【正文】 ......................... 48 參考文獻 ................................................................. 49 致 謝 ..................................................................... 50 河北工程大學畢業(yè)設計 1 第 1章 緒論 集裝箱運輸歷史 集裝箱運輸作為一種現(xiàn)代化的貨物運輸方式 ， 在世界范圍內(nèi)得到了推廣和普及 ， 在一些發(fā)達國家 ， 發(fā)展尤其迅速 。 我國集裝箱運輸?shù)陌l(fā)展在近幾年也非常迅速 ， 目前我國 集裝箱運輸量約占世界集裝箱運輸總量的 20%～ 25%。 在此時期該公司和美國其他船公司還開辟了局限于美 國國內(nèi)的其他航線。 以每個標準箱裝貨物 8～ 12t 計 ， 即裝卸率為 320～ 840t/h。在目前的世界運輸領域里， 固體散雜貨 、 液體散雜貨幾乎所有貨種都已經(jīng)開始集裝箱化 。按統(tǒng)計，僅 19951997 三年間新增了超巴拿馬船 62 艘（其中第五代集裝箱船 48 艘）。③、④兩種工藝正在逐漸被淘汰，由于這些工藝都已將效率提高到了自身的極限 ， 還是滿足不了船舶大型化的需求 ， 傳統(tǒng) 的生產(chǎn)工具和工藝已滿足不了先進生產(chǎn)力的發(fā)展需求 ， 于是一些嶄新的科學技術應運而 生，集裝箱機械在不斷地進行技術變革。大梁升降可以改善視距，減輕司機的疲勞。如有的從事集裝箱運輸?shù)拇\公司規(guī)定，其載箱量在 8000TEU 以上的船舶停靠港的卸船效率必須達到 330 TEU/h。 6．海側軌道距岸壁線距離 由于船舶側傾和離碼頭時船尾建筑可能伸入碼頭岸線，為防止與岸橋相撞，這個距離不應小于 ，再加上護舷木等共有 。將機械技術和電子技術相結合，將先進的計算機技術、微電子技術、電力電子技術、光纜技術、液壓技術、模糊控制技術應用到機械的驅動和控制系統(tǒng)，實現(xiàn)起重機的自動化和智能化。在集裝箱機械發(fā)展史上這些紀錄都是空前的，由 17 艘六萬噸級以上的船舶，組成舉世無雙的專業(yè)運輸船隊，保證將 ZPMC 的產(chǎn)品發(fā)往世界各港口。性能價格比大大低于同類產(chǎn)品，它的研制成功，向世界港口吹響了發(fā)展集裝箱堆場自動化的號角，要強調(diào)指出自動化不只是省人，它將提高效率，降低成本和保障勞動安全。整個岸橋的重量通過4個支座法蘭或鉸軸耳板傳給太平衡梁，再通過中平衡梁，使重量均布到行走臺車上。 3） 大車錨定銷由感應式接近限位開關執(zhí)行。高 低速制動器只能保證大車車輪剎住不轉，但當大風風力達到推動岸橋沿著軌道移動而車輪在軌道上滑行時，一旦起重機移動起來，就會產(chǎn)生巨大動能并可能與另一臺起重機或其它障礙物相撞，引發(fā)嚴重事故?？紤]到大車行走的工作特點和載荷特點，對大車減速器齒輪一般不要求使用硬齒面齒輪。 緩沖器應滿足如下要求： ①起重機切斷電源。 圖 2－ 19 中間平衡梁轉向支座鉸軸結構 清掃器及斷軸保護結構 清掃器及斷軸保護結構如圖 2－ 20所示。 2y =(DL+TL+LS) ɑ39。 1C —— 轉速系數(shù)，按表《港口起重機設計規(guī)范》 11089 或表 1 1090 選取 。計算公式 見 《港口起重機設計規(guī)范》 第一篇式 (11041): 211 CDlCkPLmean ? = 630 84 = 105 N 式中： 1k —— 與材料有關的許用線接觸應力常數(shù)。 本起重機采用分別傳動的方案如圖 32： 電動機減速器主動輪 圖 32 河北工程大學畢業(yè)設計 31 載荷計算 （ 1）自重載荷 P1G 滿載： P1G=m1 g=DL+TL+LS+LL= 107 = 107 N 式中： m1 —— 起重機滿載運行狀態(tài)的總質量， kg； m1 =（ DL+TL+LS+LL） /g=(+30+16+65) 103 = 106 Kg 空載： P 2G =mg= 106 = 107 N 式中： m—— 起重機空載運行狀態(tài)的總質量， kg； m=（ DL+TL+LS） /g=(+30+16)*103 = 106 kg （ 2）大車慣性載荷 PA 方向：平行大車行走軌道 滿載： α 1y =P1A =(DL+TL+LS+LL)ɑ1y =(+30+16+65) 103 = 105 N 空載： ɑ2y =P 2A =(DL+TL+LS)ɑ2y =(+30+16 ) 103 = 105 N 空載（ WLO): ɑ39。 圖 2－ 16 主動輪裝配 圖 2－ 17從動輪裝配 大平衡梁支座及鉸軸結構、抗剪塊結構 大平衡梁支座鉸軸結構如圖 2－ 18所示。大車緩沖器安裝在車輪臺車 上，其高度位置必須和碼頭車擋高度和相鄰起重機緩沖器高度相當。制動器配有一手動釋放桿，以便可手動完全釋放，進行作業(yè)而不影響制動器的壽命。 將岸橋安全正確地錨定在碼頭上預定位置（錨定和系固位置）是非常重要和必需的工作。 圖 21 海側大車全景圖 河北工程大學畢業(yè)設計 17 1緩沖器 2輪邊制動器 3電動機 4高速聯(lián)軸器 5高速制動器 6減速箱 7 大車車輪 圖 22 大車機構示意圖及實物圖 大車聯(lián)鎖裝置 1） 高速軸制動器限位開關由 感應式限位開關執(zhí)行，用來檢測 16 個高速軸制動器的工作狀態(tài)。 大車行走機構由設在門框下的 4 組行走臺車組成。 在上海外高橋二期的 ZPMC 與上海港共同開發(fā)研制的空箱自動化堆場。 2021 作了 140 臺岸橋， 2021 年 190 臺，不到兩天生產(chǎn)一臺鋼鐵巨人。 系列產(chǎn)品模塊化、組合化和標準化 用模塊化設計代替?zhèn)鹘y(tǒng)的整機設計方法，將起重機上功能基本相同的構件、部件和零件制成有多種用途，有相同聯(lián)接要素和可互換的標準模塊，通過不同模塊的相互組合，形成不同類型和規(guī)格的起重機。 5．足夠的堆場面積 集裝箱碼頭作為水運、鐵路、公路的 連接點，特別是集裝箱船舶的大型化，其裝箱量可達 10000TEU 以上，每次裝卸量達 2021～ 3000TEU。表 14 是大型集裝箱船的主尺度。 圖 13 雙小車岸邊集裝箱起重機 3．大梁升降式岸邊集裝箱起重機 大梁升降式岸邊集裝箱起重機也稱 UPA 型起重機。 所以 ， 岸橋的工作效率成為港口亟待解決的問題。到 1994年六年間，才陸續(xù)誕生 15 艘。 如從上海到美國西岸的定期集裝箱 班輪，每航次只需 1214天，而過去雜貨船每航次約需 1個半月。集裝箱吞吐量在 2021年之后 保持世界第一，集裝箱裝卸效率青島、上海港連續(xù)刷新世界記錄。 1956 年美國泛大西洋輪船公司航行于紐 約至休斯頓航線上 的 “馬科斯頓 ” 號經(jīng)過 3個月的試運行后取得了巨大的經(jīng)濟效果 ， 顯 示了集裝箱運輸?shù)木薮髢?yōu)越性 。并且，對岸邊集裝箱起重機今后的發(fā)展趨勢進行了深入探討， 提出了輕型化、數(shù)控化、精確化的展望！ 關鍵詞：岸邊集裝箱起重機 大車運行機構 參數(shù)計算 輪軸 河北 工程大學畢業(yè)設計 II Abstract Bridge crane performance is a relatively stable, relatively high efficiency of the crane. In the body of literature available on the basis of the bridge crane 41t introduced the principle of work and working process. An overview of the development of bridge crane and research, focusing on the bridge crane, hoisting mechanism, the design of institutions to run the calculation process. Among them, the lifting mechanism including reel, wire rope, pulley design。上海港 2021年的集裝箱吞吐量已達 1800萬標準箱 ， 居世界第三 。 自 1966年起至 80年代末，集裝箱運輸進入了成長擴展期。 傳統(tǒng)運輸方式中通常采用 10t 門座起重機或船舶上的船用起重機作業(yè)，平均生產(chǎn)率只有 50～80t/h。 隨著全球經(jīng)濟和貿(mào)易的增 長 ，集裝箱運量的 激增 ， 在強大的運輸需求和良好的技術經(jīng)濟效益的推進下 ， 船舶大型 化的發(fā)展十分迅速 ， 超巴拿馬型集裝箱船得到迅速發(fā)展 。 19971998 年更出現(xiàn)了所謂第六代超大型超巴拿馬集裝箱船。 1．雙小車岸邊集裝箱起重機 雙 小車岸邊集裝箱起重機可使起重機的生產(chǎn)率提高 30%～ 50%，新型雙小車集裝箱起重機有 2 個特點： （ 1）它的前小車將集裝箱卸在海側平臺上，然后返身去抓新箱（前小車的生產(chǎn)率就是起重機的生產(chǎn)率）。大梁升 降式岸邊集裝箱起重機，可以根據(jù)裝卸作業(yè)需要進行升降，裝卸高箱位時，主梁升起；裝卸低箱位或小船時，主梁可以下降至較低的作業(yè)位置，從而提高生產(chǎn)率。按交通部頒發(fā)的行業(yè)標準 STJ211— 1999《海港總平面設計規(guī)范》規(guī)定，現(xiàn)行普通岸橋的臺時效率為 25～ 30 自然 箱，折合為標準箱約為 35～ 45TEU/h。但是對于現(xiàn)代半自動化大型集裝箱碼頭， 由于使用無人搬運車系統(tǒng)（ Automatic Guided Vehicle System，簡稱 AGVS），一般車輛 無法進入貨物通道，為了 保證工作人員的車輛和船舶給養(yǎng)車輛的通行和減少船機碰撞，海側軌道距岸壁線距離可取為 6～ 7m。大型高效起重機新一代電氣控制裝置已發(fā)展為全電子數(shù)字化控制系統(tǒng)。 河北 工程大學畢業(yè)設計 14 這些紀錄除去 ZPMC 以外不可能被打破。 河北工程大學畢業(yè)設計 15 岸邊集裝箱起重機設計的目的、內(nèi)容和要求 設計目的 岸橋畢業(yè)設計是在學完全部課程之后的一個重要教學環(huán)節(jié)。 每個大車行走臺車組，由一套或多套驅動裝置驅動。用來檢測陸側和海側兩個錨定銷是否處于起錨位置，如未起錨，將禁止大車動作。 圖 25 大車錨定裝置 圖 26大車錨定裝置位于大車中央 河北 工程大學畢業(yè)設計 20 大車行走機構的一般要求和主要零部件選型 大車行走機構一般要求： （ 1）主動輪數(shù)必須保證車輪總數(shù)的一半，否則應進行起制動時車輪的打滑驗算。 河北工程大學畢業(yè)設計 21 聯(lián)軸器的形式，一般選用柔性聯(lián)軸器，如齒形聯(lián)軸器、蛇形聯(lián)軸器、梅花形聯(lián)軸器。在任一運行方向按 70％的額定速度滿載運行時，應具有吸收（消耗）停止起重機的能量的能力。 圖 2－ 20 清掃器及斷軸保護結構 河北工程大學畢業(yè)設計 27 防傾支承板 在大車全速行走且緊急制動或遇大風吹動滑行被軌道車擋止動時，因岸橋重心很高會發(fā)生整機傾復。 2y =(+30+16 ) 103 = 105 N (3) 運行摩擦阻力 mP 滿載運行摩擦阻力 : P1m =mgfCD kd 2??= 66 ????????? N 式中： m —— 起 重機運行狀態(tài)的總 質量 ,kg。 車輪的轉速 Rvcvn yyy ?2// ?? =23r/min 2C —— 工作級別系數(shù)，按 《港口起重機設計規(guī)范》 第一篇表 11091 選取。由最大輪壓車輪疲勞計算的平均載荷為： LmeanP 5103? N (3) 車輪踏面疲勞計算 根據(jù)車輪與軌道的接觸情況不同，對于平頭軌道按線接觸計算車輪踏面疲窮允許輪壓。 確定機構的傳動方案 大車機構傳動方案，基本分為兩類：分別傳動和集中傳動， 岸邊集裝箱 起重機常用 的跨度（ ）范圍均可用分別傳動的方案，本設計采用分別傳動的方案。 2－ 15全輪制動的驅動形式 河北工程大學畢業(yè)設計 25 大車行走機構的典型局部構造 車輪組裝配 車輪組主動輪裝配如圖 2－ 16所示，從動輪裝置如圖 2－ 17 所示。 大車和小車緩沖器大多為氣液緩沖器，也有配液力緩沖器和彈性式聚胺脂緩沖器的。 制動器應與控制系統(tǒng)設有輔助的聯(lián)鎖裝置，以防止在制動器未釋放時大車運行。這些錨定銷可以被抬起或放下，錨定銷抬起時將由一個插銷鎖定。但是如果預測風速超過 35m/sec，應正確使用錨定和系固裝置。 河北 工程大學畢業(yè)設計 16 第 2章 大 車運行機構 大車驅動機構 在岸橋上，大車運行機構的作用是實現(xiàn)整機沿著碼頭前沿軌道作水平運動。再過五個月在加拿大溫哥華碼頭上也將出現(xiàn)這種綠色RTG。 ZPMC 的生產(chǎn)能力是歷史上罕見