度更大的大噸位方向發(fā)展。 世界上舉凡有集裝箱作業(yè)的大碼頭都可以看 ZPMC 品牌的集裝箱機械。場橋今年要做 380 臺，一天一臺。這大概就是為什么 ZPMC 今天 蒸蒸日上產(chǎn)品雄據(jù)世界市場 50％以上份額的原因。再舉可以提高產(chǎn)率 100％的雙小車雙 40 英尺起重機 ，就是上兩種起重機優(yōu)點的合成。而且節(jié)省燃料 11～ 13％，噪音也大大降低。它吸取了世界現(xiàn)有各國集裝箱自動化堆場 的優(yōu)點，用中國人思維方式去掉繁瑣自行設計，它的特點是效率高，可靠性高，而且價格便宜。從而培養(yǎng)學生具有結(jié)構(gòu)分析和結(jié)構(gòu)設計的初步能力；使學生樹立正確的設計思想、理論聯(lián)系實際和實事求是的工作作風。一般最大 輪壓不應該超過平均輪壓得 20%。車各部分的設計應考慮制造，安裝和維護檢修的方便，盡量保證各部件拆下修理時而不需要移動鄰近的部件。為使每個行走輪受力均勻，裝有兩個車輪的行走臺車通過中間平衡梁、大平衡梁再與門框下橫梁鉸接。 大車行走機構(gòu)驅(qū)動岸橋沿著大車軌道行走。為了防止起重機被暴風（非工作風）吹動，在海側(cè)和陸側(cè)下橫梁下設置了兩組錨定銷。每個驅(qū)動裝置都設置了高速軸盤式推桿制動器，共 16 個高速軸制動器足以在 25m/sec 風速時剎停大車。 2） 輪邊制動器限位開關由感應式限位開關執(zhí)行，用來檢測 16 個輪邊制動器的工作狀態(tài)。位于大車緩沖器一側(cè)，在緩沖器被河北 工程大學畢業(yè)設計 18 壓縮到設定位置時停止大車動作，并發(fā)出警告聲音，避免發(fā)生兩臺岸橋的大車相碰事故。 6） 大車編碼器位于電動機末端的增量型編碼器，用來實現(xiàn)大車電機的變頻控制，并檢測大車速度是否與設定速度相符。此時，岸橋司機應該做好大車行走停止和岸橋錨定的準備工作；另一個是當風速超過河北工程大學畢業(yè)設計 19 28m/sec 時，風速儀發(fā)出第二個警報（警報聲與第一個不同）并切斷大車行走電源，禁止大車操作。如果起重機沒有錨定好，萬一突發(fā)大風就非常危險。 （ 2） 由于岸橋在室外工作，工作環(huán)境惡劣，因此對電機有較高的防護等級要求 （見本節(jié)對電機要求） （ 3）由于岸橋自重大，起制動慣性大，特別在時制動時要求先減速，起制動時間一般控制在 6～ 10s。 大車行走機構(gòu)用電機，其 結(jié)構(gòu)型式有臥式和立式兩種，安裝方式有底座安裝和端法蘭安裝。 （ 3）有較大的短時過載能力，過載系數(shù)不小于 。 減速器的結(jié)構(gòu)型式種類很多，最常用的型式有：立式安裝或臥式安裝的圓柱傘齒輪減速器、立式或臥式安裝的行星傘齒輪減速器、平行軸式圓柱齒輪減速器、蝸輪蝸桿減速器等。 在國際招標中，聯(lián)軸器的計算載荷一般要求以 FEM 規(guī)范或標書規(guī)定的載荷組合為計算依據(jù)，其使用系數(shù)規(guī)定至少為 。 以內(nèi)，主動輪直徑應控制在177。緩沖器的作用是吸收（消耗）沖擊能量。岸橋大車行走的 4個角端部各配一組緩沖器，在特殊情況下，每個角也可配水平并排放置的 2個緩沖器。 大車行走機構(gòu)的運行支承裝置和行走臺車車輪布置 車輪布置形式 岸橋門框下的每套行走臺車組的車輪數(shù)量通常有 8 輪、 10輪和 12輪。 圖 2－ 9 12 輪臺車布置形式 河北工程大學畢業(yè)設計 23 驅(qū)動形式布置 （ 1）立式驅(qū)動如圖 2－ 10 所示。 圖 2－ 13 平行軸減速器驅(qū)動 (5)蝸輪蝸桿驅(qū)動如圖 2－ 14 所示。 河北 工程大學畢業(yè)設計 26 圖 2－ 18 大干衡梁支座鉸軸結(jié)構(gòu) 中平衡梁轉(zhuǎn)向支座及鉸軸結(jié)構(gòu) 中平衡梁轉(zhuǎn)向支座鉸軸結(jié)構(gòu)如圖 2－ 19所示。將傾復支點外移，可以加大平衡力矩。 大車運行機構(gòu)具體布置的主要問題 河北 工程大學畢業(yè)設計 30 1. 聯(lián)軸器的選擇 2. 軸承位置的安排 3. 軸長度的確定 這三者是互相聯(lián)系的 ,在設計 過程中要考慮到其以幾個方面： 1. 因為大車運行機構(gòu)要安裝在起重機橋架上，橋架的運行速度很高，而且受載之后向下?lián)锨瑱C構(gòu)零部件在橋架上的安裝可能不十分準確，所以如果單從保持機構(gòu)的運動性能和補償安裝的不準確性著眼，凡是靠近電動機、減速器和車輪的軸，最好都用浮動軸。 參照以上所述，由于所設計的參數(shù)級別較大，跨度中等，故采用分別驅(qū)動的方案。 2y =P39。 d —— 與軸承配合處的車輪軸徑 ,取 mmd 130? ； k —— 車輪沿軌道的滾動摩擦系數(shù)，由 《港口起重機設計規(guī)范》 表 199 取 ?k D —— 車輪踏面直徑， mm，取 D =680mm； fC —— 考慮車輪輪緣與軌道頂部側(cè)面摩擦或牽引供電電纜及集電器摩擦等的附加摩擦阻力系數(shù)， 由《港口起重機設計規(guī)范》表 1910 取 ?fC 。 根據(jù)最大的計算輪壓和軌道基礎的承載能力，參考現(xiàn)有岸邊集裝箱起重機的設計資料，初步選用鋼制車 輪直徑為 630mm，與軸承配合處的車輪軸徑 d = 130mm，車輪材料 :42CrMo（ MPab 1080?? ）；軌道采用 QU120；根據(jù)樣本軌道的尺寸參數(shù)為 b=100mm， r=8mm。此處按標書規(guī)定的疲勞載荷進行計算。根據(jù)軌道和車輪材料 MPab 1000?? ，鋼制車輪按表 11088取 1k = D —— 車輪路面直徑， 630mm l —— 車輪與軌道有效接觸寬度， mm rbl 2?? =1002 8=104mm b —— 平頂軌道頭部寬度， mm r —— 軌道頭部兩邊圓角半徑， mm。 滿載爬坡運行工 況 ? ?? ? ?????????? ?????? ?qyWpGASN tnGDvPPmPmP 36500010001 221A111 ??? = 式中： 1NP —— 滿載時所需電動機提供的功率， kW 1GP —— 滿載時運動部分所有質(zhì)量的重力， N ? —— 運行摩擦眼力系數(shù)，車輪使用滾動軸承 ，取 ? =； pm —— 滿載坡道阻力系數(shù)，參見 《港口起重機設計規(guī)范》 表 1911 ； 1WP —— 工作狀態(tài)風載荷， N； yv —— 大車運行速度， m/s； ? 2GD —— 機構(gòu)總飛輪矩，即傳動機構(gòu)的全部質(zhì)量折算到電動機軸上的機構(gòu)飛輪矩和電動機飛輪矩之和，初定為 220 mkg? n —— 電動機的額定轉(zhuǎn)速，初定為 1500r/min。 河北工程大學畢業(yè)設計 35 最大起動轉(zhuǎn)矩 n PM Ndq 95502??=397 mmN? 減速器選擇 (1)傳動比為 : 4 650 ??? ynni 實際選用減速箱的速比為 :i = 車輪的工作轉(zhuǎn)速 : ?? inny /10 1456/=實際的運行速度為 : Rnv yy ?21010 ?? =2=