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正文內(nèi)容

畢業(yè)設計--集裝箱起重機大車運行機構的設計(編輯修改稿)

2025-07-11 01:53 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 ??砍湍民R型船,泊位水深為 9~ 15m。 第四代集裝箱船作為當前集裝箱干線運輸?shù)闹髁鞔?,其營運吃水為 ,隨著 集裝箱船大型化的發(fā)展 , 船舶吃水深度越來越大 , 4000TEU 左右的超巴拿馬型集裝箱船 一般要求碼頭水深為 , 但 6000TEU 則要 求 14m。 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) 。 上海洋山港一期的泊位水深達 17m。 如前所敘 ,能否??砍湍民R船的障礙主要是碼頭和航道水深 。 表 12 遠東地區(qū)主要集裝箱港口建造規(guī)劃 港口 水深 ( m) 泊位數(shù) 建造年份 新加坡 15 15 4 8 1998 1999 香港 15 4 1998 高雄 15 3 2021 釜山 15 4 2021 橫濱 15 2 1999 神戶 15 5 1998 北九州 15 15~ 16 2 6 2021 2020 東京(大井) 15 1 2021 名古屋(西四區(qū)) 15 1 1998 清水 15 1 實施設計調(diào)查 2.足夠的碼頭岸線長度 集裝箱碼頭的泊位長度取決于泊位上所??康淖畲蠹b箱船的長度,??康募b箱船愈大,泊位長度就愈長。一般來說,泊位長度應滿足船長加 30m 2,以便船舶系纜。對于目前的普通集裝箱船,一個泊位長度為 250~ 300m;超巴拿馬型集裝箱船,一個泊位長度 350~ 400m。河北工程大學畢業(yè)設計 9 對于內(nèi)河載箱量 50~ 200TEU 的甲板駁船泊位長度 100~ 120m 左右,表 13是典型集裝箱船的主尺度。表 14 是大型集裝箱船的主尺度。 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。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??扛鄣男洞时仨氝_到 330 TEU/h。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。如果要想滿足該船運公司要求的 330TEU/h 的裝 卸效率,每個泊位上至少需要配置 9 臺岸橋。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。為此,為了增加碼頭岸線的長度,也有采用挖入式港池。挖入式港池是沿著江、河、海等水域的要海岸線向陸域開挖出的港池,它與主岸線的水域連接。 圖 14 挖 入式港池集裝箱碼頭 3.碼頭上需裝設重型軌道,并具有足夠的承載能力集裝箱碼頭需配置岸邊集裝箱起重機(岸橋)進行裝卸作業(yè),為此碼頭的軌道應能承受岸橋在 各種工況的輪壓,特別是超巴拿馬型岸橋的誕生和發(fā)展,岸橋自重由 600~ 800t 增大到 1200~ 1700 余噸,輪壓由 40t 增大到 100t。 軌距是碼頭上海側與陸側兩軌道之間的距離,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。而我國海港老碼頭和內(nèi)河碼頭岸橋軌距為~ 16m。 現(xiàn)代碼頭用單位長度允許承重( kN/m 或 t/m)來表示碼頭水工結構的承載能力,從而計算出允許的起重機自重和輪壓。為了多臺起重機同時作業(yè),通常大車緩沖器間距離有嚴格要求( ~ 30m), 而兩輪間距也因碼頭結構的原因受到限制(一般不能小于 1m),因而只能用合理選擇 輪數(shù)來充分利用碼頭的承載能力,滿足超巴拿馬起重機日益增重的河北工程大學畢業(yè)設計 11 需要。 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)。供電系統(tǒng)可用軟電纜供電或用滑觸線方式供電,后者有利于減小電壓降。電壓多數(shù)國家為 6000~ 10000V,日本港口用 3000V, 美國、加拿大港口用 4160V。 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。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。 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 。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。此外,在特殊情況下它將作為一條快速通道。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,使碼頭水工結構成本增加,同時也會使起重機的制造成本稍有增加。 在國外有的集裝箱碼頭,如荷蘭鹿特丹港的 ECT 集裝箱碼頭,這段距離可達 。 7.碼頭附屬設備集裝箱碼頭有如下附屬設備: 限止岸橋極限行走距離的車擋裝置:在碼頭軌道終點設有車擋裝置,車擋裝置應保證足夠的強度和剛度,能承受岸橋正常撞擊而不破壞。 電纜 溝、高壓電接線箱:電纜溝和高壓接線箱是用于對岸橋供電,必須安全可靠。為了不影響碼頭上運行車輛作業(yè),它多置于海側軌道外邊。對某些因標高低,高潮水位 將涌上岸的碼頭,接電箱應做成鐘罩式,利用密閉罩內(nèi)的氣壓,保護電纜接頭不致浸水。錨定裝置、防風系纜:為了防止岸橋在暴風侵襲下傾翻和沖出軌道,在碼頭上應設 置供岸橋錨定的錨定坑、系纜拉點及其它防颶風措施。 此外,集裝箱碼頭還應有照明設備、排水設施等。 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。 由于工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模不斷擴大,生產(chǎn)效率日益提 高,以及產(chǎn)品生產(chǎn)過程中物料裝卸搬運費用所占比例逐漸增加,促使大型或高速起重機的需求量不斷增長,起重量越來越大,工河北 工程大學畢業(yè)設計 12 作速度越來越高,并對能耗和可靠性提出更高的要求。集裝箱岸連裝卸橋小車的最大運行速度已達 350m/min。 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。 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。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。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)。 產(chǎn)品組合成套化、集成化和柔性化 在起重機單機自動化的基礎上,通過計算機把各種起重運輸機械組成一個物料搬運集成系統(tǒng),通過中央控制室的控制,與生產(chǎn)設備有機結合,與生產(chǎn)系統(tǒng)協(xié)調(diào)配合。 產(chǎn)品構造新型化、美觀化和實用化 結構方面采用薄壁型材和異形鋼、減少結構的拼接焊縫, 提高抗疲勞性能。采用各種啟強度低合金鋼新材料,提高承載能力,改善受力條件,減輕自重和增加外形美觀。 國內(nèi)岸邊集裝箱起重機發(fā)展 1. 國內(nèi)岸邊集裝箱起重機發(fā)展動向 加入世貿(mào)組織后,雖然國內(nèi)市場 (特別是配套件 )將受到較大沖擊,但同時也給我們帶來新技術的應用,使國內(nèi)主機和配套件企業(yè)更清晰認識到差距,更多地了解國產(chǎn)產(chǎn)品存在的致命問題,必將引導主機和配套件企業(yè)的技術創(chuàng)新和技術進步。就 岸邊集裝箱起重機 而言,今后的發(fā)展主要表現(xiàn)在如下幾個方面: l)、整機性能:由于先進技術和新材料的應用,同種型號的產(chǎn)品,整機重 量要輕 20%左右。隨著結構分析應用和先進設備的使用,結構形式更加合理 ; 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。 2. 上海振華港機股份有限的發(fā)展 河北工程大學畢業(yè)設計 13 ZPMC1992 年成立, 100 萬元注冊資本金至 2021 年增長為 億美元,增長了 450 倍。產(chǎn)品已進入世界 46 個國家和地區(qū), 80 余碼頭,包括我們的寶島臺灣、香 港。 2021 年 4月,振華 1號運載 4臺奧克蘭橋吊前往美國,經(jīng)過金門大橋和海灣大橋時的情形,英國雜志“ CARGO SYSTEM”在 2021 年底的特刊報導稱:美國奧克蘭港總工程師斯毛利先生隨船站在 ZPMC 梯形架的最高端,以離橋 2 英尺的凈空緩緩駛過海灣大橋, ZPMC 的起重機已占領了整個舊金山地區(qū)的碼頭并多次成為海灣地區(qū)頭條重要新聞。 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。這幾年 ZPMC 的集裝箱機械產(chǎn)品已居世界市場 50%以上份額。 ZPMC 的生產(chǎn)能力是歷史上罕見的。 2021 作了 140 臺岸橋, 2021 年 190 臺,不到兩天生產(chǎn)一臺鋼鐵巨人。場橋今年要做 380 臺,一天一臺。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。 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。除此之外, ZPMC 還給這個世界帶來什么呢?首先是 ZPMC 將最先進的集裝箱機械技術帶給世界各港,其次 ZPMC 也將歷史上從未有過的高生產(chǎn)率機械帶給各港口,第三 ZPMC 還將性能價格比最便宜的產(chǎn)品帶給世界各港口。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。 為了高效率, ZPMC 近年來提供了三個新機型,例如至少提高生產(chǎn)率 50%的一次可吊兩只 40 英尺箱的所謂雙 40 英尺起重機,它已在上海港外高橋五期和迪拜港碼頭上,令人滿意的高效的作業(yè)。 ZMPC 公司自主開發(fā)的用于常規(guī)碼頭的雙小車起重機已在寧波碼頭投產(chǎn),這是世界首次司機室和小車既可分離,又可合攏的雙小車起重機。這種起重機半自動化操作,不只是效率高,而且司機室并不跟隨小車移動,是靜止的,因而大大的降低了司機的勞動強度。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。 2021 年初在青島港的碼頭將投入生產(chǎn)。 再向大家介紹不少港口關心的 ZPMC 首創(chuàng)的環(huán)保型(即綠色)場橋近況,所謂綠色 RTG 已成功的邁向市場。這種綠色 RTG 工作時不止看不到黑煙,消除了環(huán)境污染。而且節(jié)省燃料 11~ 13%,噪音也大大降低。在中國上海、天津和蛇口的碼頭上,在美國西雅圖碼頭都可看到綠色 RTG,令人滿意的工作。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。 在上海外高橋二期的 ZP
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