【正文】 MC 與上海港共同開發(fā)研制的空箱自動化堆場。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(shè)計，它的特點是效率高，可靠性高，而且價格便宜。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。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 15 岸邊集裝箱起重機設(shè)計的目的、內(nèi)容和要求 設(shè)計目的 岸橋畢業(yè)設(shè)計是在學(xué)完全部課程之后的一個重要教學(xué)環(huán)節(jié)。其目的在于通過 岸邊集裝箱起重機 設(shè)計，使學(xué)生在擬訂傳動結(jié)構(gòu)方案、結(jié)構(gòu)設(shè)計和裝配、制造工藝以及零件設(shè)計計算、機械制圖和編寫技術(shù)文件等方面得到綜合訓(xùn)練；并對 已經(jīng)學(xué)過的基本知識、基本理論和基本技能進行綜合運用。從而培養(yǎng)學(xué)生具有結(jié)構(gòu)分析和結(jié)構(gòu)設(shè)計的初步能力；使學(xué)生樹立正確的設(shè)計思想、理論聯(lián)系實際和實事求是的工作作風(fēng)。 設(shè)計內(nèi)容 設(shè)計內(nèi)容： 1）岸橋總體方案設(shè)計； 2）岸橋大車總體設(shè)計； 3）岸橋大車主動車輪組、車架、車軌的技術(shù)設(shè)計。 4）軸、車輪、車架等零件圖設(shè)計； 5）對關(guān)鍵零件進行三維建模 設(shè)計要求 1）大車車輪的輪壓分布要求均勻。如能滿足這個要求，則可以獲得最小的車輪，輪軸及軸承箱的尺寸，并且使起重機橋架主梁上受到均勻的載荷。一般最大 輪壓不應(yīng)該超過平均輪壓得 20%。 2）大車架上的機構(gòu)與大車架配合要適當(dāng)。在設(shè)計原則上，要以機構(gòu)為主，盡量用大車架去配合機構(gòu)；同時機構(gòu)的布置也要盡量使鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計制造和運行機構(gòu)的要求設(shè)計，但在不影響機構(gòu)的工作的條件下，機構(gòu)的布置也應(yīng)配合大車架的設(shè)計，使其構(gòu)造簡單，合理和便于制造。盡量選用標(biāo)準(zhǔn)零部件，以提高設(shè)計與制造的工作效率，降低生產(chǎn)成本。車各部分的設(shè)計應(yīng)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?？傊?，要兼顧各個方面的相互關(guān)系，做到個部分之間的配合良好。 河北 工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 16 第 2章 大 車運行機構(gòu) 大車驅(qū)動機構(gòu) 在岸橋上，大車運行機構(gòu)的作用是實現(xiàn)整機沿著碼頭前沿軌道作水平運動。 大車行走機構(gòu)由設(shè)在門框下的 4 組行走臺車組成。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。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。 每個大車行走臺車組，由一套或多套驅(qū)動裝置驅(qū)動。電機經(jīng)減速器或開式齒輪傳動驅(qū)動車輪，從而實現(xiàn)起重機沿軌道行駛。 大車行走機構(gòu)驅(qū)動岸橋沿著大車軌道行走。起重機每 角配 8 個輪子，其中一半是驅(qū)動輪，每套驅(qū)動裝置驅(qū)動一個車輪。采用 16 個交流變頻電機和兩個變頻器，一個用于驅(qū)動海側(cè)電機，另一個驅(qū)動陸側(cè)電機，通過位于海陸側(cè)最左端電動機上的脈沖編碼器控制兩者速度的協(xié)調(diào)。電動機從海側(cè)的右邊開始反時針由 1 號編號到 16 號，因而第 16 號電動機就位于陸側(cè)右邊。為了防止起重機被暴風(fēng)（非工作風(fēng)）吹動，在海側(cè)和陸側(cè)下橫梁下設(shè)置了兩組錨定銷。除了在高速軸上安裝了制動器外，每個被動輪上還安裝了液壓輪邊制動器來防止起重機在工作時被突發(fā)陣風(fēng)吹動。 電動機產(chǎn)生的驅(qū)動力通過彈性梅花聯(lián)軸器和齒輪減速器傳遞給驅(qū) 動車輪。大車的行進方向可以通過改變電動機的轉(zhuǎn)矩方向來改變。每個驅(qū)動裝置都設(shè)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(fēng)速時剎停大車。高速軸制動器和每個從動輪上安裝的輪邊制動器共同工作，足以抵抗 35m/sec 風(fēng)速的非工作風(fēng)。但是如果預(yù)測風(fēng)速超過 35m/sec，應(yīng)正確使用錨定和系固裝置。 圖 21 海側(cè)大車全景圖 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)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(gòu)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(guān)由 感應(yīng)式限位開關(guān)執(zhí)行，用來檢測 16 個高速軸制動器的工作狀態(tài)。 2） 輪邊制動器限位開關(guān)由感應(yīng)式限位開關(guān)執(zhí)行，用來檢測 16 個輪邊制動器的工作狀態(tài)。 3） 大車錨定銷由感應(yīng)式接近限位開關(guān)執(zhí)行。用來檢測陸側(cè)和海側(cè)兩個錨定銷是否處于起錨位置，如未起錨，將禁止大車動作。 4）大車緩沖器限位開關(guān)由感應(yīng)式限位開關(guān)執(zhí)行。位于大車緩沖器一側(cè)，在緩沖器被河北 工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 18 壓縮到設(shè)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。 圖 23大車緩沖器限位開關(guān) 5） 大車紅外線掃描裝置由位于大車大平衡梁端部的紅外線發(fā)射器、紅外 線反射板共同執(zhí)行。用來檢測大車行進方向上是否有障礙物。如果有，大車將緊急停車。 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(shè)定速度相符。 圖 24大車電動機編碼器 7） 風(fēng)速儀系統(tǒng) 大車行走時的風(fēng)速和風(fēng)向由風(fēng)速儀系統(tǒng)監(jiān)控。風(fēng)速儀安裝在梯形架頂部用來測量風(fēng)速和風(fēng)向；控制模塊位于電氣房中，顯示風(fēng)速的數(shù)字式儀表位于司機室中。 風(fēng)速儀有兩個設(shè)定點：一個是風(fēng)速達(dá)到 25m/sec 并持續(xù) 10 秒以上時，司機室中輔助控制屏上的琥珀色燈將亮起，同時司機室、機器房和 地面上的擴音裝置會發(fā)出警告聲音。此時，岸橋司機應(yīng)該做好大車行走停止和岸橋錨定的準(zhǔn)備工作；另一個是當(dāng)風(fēng)速超過河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 19 28m/sec 時，風(fēng)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。 大車錨定裝置 每臺岸橋共設(shè)有兩個錨定裝置（錨定銷），分別安裝在靠近起重機中心線處的海側(cè)和陸側(cè)下橫梁下面。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。 將岸橋安全正確地錨定在碼頭上預(yù)定位置（錨定和系固位置）是非常重要和必需的工作。如果起重機沒有錨定好，萬一突發(fā)大風(fēng)就非常危險。高 低速制動器只能保證大車車輪剎住不轉(zhuǎn)，但當(dāng)大風(fēng)風(fēng)力達(dá)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(yán)重事故。 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(xué)畢業(yè)設(shè)計 20 大車行走機構(gòu)的一般要求和主要零部件選型 大車行走機構(gòu)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(yīng)進行起制動時車輪的打滑驗算。在大風(fēng)地區(qū)有些用戶要求主動輪數(shù)甚至達(dá)到總數(shù)的 2/3，以便可以逆風(fēng)將岸橋駛到錨定位置。 （ 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。 （ 4）具有性能良好的防止相鄰兩臺岸橋碰撞的措施。 （ 5）有可靠的安全保護裝置，包括減速和終點限位開關(guān)、端部緩沖器、防爬器、斷軸保護等。 （ 6） 安全可靠的防臺風(fēng)錨定和防臺風(fēng)鋼索固緊裝置或其他安全可靠的防風(fēng)措施。 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。電機有帶制動器和不帶制動器兩種形式，其選擇取決于驅(qū)動裝置的布置形式。由于大車行走有間歇工做的特點，一般電機不配置風(fēng)機，但要求良好的啟動性能和大的過載能力，必須適應(yīng)于戶外環(huán)境和高溫環(huán)境，對大車電機主要有如下要求： （ 1）適用高溫環(huán)境和戶外環(huán)境的使用，絕緣等級 F級。 （ 2）防護等級為 IP54 或 IP55。 （ 3）有較大的短時過載能力，過載系數(shù)不小于 。 大車運行機構(gòu)制動器應(yīng)能使起重機在工作狀態(tài)最大風(fēng)力作用下，風(fēng)從任何方向吹來，起重機大車滿速運行時能在規(guī)定的時間內(nèi)停止，其制動力矩應(yīng)不小于 2～ 倍電機的額定力矩。 制動器應(yīng)與控制系統(tǒng)設(shè)有輔助的聯(lián)鎖裝置，以防止在制動器未釋放時大車運行。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。 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?？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。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)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。其要求是易于拆裝維修。 在國際招標(biāo)中，聯(lián)軸器的計算載荷一般要求以 FEM 規(guī)范或標(biāo)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 。 車輪是支承整機重量和外載荷的重要部件，應(yīng)滿足如下要求： 第一，應(yīng)是雙輪緣的軋制車輪，車輪表面硬度大于 HB320，并應(yīng)符合有關(guān)規(guī)范規(guī)定。 第二，車輪踏面寬度應(yīng)大于軌道頭寬度 25 mm 以上。 第三，車輪踏面應(yīng)精加工成形，其外徑公差應(yīng)控制在177。 以內(nèi)，主動輪直徑應(yīng)控制在177。 的范圍之內(nèi)。 第四，車輪尺寸和踏面輪廓，一般應(yīng)采用美國 AISE 規(guī)范或國際 H 標(biāo)準(zhǔn)或 GB3811 國家標(biāo)準(zhǔn)。 為保證岸橋運行的安全性和可靠性，除了在行走機構(gòu)上配置減速停車限位等安全裝置外，在岸橋的小車和大車兩端還必須配置緩沖器。緩沖器的作用是吸收（消耗）沖擊能量。小車緩沖器安裝在小車端部，其高度應(yīng)與小車軌道端部車擋高度相同。 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。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(dāng)。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。 緩沖器應(yīng)滿足如下要求： ①起重機切斷電源。在任一運行方向按 70％的額定速度滿載運行時，應(yīng)具有吸收（消耗）停止起重機的能量的能力。 ②緩沖器安裝得當(dāng)，碰撞時應(yīng)使螺栓不直接承受剪切。 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。按照臺車平衡梁的構(gòu)造形式和車輪數(shù)量，其典型布置形式有如下幾種： （ 1） 8 輪行走臺車布置形式，如圖 2－ 7 所示。 河北 工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 22 圖 2－ 7 8 輪行走臺車布置形式 （ 2） 10 輪行走臺車，有 2— 8所示兩種布置形式。 圖 2－ 8 10 輪臺車布置形式 （ 3） 12 輪行走臺車，主要有圖 2－ 9所示 3種布置形式。 圖 2－ 9 12 輪臺車布置形式 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 23 驅(qū)動形式布置 （ 1）立式驅(qū)動如圖 2－ 10 所示。 圖 2－ 10 立式驅(qū)動布置 （ 2）臥式驅(qū)動如圖 2－ 11 所示。 圖 2－ 11 臥式驅(qū)動布置形式 （ 3）單輪驅(qū)動（無開式齒輪）如圖 2－ 12 所示。 圖 2－ 12 單輪驅(qū)動 河北 工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 24 （ 4）平行軸減速器驅(qū)動如圖 2－ 13 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。 圖 2－ 14 蝸輪蝸軒驅(qū)動 （ 6） 全輪制動的驅(qū)動形式如圖 2－ 15 所示。 2－ 15全輪制動的驅(qū)動形式 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 25 大車行走機構(gòu)的典型局部構(gòu)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。 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(jié)構(gòu)、抗剪塊結(jié)構(gòu) 大平衡梁支座鉸軸結(jié)構(gòu)如圖 2－ 18所示。 河北 工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)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。 圖 2－ 19 中間平衡梁轉(zhuǎn)向支座鉸軸結(jié)構(gòu) 清掃器及斷軸保護結(jié)構(gòu) 清掃器及斷軸保護結(jié)構(gòu)如圖 2－ 20所示。 圖 2－ 20 清掃器及斷軸保護結(jié)構(gòu) 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 27 防傾支承板 在大車全速行走且緊急制動或遇大風(fēng)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(fù)。這時的傾復(fù)支點為門框和下橫梁的鉸接點，為提高防傾倒的安全裕度，可以在其端部設(shè)置防傾支承板，如圖 2－ 21 所示。將傾復(fù)支點外移，可以加大平衡力矩。 圖 2－ 21防傾支承板 河北 工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 28 第 3 章