《岸邊集裝箱起重機總體結(jié)構(gòu)設(shè)計及小車驅(qū)動機構(gòu)的選用機械制造畢業(yè)論文》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《岸邊集裝箱起重機總體結(jié)構(gòu)設(shè)計及小車驅(qū)動機構(gòu)的選用機械制造畢業(yè)論文（36頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 岸邊集裝箱起重機總體結(jié)構(gòu)設(shè)計及小車驅(qū)動機構(gòu)的選用 摘要：伴隨著全球經(jīng)濟一體化和國際貿(mào)易的迅猛發(fā)展,集裝箱吞吐量出現(xiàn)了高速增長的勢頭。作為資本密集型的經(jīng)濟實體,集裝箱碼頭的資源優(yōu)化和工作效率是集裝箱運量暢通的必要保證,更關(guān)系到企業(yè)成本控制和客戶需求的滿足,進而影響碼頭企業(yè)的競爭力。 在強大的運輸需求和良好的技術(shù)經(jīng)濟利益的推進

2、下，船舶大型化十分迅速，與其是超巴拿馬型的船舶得到了迅速發(fā)展。因此，這就需要發(fā)展超巴拿馬型的岸橋以配合作業(yè)，對岸橋的裝卸工藝和裝卸技術(shù)也提出了更高更新的要求。為此，我們設(shè)計的岸橋，機型參數(shù)大型化、工作參數(shù)高值化、額定起重量重型化。并采用各種高新技術(shù)，提高超巴拿馬型集裝箱岸橋的工作效率。以提高集裝箱碼頭企業(yè)自身的競爭力、增加企業(yè)收益和客戶滿意度具有重要的現(xiàn)實意義和理論價值。 所設(shè)計的是集裝箱岸橋的總體機構(gòu)及小車驅(qū)動機構(gòu)，在大型化的基礎(chǔ)上使整體系統(tǒng)更安全，更可靠，更高效。 【關(guān)鍵詞】 岸邊集裝箱起重機 總體設(shè)計 小車驅(qū)動

3、 Abstract 【Abstract】Along with the rapid incorporation of the seven seas, the number of containers is proliferated. As the transport requirements is larger and the technology economy benefits higher, the shipping size is larger and larger. Thus the post-panamax quaysid

4、e ships have been developing very speedily. Therefore we must develop the post-panamax quayside cranes to match it. It also brings more requirements of the load and unload technic and technology. Hence we design the container cranes like these: the parameters of the crane size are bigger (outreach 5

5、0.5m), the parameters of the work are higher and the rated hoist capacity is larger (rated hoist capacity 61t). Furthermore, we adopt many advanced new technology on order to improve the work efficiency of the post-panamax quayside cranes. I design the collectivity of the crane and the trolley driv

6、e, and make it more safety, credibility and high-efficiency. Keywords: quayside container cranes collectivity design trolley drive design  目 錄 1.緒論 ………………………………………5 2. 岸邊起重機主要結(jié)構(gòu)參數(shù)和基本技術(shù) ………………………6 2.1岸邊起重機幾何尺寸參數(shù) …………………………………8 2.2速度參數(shù) …………………………………………………10 2.3其他參數(shù) ……………

7、…………………………………11 2.4雙向防搖系統(tǒng)的運用 ………………………………11 2.5設(shè)計準(zhǔn)則 ………………………………………………13 3. 起重機作業(yè)率 ………………………………………… 14 4. 集裝箱起重機總體設(shè)計………………………………………18 4.1 各獨立載荷引起的輪壓 ……………………………………18 4.2 總輪壓計算 …………………………………………………19 4.3 穩(wěn)定性 …………………………………………………21 4.4 小結(jié)…………………………………………………………22 5. 機構(gòu)電機選用的主要功率

8、 …………………………23 5.1 起升電機功率 ……………………………………………23 5.2 小車電機功率 …………………………………………………25 5.3 大車電機功率 ……………………………………………27 6. 小車驅(qū)動機構(gòu)的選用 …………………………………………29 7. 展望 ………………………………………………………………37 8. 致謝辭 …………………………………………………………35 參考文獻 …………………………………………………………………38 1．緒 論 1.1 發(fā)展歷史及前景 在起重運輸中，

9、集裝箱運輸是運輸方式的一場革命。它是于上世紀(jì)50年代中葉，在美國脫穎而出的。這種將貨物放在特制箱子里再置于船上的運輸方式，對于傳統(tǒng)的用艙口式貨船運輸件雜貨是一場挑戰(zhàn)。它的強大生命力正促成一場運輸革命，正在并將一直改變世界港口、船舶、航道和裝卸設(shè)備及裝卸工藝的傳統(tǒng)格局。它使世界各國的國際貿(mào)易往來有了大的發(fā)展，為全球一體化提供了重要條件。 由于超巴拿馬型船的發(fā)展，集裝箱船的裝載量由過去的1100～2000箱發(fā)展到現(xiàn)在的5000～6000箱，8000箱船也將在世紀(jì)之交誕生。據(jù)國際集裝箱化年鑒的統(tǒng)計，目前全世界共有無吊桿的全集裝箱船2245艘。其中3000箱以下的船為1932艘，約占86％。在集裝箱

10、海上運輸進入超巴拿馬時代，由于其強大的生命力，在60年代，集裝箱貨運量在海運中的比重僅為12%~14%；而進入90年代，已發(fā)展到30%（其余為散貨和液體燃料）。90年代以來，隨著全球經(jīng)濟貿(mào)易的增長，集裝箱運量激增，它也引起了船舶大型化及集裝箱深水碼頭數(shù)量的增加。對集裝箱港口裝卸工藝和和裝卸技術(shù)裝備提出了更新更高的要求。岸橋的發(fā)展方向更趨向于大型化、高效化。 1.2 超“巴拿馬型”岸橋 超巴拿馬型集裝箱運輸船的誕生引發(fā)了航運和港口的一場革命，許多傳統(tǒng)正在起變化，在航運界興起的超巴拿馬熱中，不少港口不論水深航道和碼頭條件，一律采購超巴拿馬型起重機。我的項目則是（上海振華港機公司）為新澤

11、西馬士基港口制造的61噸超巴拿馬型集裝箱岸橋。 按照接卸船型分類，是超巴拿馬型岸橋。所謂超“巴拿馬型”岸橋是指：國際航運界習(xí)慣用巴拿馬運河允許通過寬來定義船舶，凡超過32米限寬的船舶，就叫超巴拿馬型船。而能裝卸超巴拿馬型船的岸橋就叫超巴拿馬型岸橋。 大型起重機上小車的驅(qū)動方式主要有兩種，即牽引小車或者自行式小車。采用的是是自行式載重小車。這種小車的驅(qū)動機構(gòu)和主起升機構(gòu)都安裝在起重小車上，起升繩長度短，鋼絲繩使用壽命長，結(jié)構(gòu)緊湊，吊具易于對箱。不過，小車自重較大，自身產(chǎn)生的輪胎壓力也較大。對于碼頭要求較高。 按可限制岸橋高度分類，是俯仰式主梁。非工作狀態(tài)仰起80度，好掛鉤；工作風(fēng)狀態(tài)，仰起

12、45度，其下凈空可安全避開船舶的上層建筑，主梁的頂部高度不會影響航線。 1.3 最新技術(shù)的運用 在岸橋的各個設(shè)計細節(jié)中，越來越多地使用了機電方面的高新技術(shù)，提高自身的裝卸效率。 1. 采用了先進的電子信息技術(shù)來實現(xiàn)自動化控制； 2. 運用了吊具自動糾偏對位功能； 3. 利用國際上最先進的有限元分析方法合理優(yōu)化結(jié)構(gòu)剛性，使岸橋整機結(jié)構(gòu)具有很好的剛性 ； 4. 安裝了完善的降低設(shè)備風(fēng)險的安全設(shè)施、故障顯示裝置； 5. 采用目前國際上最先進的電子防搖，防風(fēng)振技術(shù)。 2．岸橋的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)和基本技術(shù) 岸橋的基本參數(shù)描述了岸橋的特征、能力和主要技術(shù)性能?；緟?shù)主要

13、包括幾何尺寸、起重量、速度、控制與供電及防搖要求和生產(chǎn)率等。 幾何尺寸參數(shù)是表示岸橋作業(yè)范圍、外形尺寸大小以及限制空間的技術(shù)數(shù)據(jù)，主要有以下8個參數(shù)： 外伸距（前伸距） 軌距 后伸距 基距 軌上/軌下起升高度 聯(lián)系橫梁下的凈空高度 門框內(nèi)凈寬 岸橋（大車緩沖器端部之間）總寬 此外，還有門框下橫梁表面離地高度，門框外檔寬度，前大梁寬度/小車總寬度，梯形架頂點高度，仰起后岸橋總高，前大梁前端點離海側(cè)軌道中心線的水平距離，后大梁尾端離陸側(cè)軌道中心線的水平距離，前大梁下表面離地高度，緩沖器安

14、裝高，岸橋與船干涉限制尺寸以及岸橋與碼頭固定設(shè)施或流動設(shè)備干涉的限制尺寸等等。 圖表 1起重機總體參數(shù)簡圖 2.1 岸橋幾何尺寸參數(shù) 2.1.1 外 伸 距：R0 定義：小車帶載向著海側(cè)運行到前終點位置時，吊具中心線離碼頭海側(cè)軌道中心線之間的水平距離。 確定因素：船寬（甲板上集裝箱排數(shù)）、層高、船的傾斜角a、船舶吃水、碼頭前沿（岸壁至海側(cè)軌中心線）的距離F、碼頭防碰靠墊（也稱護舷）的厚度f、以及預(yù)留小車制動的安全距離等。 根據(jù)碼頭實際情況，綜合考慮以上因素，按用戶要求取R0=50.5m 2.1.2 后 伸 距：Rb 定義：小車帶載向著陸側(cè)運行到后終

15、點位置時，吊具中心線離碼頭陸側(cè)軌道中心線之間的水平距離。 確定因素：按搬運和存放集裝箱船的艙蓋板，以及特殊情況下為接卸車輛的一條通道或臨時堆放集裝箱的要求來確定。 根據(jù)碼頭實際情況，綜合考慮以上因素，按客戶要求取Rb=23m 2.1.3 軌 距：S 定義：軌距是碼頭上海側(cè)與陸側(cè)兩軌道中心線之間的水平距離。 目前，世界各國已經(jīng)形成了一些岸橋的軌距系列。但尚無國際標(biāo)準(zhǔn)。軌距越大，對起重機的穩(wěn)定性越有利，輪壓也可降低，但加大碼頭前沿區(qū)域的面積從而增加了投資。 考慮新澤西為一較大規(guī)模的專業(yè)化集裝箱碼頭，宜取較大軌距，所以取S=30.48m（100ft）。 2.1.4 起 升 高 度 H

16、 起升高度H包括軌上起升高度Hu 和軌下起升高度 Hd。 定義：軌上起升高度：是指吊具被提高到最高工作終點位置時，吊具轉(zhuǎn)鎖箱下平面離碼頭海側(cè)軌頂面的垂直距離； 軌下起升高度：是指吊具被下降到最高工作終點位置時，吊具轉(zhuǎn)鎖箱下平面離海側(cè)軌頂面的垂直距離。 確定因素 軌上起升高度Hu： 因滿足在下列條件下能搬運最高層箱子到路側(cè)區(qū)域：對象船處于高水位、輕載吃水、甲板上堆箱層數(shù)、船舶橫傾到允許值[a]、并留安全過箱高度Ha。 按用戶要求取Hu=37.5m 軌下起升高度 Hd： 受碼頭標(biāo)高、潮差、碼頭前沿水深、對象船的裝載特性等。 按用戶要求取Hd=16.5m 2.1.5 聯(lián)系

17、橫梁下的凈空高度 Chp（到海側(cè)軌面上） 定義：海陸側(cè)門框聯(lián)系橫梁下平面與碼頭面的距離。 確定因素：它是為使岸橋門框之間可以通過流動搬運設(shè)備，如火車、集卡等。 按用戶要求取Chp≥16.75m 2.1.6 門框內(nèi)寬 Cwp 定義：進入司機室平臺以下的海陸側(cè)門框左右門框內(nèi)側(cè)之間的距離。 確定因素：它是門框內(nèi)寬主要是為了保證船舶的倉蓋板和超長集裝箱能通過門腿之間。 按用戶要求取Cwp ≥18.3m。 2.1.7 基 距 B 定義：門框下橫梁上與左右兩側(cè)大車行走機構(gòu)大平衡梁支點之間的中心距離。 確定因素：基距越小，岸橋在側(cè)向風(fēng)力或?qū)欠较蝻L(fēng)力作用下的輪壓越大，側(cè)向穩(wěn)定

18、性越差，因此，在岸橋總寬Wb允許下，B應(yīng)盡可能的取大些行走支點越靠近門框立柱中心越好。 根據(jù)經(jīng)驗及規(guī)范，我們?nèi)=13775 mm 2.1.8 岸橋總寬W b 定義：岸橋同一側(cè)行走軌道上的左右兩組行走臺車外側(cè)緩沖器端部之間，在 自由狀態(tài)下的距離。 確定因素：為使多臺岸橋同時作業(yè)，Wb應(yīng)盡量取小。 一般為26~27m，這時2臺起重機可以能中間隔著一個40ft箱位而同時作業(yè)。 我們?nèi) b=27，000 mm 2.1.9 門框下橫梁上表面離地高度Hs 定義：如上小標(biāo)題 確定因素：為了提高裝卸速度，吊具帶著集裝箱經(jīng)過門框下橫梁上表面高度越低越好。因此，門框下橫梁上表面離地高度Hs有一

19、定限制，我們?nèi)s=6，450 mm 2.1.10 門框外擋寬度Wp 定義：門腿左右立柱截面外側(cè)翼緣表面之間的水平距離。 確定因素：主要由門框兩立柱內(nèi)檔凈空尺寸、大車總寬度，以及兩臺岸橋緊靠在一起時不產(chǎn)生干涉為前提來決定。 按用戶要求取Wp=222，000 mm 2.1.11前大梁寬度Bb或小車總成寬Bf的限制 定義：如上小標(biāo)題 確定因素：為了裝卸最近上層建筑的20ft的集裝箱，前大梁總寬或小車總寬不能超過2X4.55=9.1m，再考慮余量，一般控制在8.9m以內(nèi)。但根據(jù)實際情況可適當(dāng)加寬。 按用戶要求取Bb=4200mm，Bf =9300 mm 2.1.12 梯形架頂點高度

20、H0和仰起后岸橋總高Hs 定義：梯形架頂點高度H0是指前大梁放平時梯形架的最高點離開海側(cè)軌道頂面的垂直距離。 仰起后岸橋總高Hs是指在非工作狀態(tài)下前大梁處于仰起掛鉤位置，前大梁的最高端點至海側(cè)軌道頂面的垂直距離。 確定因素：由所處碼頭上方有航空障礙高度限制決定。在非工作情況且無高度限制（125m以上時被認(rèn)為無高度限制）時，可設(shè)計成全仰式普通前大梁（一般為80度仰角）。有高度限制的設(shè)計成鵝頸式折臂前大梁或小仰角前大梁。 本次設(shè)計的為第一種。 2.1.13 輪距：車輪與車輪之間的間距 根據(jù)用戶要求取≥1.1 m 2.2 速度參數(shù) 2.2.1 起升（下降）速度

21、定義：集裝箱吊具提升或下降的線速度。 1.1額定起升（下降）速度：吊具吊著額定起重量（通常稱滿載）的吊具，在起升卷筒牽引下集裝箱的起升或下降的線速度。 1.2空吊具起升（下降）速度：吊具在起重卷筒的牽引下，吊具的起升或下降的線速度。 由用戶根據(jù)所需工作效率給出：90米/分（吊具下61噸）； 180米/分（空載）。 2.2.2 小車額定運行速度 定義：在作業(yè)工況下，帶著額定起升載荷逆風(fēng)運行時的最高穩(wěn)定線速度。 確定因素：裝卸作業(yè)循環(huán)的時間，主要包括垂直運動的升（降）時間和小車水平運行時 間，故提高小車運行速度對減少作業(yè)循環(huán)時間、提高生產(chǎn)率效果明顯。 根據(jù)客戶要求，小車采用自行式載

22、重小車。具體介紹見第四章第一節(jié)概述部分。 在50%的工作風(fēng)載下，滿載和空載時小車運行速度：240米/分。 2.2.3 大車運行速度 定義：在規(guī)定的作業(yè)工況下，小車帶著額定起升載荷，起重機逆風(fēng)水平運行的最高穩(wěn)定線速度。 根據(jù)客戶要求，滿載和空載時大車運行速度：46米/分。 在風(fēng)壓為q=450 N/m，空載并且大梁升起時大車運行速度：36米/分。 2.2.4 前大梁俯仰時間 定義：前大梁從水平位置運動到仰起的掛鉤位置的時間。 根據(jù)用戶要求：從水平到80度單程≤5分鐘，包括掛鉤/抬鉤的時間 從水平到45度單程≤3分鐘，包括掛鉤/抬鉤的時間 2.3 其他參數(shù) 2.3.

23、1 額定起重量： 吊具下61噸，吊架下70噸，吊鉤橫梁下91噸； 2.3.2 集裝箱型號：20、40國際標(biāo)準(zhǔn)集裝箱； 2.3.3 掛艙：液壓油缸防掛艙； 2.3.4 岸橋的環(huán)境條件：起重機的設(shè)計和制造應(yīng)使起重機能完全承受下述自然條件，并使起重機在正常操作和維護保養(yǎng)得當(dāng)?shù)那闆r下，具有不低于20年的使用壽命。 風(fēng) 力： 最大工作風(fēng)速 24.6米/秒， 最大非工作風(fēng)速 53.6米/秒 相對濕度：最大99%。 室外溫度： -26C~+45C。 2.4 雙向防搖系統(tǒng)的運用： RTG／RMG的雙向防搖系統(tǒng) 眾所周知：懸掛物當(dāng)懸點起制動時(小

24、車、大車平移，起重臂作旋轉(zhuǎn))，貨物要發(fā)生搖晃，如何防止搖晃是所有起重機均要處理的共同問題。 好的“防搖”措施將會大大提高機械的生產(chǎn)效率。過去廣泛采用的機械式、液壓式、電子式以及用司機“手動跟鉤”方式，實現(xiàn)防搖，都有其局限性，而且有的措施構(gòu)造復(fù)雜，不但占用了RTG／RMG(輪胎式集裝箱龍門起重機／軌道式集裝箱龍門起重機的英文縮寫)寶貴的結(jié)構(gòu)空間，而且加大了維修保養(yǎng)工作量。 對于集裝箱機械來說，這些傳統(tǒng)的防搖方式還有一個共同的缺陷，那就是只能解決一個方向(大車或小車)的防搖問題，而實際上RTG／RMG均需要兩個方向防搖。為此，世界同行們紛紛都在研究和開發(fā)新的技術(shù)措施來實現(xiàn)兩個方向防搖，以滿

25、足集裝箱運輸高效化對提高場橋裝卸效率的要求。ZPMC研究了集裝箱自動化碼頭已成功應(yīng)用的防搖技術(shù)，并結(jié)合自己多年生產(chǎn)RTG／RMG的經(jīng)驗，開發(fā)了一種全新的用于RTG／RMG的雙向防搖系統(tǒng)。 主要特點： ZPMC最新防搖系統(tǒng)，適用于起升高度小于20-23米的RTG／RMG。它的特點是對起升懸吊系統(tǒng)進行了本質(zhì)性改進：采用了所謂倒掛三角形的懸掛系統(tǒng)。為此，小車上的起升機構(gòu)也需作相應(yīng)改進，由單卷筒改為雙卷筒，為了緊湊機構(gòu)可以采用內(nèi)置式驅(qū)動裝置。 新系統(tǒng)提高了懸掛剛性，使RTG／RMG具有極好的兩個方向(大車和小車)抗搖擺能力。新系統(tǒng)具有如下特點： 1．實現(xiàn)了不只是小車運行方向有良好防搖功

26、能，大車運行方向也要有良好防搖功能，特別有利大車吊箱行走。 2．開發(fā)了具有良好剛性又可平移和旋轉(zhuǎn)的吊具上架，這種上架通過油缸的作用，使吊具沿小車和大車兩個方向平移和沿垂直軸旋轉(zhuǎn)，既具有三個自由度，由于懸掛系統(tǒng)的剛性好，無論是平移還是旋轉(zhuǎn)，均可以將反作用力傳遞到小車上去，因而不會產(chǎn)生新的反向扭轉(zhuǎn)和晃動。這也是一般懸掛系統(tǒng)無法做到了。 3．除去常規(guī)的旋轉(zhuǎn)5度以外，上架上的油缸裝置可以使吊具沿大車和小車方向作位移(300-400毫米)，這對不移動大車和小車快速對箱是非常有利的。若再增加圖象處理系統(tǒng)，可以實現(xiàn)裝卸作業(yè)半自動化。 為了掌握RTG／RMG新的防搖系統(tǒng)的效果和第一手資料，ZPMC

27、在上海港洋涇碼頭對一臺已改裝有新的雙向防搖系統(tǒng)的四過五的RMG進行了大量的試驗和測量。用不熟練司機操作，在小車速度為70米／分時，吊重箱靠近地面，制動小車，集裝箱底面在第一次搖擺周期的搖晃度一般不超過25毫米在大車速度為60米／分時，吊重箱靠近地面，制動大車，集裝箱底面的搖晃度在第一次搖擺周期即小于25毫米。這個數(shù)值是一般常規(guī)防搖手段根本無法達到的。 試驗表明，由于第一次搖擺周期內(nèi)(通常為第三周期內(nèi))，搖晃度即達到公認(rèn)的對箱的要求，大大提高了勞動生產(chǎn)率。如果將箱子提高，它的效果會更好。新的防搖系統(tǒng)可以做到小車停吊具即停，大車停吊具即停，根本不發(fā)生搖晃。 2.5 設(shè)計準(zhǔn)則

28、 2.5.1 設(shè)計規(guī)范：在本設(shè)計中，按照買方文件[7]，采用 AISC（美國鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會） AWS（美國焊接協(xié)會） ASTM（美國材料和試驗協(xié)會） CMAA（美國起重機制造協(xié)會） BSI（英國標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)） DIN（德國工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)） FEM（歐洲搬運工程協(xié)會）規(guī)范 NEMA（國際電氣制造者協(xié)會） ISO（國際標(biāo)準(zhǔn)） JIS（日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)） OSHA（職業(yè)和安全與健康管理局） SSPC（鋼結(jié)構(gòu)涂裝標(biāo)準(zhǔn)） UL（布線標(biāo)準(zhǔn)） 2.5.2起重機工作級別： 2.4.2.1 定義：它是表征起重機和機構(gòu)工作繁重程度的參數(shù)。 確定因素：整機的工作級別：起重機的利用等級和載荷狀

29、態(tài)，及等壽命原則。 機構(gòu)的工作級別：機構(gòu)的利用等級和機構(gòu)載荷狀態(tài)，及等壽命原則 在本設(shè)計中，買方文件[7]中明確提出了對起重機和機構(gòu)的工作級別的要求。 2.5.2.2 整機工作級別[6]：根據(jù)FEM規(guī)范，表T.2.1.2.4， 利用等級： U8 載荷狀態(tài)： Q3 工作級別： A8 2.5.2.3 岸橋機構(gòu)工作級別[6]：根據(jù)FEM規(guī)范，表T.2.1.3.4 機構(gòu)名稱 利用等級 載 荷譜 等級 工作級別 電機工作級別 主 起 升 機 構(gòu)LL+LLS T8（50，000h） L3 M8 S5-60%

30、 主 起 升 機 構(gòu)LS+LL T5（6300h） L2 M5 S5-25% 主 起 升 機CBLS+CBRL T5（6300h） L2 M5 S5-25% 小 車 機 構(gòu)LL+LLS T8（50，000h） L3 M8 S5-60% 小 車 機 構(gòu)LS+LL T5（6300h） L3 M5 S5-25% 小 車 機 構(gòu)CBLS+CBRL T5（6300h） L2 M5 S5-25% 大車機構(gòu) T6（12，500h） L2 M5 S2-2min 俯仰機構(gòu) T5（6300h） L2 M5 S2-20min 圖表 2岸橋機構(gòu)工

31、作級別 注：表中的各個字母參數(shù)含義見計算載荷組合中的表格 2.5.3 傳動效率 2.5.3.1 減速器（直齒或斜齒） 低溫：96%------用于設(shè)計最大負(fù)載和加速情況下的電動機力矩 高溫：98%------用于正常工作機構(gòu)、主起升制動器以及制動器的停車和制動狀態(tài)的力矩計算。 2.5.3.2 開式傳動 96%-------已經(jīng)包含卷筒纏繞和聯(lián)軸器的損失 98%------用于制動器的停車和制動狀態(tài)的力矩計算 以上數(shù)值根據(jù)ANSI B30.2[7] 2.5.4 計算載荷組合： 根據(jù)標(biāo)書中的買方規(guī)定[7] （源于Liftech 所編技術(shù)規(guī)范[1

32、5]） 2.4.4.1 穩(wěn)定性 工作狀態(tài)的各載荷組合的系數(shù)列表 　 　 　 　 工作狀態(tài) 　 　 　 　 負(fù)載種類 ST1O ST2O ST3O ST4O ST5O ST1SC ST2SC DL 靜負(fù)載 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 TL 小車負(fù)載 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 CBLS 前 大 梁系 統(tǒng) 　 　 　 　 1.0 　 　 CBRL 額 定負(fù) 載 　 　 　 　 1.15

33、 　 　 LS 起 升系 統(tǒng) 1.0 1.0 　 1.0 　 1.0 1.0 LL 起 升 負(fù) 載 1.0 1.0 　 1.0 　 　 　 IMP 沖 擊 負(fù) 載 　 　 　 　 　 　 　 LATT 小 車 水 平 慣 性 力 1.0 　 　 　 　 　 　 LATG 大 車 水 平 慣 性 力 1.5 　 　 　 　 1.5 　 WLO 有 效 風(fēng) 載 　 1.5 1.0 1.0 1.0 　 1.5 STL 堵 轉(zhuǎn) 載 荷 　 　 1.

34、15 　 　 　 　 COLL 碰 撞 載 荷 　 　 　 1.15 　 　 　 圖表 3穩(wěn)定性計算各載荷組合系數(shù)（工作狀態(tài)） 注：ST1O：任何一條支腿都不能抬起 ST2O：任何一條支腿都不能抬起 ST3O：只允許一條支腿抬起 ST4O：只允許一個支腿抬起 ST5O：任何一條支腿都不能抬起 非工作狀態(tài)的載荷組合的系數(shù)列表 　 　 非工作狀態(tài) 　 負(fù)載種類 ST1S ST2S ST3S ST4S DL 靜負(fù)載 1.0 1.0 1.0 0.9 TL 小車負(fù)載 1.0

35、 1.0 1.0 0.9 CBLS 前大梁系統(tǒng) CBRL 前大梁負(fù)載 LS 起升系統(tǒng) 1.0 1.0 1.0 0.9 LL 起升負(fù)載 IMP 沖擊 LATT 小 車 水 平 慣 性 力 LATG 大 車 水 平 慣 性力 1.5 WLO 工 作 風(fēng) 載 1.5 STL 堵 轉(zhuǎn) 載 荷 COLL 碰 撞 載 荷 1.15 WLS 非 工 作風(fēng) 載 1.6 圖表 4穩(wěn)定性計算各載荷組合系數(shù)

36、（非工作狀態(tài)） 注：ST1S：任何一條支腿不能被抬起 ST2S：任何一條支腿不能被抬起 ST3S：允許一條支腿抬起 ST4S：允許一條支腿抬起；當(dāng)使用防風(fēng)拉索時，可不考慮該狀態(tài)。 2.5.4.4 輪壓 工作狀態(tài)及非工作狀態(tài)的各載荷組合的系數(shù)列表 　 　 工 作 狀 態(tài) 非 工作狀態(tài)　 　 載 荷 種 類 WO1 WO2 WO3 WO4 WO5 WO6 WS1 WS2 DL 靜 負(fù) 載 1.4 1.4 1.4 1.0 1.0 1.05 1.05 1.05 TL 小 車 負(fù) 載 1

37、.4 1.4 1.4 1.0 1.0 1.05 1.05 1.05 CBLS 前 大 梁 系 統(tǒng) 　 　 1.4 　 　 　 　 　 CBRL 前 大 梁 負(fù) 載 　 　 1.4 　 　 　 　 　 LS 起 升 系 統(tǒng) 1.4 1.4 　 　 1.0 1.05 1.05 1.05 LL 起 升負(fù) 載 1.7 1.7 　 　 1.0 1.05 　 　 STL 堵 轉(zhuǎn)負(fù) 載 　 　 　 1.0 　 　 　 　 IMP 沖 擊 載 荷 　 0.85 　

38、 　 　 　 　 　 LATG 小 車 水 平 慣 性 力 1.4 　 　 　 　 　 　 　 WLO 有 效 風(fēng) 載 　 1.3 1.3 1.0 　 　 　 　 COLL 碰 撞 載 荷 　 　 　 　 1.0 　 　 　 WLS 非 工 作 風(fēng) 載 　 　 　 　 　 　 1.3 　 EQO 工 作 地 震 載 荷 　 　 　 　 　 1.4 　 　 EQS 非 工作 地 震 載 荷 　 　 　 　 　 　 　 1.4 3 岸橋的作業(yè)率

39、 岸橋的作業(yè)率是以每小時裝卸箱數(shù)（TEU）來計算的。由于實際生產(chǎn)率與司機的熟練程度及碼頭裝卸工藝、碼頭條件船舶裝載情況、船型等有很大關(guān)系。因此，我們所計算的是理論作業(yè)率。 我們所計算的是單程操作模式。所謂單程操作模式是指，在一個工作循環(huán)中，半個循環(huán)是吊箱作業(yè)，半個循環(huán)是空吊具作業(yè)。它是比較普遍的一種作業(yè)方式。 裝船作業(yè)和卸船作業(yè)為反過程。裝船或卸船的一個流程就是一個循環(huán)。根據(jù)標(biāo)書數(shù)據(jù)，其作業(yè)過程如下（下列各速度及加速度數(shù)值均由標(biāo)書給出[7]）： 公式： 加速運動v=v0+at s= v0t+0.5at2 勻速運動 s=vt 3.1 帶載上升 90m/min=0+a*

40、t1 a1=0.8m/s2 a2=1.0m/ s2 上升加速時間t1=1.88s 路程s1=0+0.5*0.8*1.88*1.88 =1.4m 上升減速時間t2=1.5s 路程s2=1.1m 勻速運動路程s12=37.5-1.4-1.1=35m 時間t12=35/1.5=23.33s 3.2 小車運行 240m/min=0+a3*t3 a3=0.8m/s2 小車運行加速時間t3= 5s 路程s 3=0.5*4/5*5*5=10m 小車運行減速時間t4= 5s 路程s 4=0.5*4/5*5*5=10m 計算從船舶中心線到中轉(zhuǎn)

41、平臺的距離大概為50m左右 小車勻速運行時間t34=[50-(10*2)]/（240/60） =7.5s 3.3 帶載下降 90m/min=0+a*t a4=0.8m/s2 a5=1.0m/ s2 下降加速時間t5=1.88s 路程s5=0+0.5*0.8*1.88*1.88 =1.4m 下降減速時間t6=1.5s 路程s6=1.1m 勻速運動路程s56=37.5-1.4-1.1=35m 時間t56=35/1.5=23.33s 3.4 空載上升 空載上升行程大約是帶載上升行程減去一個箱子的高度,大概在2.438m 180m/min=0+a*t

42、a6=a7=1m/s2 空載上升加速時間t6=3 路程s6=0+0.5*0.8*3*3=3.6m 空載上升減速時間t7=3 路程s7=0+0.5*0.8*3*3=3.6m 空載上升勻速路程s67=37.5-3.6-3.6-2.438=27.86m 空載上升勻速時間t67=27.86/3m/s=9.28s 3.5 空載下降 小車運行同空載上升時候一樣 空載下降同空載上升時候時間一樣進行計算 4.集裝箱岸橋總體設(shè)計 4.1 各獨立載荷引起的輪壓 根據(jù)第二章所列載荷組合中的各項計算載荷，分別進行計算各載荷對各支腿產(chǎn)生的輪壓。以便計算穩(wěn)定性和輪

43、壓。 輪壓和自重的關(guān)系：設(shè)輪壓為W、每腿輪數(shù)為n G=∑nW=n（W1+W2+W3+W4）[1] 在相同的軌距、基距、伸距、吊重和風(fēng)在等設(shè)計的條件下岸橋的輪壓不僅取決于自重還取決于重量分布即重心位置。根據(jù)第二章中客戶給出的岸橋的基本參數(shù)和技術(shù)數(shù)據(jù)，參照以往相類似的岸橋機型，對起重機的各獨立載荷進行初步估算，在實際計算設(shè)計中再對這些數(shù)據(jù)進行修改。 新澤西馬士基（2005.4）岸邊集裝箱起重機穩(wěn)定性以及輪壓計算（軌上起升高度37.5m），不考慮加高4m。 計算簡圖見附錄2 4.1.1

44、 起重機整機（DL） 整機重量及重心計算（以下數(shù)據(jù)均來自經(jīng)驗值，參見附錄1） 序號 工作狀態(tài) 重量 G(t) XG(m) YG(m) 高度ZG(m) 1　 前大梁水平 1529.50 15.31 0.16 35.75 　2 前大梁仰起 80O 1529.50 12.66 0.16 38.80 　3 前大梁仰起 45O 1529.50 14.33 0.16 37.89 圖表 5整機重量及重心 4.1.2 小車(TL),吊具和吊具上架(LS) TL（小車自重） 注意：小車自重偏心距為0.000 序號

45、 序號 名稱 重量G(t) XG(m) YG(m) 高度ZG(m) 1 小車在前伸距 90.00 80.98 0.00 43.00 2 小車在后伸距 90.00 -23.00 0.00 43.00 3 小車在停機位置 90.00 8.50 0.00 43.00 圖表 6小車自重及重心 4.1.8 工作風(fēng)載： 1工作所允許風(fēng)速 VS=24.60m/s 工作風(fēng)壓[5] Q=0.613 VS 2=370.7N/m2=37.82 kg/m2 輪壓計算式 WPX=風(fēng)載*高度 /(軌距*2*車輪數(shù)*1

46、000) WPY=風(fēng)載*高度/(基距*16*1000) WPXO=風(fēng)載*高度 /(軌距*2*車輪數(shù)*1000) WPYO=風(fēng)載*高度/(基距*16*1000) 列表如下： 大梁狀態(tài) 風(fēng)向 風(fēng)載荷kg 高度m 輪壓t 大梁水平 垂直大車軌道 56537 31.08 WPX=3.60 平行大車軌道 59269 37.59 WPY=10.11 大梁仰起45度 垂直大車軌道 63889 35.31 WPXO=4.63 平行大車軌道 59269 40.20 WPYO=10.81 圖表 7工作風(fēng)

47、壓引起風(fēng)載 4.1.9 非工作所允許風(fēng)壓 9.1非工作風(fēng)速 VS=53.60m/s 非工作風(fēng)壓[5] Q=0.613 VS 2=1759.7N/m2 =179.56kg/m2 輪壓計算式 WSX=風(fēng)載*高度 /(軌距*2*車輪數(shù)*1000) WSY=風(fēng)載*高度/[(基距+2.952)*16*1000] 列表如下： 大梁狀態(tài) 風(fēng)向 風(fēng)載荷kg 高度m 輪壓t 大梁水平 垂直大車軌道 303310 36.25 WPX=22.55 平行大車軌道 281374 41.50 WPY=43.70 圖表 8非工作風(fēng)壓引起的風(fēng)載 4

48、.2 總輪壓 4.2.1 定義及假設(shè) 4.2.1.1 定義：輪壓是一個車輪對碼頭行走軌道的壓力。分為工作狀態(tài)輪壓和非工作狀態(tài)輪壓。當(dāng)不要求指出輪壓分布值時，通常指4腿中最大的輪壓值。 4.2.1.2假設(shè)：起重機的運行機構(gòu)、支承結(jié)構(gòu)、軌道和承放起重機的碼頭結(jié)構(gòu)等等的設(shè)計都需要根據(jù)輪壓和支點壓力來進行設(shè)計。四支點起重機的輪壓分布是個靜不定問題，它與起重機的結(jié)構(gòu)和道路的平整性和彈性性質(zhì)都有很大的關(guān)系，要精確計算是十分困難的。因此，實用計算中常用一些簡化假定，其中較為簡便的是剛性車架假定。假定如下： a．起重機支承結(jié)構(gòu)（車架）是絕對剛體，其支點位于同一個平面內(nèi)； b．路面或軌道面理想平整

49、； c．支點下的基礎(chǔ)變形與支點壓力成正比。 4.2.2 計算 基于以上假定，再根據(jù)本章第一節(jié)所得的各載荷在各支腿引起的輪壓，以及第二章所提供的各工況的安全設(shè)計系數(shù)列表，可進行以下計算： 1允許輪壓 海側(cè) WSP=108 x S=108x1.4=151.2t 陸側(cè) LSP=108 x S=108x1.4=151.2t S=平均間距, 單位（米）, 在每一邊的外側(cè) 2 獨立負(fù)載引起的輪壓 負(fù)載在外伸距 負(fù)載在后伸距 　 載 荷種類 LEG A LEG B LEG C LEG D LEG A LEG B LEG C LEG D DL

50、 靜負(fù)載 48.68 47.35 49.11 46.04 48.68 47.35 49.11 46.04 TL 小車負(fù)載 14.94 14.94 -9.32 -9.32 -4.24 -4.24 9.87 9.87 CBLS 貨物大梁系統(tǒng) 1.16 1.16 -0.72 -0.72 -0.33 -0.33 0.77 0.77 CBRL 額定負(fù)載 15.11 15.11 -9.42 -9.42 -4.29 -4.29 9.98 9.98 LS 起升系

51、統(tǒng) 2.99 2.99 -1.86 -1.86 -0.85 -0.85 1.97 1.97 LL 起升負(fù)載 10.13 10.13 -6.32 -6.32 -2.88 -2.88 6.69 6.69 STL 堵轉(zhuǎn)負(fù)載 25.44 25.44 -15.86 -15.86 -7.23 -7.23 16.80 16.80 IMP 沖擊載荷 5.01 4.56 -3.12 -2.84 5.01 4.56 -3.12 -2.84 LATG 小 車 水 平 慣 性

52、 力 7.20 -5.74 5.74 -7.20 5.74 -7.20 7.20 -5.74 WLO 有效風(fēng)載 10.73 -8.31 8.31 -10.73 8.31 -10.73 10.73 -8.31 COLLY 碰撞載荷 16.71 -16.71 16.71 -16.71 16.71 -16.71 16.71 -16.71 WLS 非工作風(fēng)載 49.18 -28.50 28.50 -49.18 28.50 -49.18 49.18 -28.50

53、EQO 地震載荷 29.15 -19.26 19.26 -29.15 19.26 -29.15 29.15 -19.26 EQS 裝載地震載荷 26.90 -16.22 16.22 -26.90 16.22 -26.90 26.90 -16.22 圖表 9獨立負(fù)載引起的輪壓 4.3 穩(wěn)定性 4.3.1 定義 港口起重機，無論在吊貨工作時還是非工作時（遇到臺風(fēng)時）都應(yīng)該保證不會翻倒。起重機的這一性能稱為起重機的穩(wěn)定性。穩(wěn)定性是起重機的重要技術(shù)性能之一。 4.3.2穩(wěn)定性 露天工作的集裝箱岸橋，在沿軌

54、道方向的風(fēng)力和慣性力的作用下，如果起重機的自重不足或者輪距（基距）太小，就會有向軌道方向傾覆的可能性。在垂直軌道方向的風(fēng)力和慣性力的作用下以及在伸臂極端位置處工作的小車自重和額定起重量的作用下，起重機有朝橋架伸臂一端傾覆的可能性。 起重機的穩(wěn)定性驗算應(yīng)在最不利于起重機穩(wěn)定的載荷組合條件下進行，根據(jù)標(biāo)書提供的力夫特克[15]所編寫的工況系數(shù)列表進行計算。 1 各載荷組合系數(shù)見第二章（第8頁） 2獨立負(fù)載引起的輪壓 　 大梁水平 小車位于外伸距 小車位于后伸距 　 負(fù)載種類 LEG A LEG B LEG C LEG D LEG A LEG B LEG C LE

55、G D DL 靜負(fù)載 48.68 47.35 49.11 46.04 48.68 47.35 49.11 46.04 TL 小車負(fù)載 14.94 14.94 -9.32 -9.32 -4.24 -4.24 9.87 9.87 CBLS 貨物大梁系統(tǒng) 1.16 1.16 -0.72 -0.72 -0.33 -0.33 0.77 0.77 CBRL 額定負(fù)載 15.11 15.11 -9.42 -9.42 -4.29 -4.29 9.98 9.98 LS

56、 起升系統(tǒng) 2.99 2.99 -1.86 -1.86 -0.85 -0.85 1.97 1.97 LL 起升負(fù)載 10.13 10.13 -6.32 -6.32 -2.88 -2.88 6.69 6.69 IMP 沖擊 5.01 4.56 -3.12 -2.84 5.01 4.56 -3.12 -2.84 LATT 小 車 水 平 慣 性 力 5.01 4.56 -3.12 -2.84 5.01 4.56 -3.12 -2.84 LATG 大 車

57、 水 平 慣 性 力 7.20 -5.74 5.74 -7.20 5.74 -7.20 7.20 -5.74 WLO 有 效 風(fēng) 載 10.73 -8.31 8.31 -10.73 8.31 -10.73 10.73 -8.31 STL 堵 轉(zhuǎn)載 荷 25.44 25.44 -15.86 -15.86 -7.23 -7.23 16.80 16.80 COLL 碰 撞 載 荷 16.71 -16.71 16.71 -16.71 16.71 -16.71 16.71

58、 -16.71 圖表 10獨立負(fù)載引起的輪壓 　 　 　大梁仰起45度WPSC 　大梁仰起80度WPS 　 負(fù) 載 種 類 LEG A LEG B LEG C LEG D LEG A LEG B LEG C LEG D DL 靜 負(fù) 載 45.62 44.28 52.18 49.11 40.37 39.04 57.43 54.35 TL 小 車 負(fù) 載 1.57 1.57 4.06 4.06 1.57 1.57 4.06 4.06 CBLS

59、 貨 物 大 梁 系 統(tǒng) 　 　 　 　 　 　 　 　 CBRL 額 定 負(fù) 載 　 　 　 　 　 　 　 　 LS 起 升 系 統(tǒng) 0.31 0.31 0.81 0.81 0.31 0.31 0.81 0.81 LL 起 升 負(fù) 載 　 　 　 　 　 　 　 　 IMP 沖 擊 　 　 　 　 　 　 　 　 LATT 小 車 水 平 慣 性 力 　 　 　 　 　 　 　 　 LATG 大 車 水 平 慣 性 力

60、 6.08 -7.63 7.63 -6.08 6.23 -7.81 7.81 -6.23 WLO 有 效 風(fēng) 載 11.76 -8.12 8.12 -11.76 6.00 -10.35 10.35 -6.00 STL 堵 轉(zhuǎn) 載 荷 　 　 　 　 　 　 　 　 COLL 碰 撞 載 荷 17.71 -17.71 17.71 -17.71 18.13 -18.13 18.13 -18.13 WLS 非 工 作 風(fēng) 載 　 　 　 　 28.50

61、 -49.18 49.18 -28.50 圖表 11獨立負(fù)載引起的輪壓（穩(wěn)定性計算WPS&WPSC ） 4.4 小 結(jié) 本設(shè)計采用的是力夫特克[15]所編寫的系數(shù)表來計算輪壓及穩(wěn)定性的。這種計算方法考慮了各種不利工況，例如還考慮有電機堵轉(zhuǎn)狀態(tài)，起重機大梁仰起45度過船狀態(tài)。比往常的只考慮無風(fēng)靜載，有風(fēng)動載和暴風(fēng)狀態(tài)下的3種狀況的穩(wěn)定性和輪壓更加全面。而且，在計算過程中，是將各載荷的一項一項分開算的，使得計算結(jié)果更加精確。采用的是疊加原理。 計算各個載荷在各支腿引起輪壓采用的是力矩法； 判斷輪壓是否合格是采用許用輪壓法； 判斷穩(wěn)定性是采用判斷支腿抬起的數(shù)量

62、（依據(jù)力夫特克的要求）。 總體的計算采用的是疊加原理。 5.機構(gòu)的主要功率電機選用 5.1 起升電機功率 5.1.1 主參數(shù): 吊具及上架重量 LS=18t 吊具下額定起重量 LL=61t 吊具下起重量 LL=91t 起升速度 滿載上升 V1=90m/min 滿載下降 V2=90m/min 吊具下LL=61t，上升 V1=90m/min 吊具下LL=61t，下降 V2=90m/min 空載 V3=180m/min

63、 滿載起升加速及減速時間 t1=1.875s 滿載下降加速及減速時間 t2=1.5s 空載起升加速時間 t3=3.75s 空載起升減速時間 t5=3s 空載下降加速及減速時間 t4=3s 電機額定功率 580kw 電機額定過載系數(shù) p0=200% 電機轉(zhuǎn)速 滿載 n1=1000rpm 空載 n2=2000rpm 電機轉(zhuǎn)動慣量 GR1=35kg*m2 電機數(shù)量 z=2 制動盤，聯(lián)軸節(jié)轉(zhuǎn)動慣量 GR2= 22.499 kg*m2 5.1.3 電機過載系數(shù)的校核 電機額定功率 N0=580kW

64、電機數(shù)量 z=2 所需最大功率 Nmax=1700 kW 電機過載系數(shù) p=Nmax/No=146.57 % < 200% = po OK! 5.1.4 電機發(fā)熱功率校核(考慮最不利吊具下LL=61t，90m/min時) 帶 載 上 升 功率kW 行程m 時間s 停留時間(t) 2 2 行 程(m) 37.5 帶載加速上升 1700.27 1.4 1.88 帶載勻速上升 1290.33 35.0 23.31 帶載減速上升 880.40 1.1 1.50

65、 停留時間(t) 0 0 帶 載 下 降 停留時間(t) 2 2 行 程(m) 37.5 帶載加速下降 -1532.57 1.4 1.88 帶載勻速下降 -1045.17 35.0 23.31 帶載減速下降 -557.77 1. 1 1.50 帶載下降 空 載 上 升 停留時間(t) 2 2 行程(m) 0 帶載加速下降 -820.12 0.00 0.00 帶載勻速下降 -1272.04 0.00 0.00 帶載減速下降 -172

66、3.96 0.00 0.00 停留時間(t) 0 0 行 程(m) 37.5 空載加速上升 1245.20 5.6 3.75 空載勻速上升 588.00 27.4 9.13 空載減速上升 -233.50 4.5 3.00 停留時間(t) 0 2.00 空 載 下 降 停留時間(t) 2 行 程(m) 37.5 空載加速下降 181.52 5.6 3.75 空載勻速下降 -476.28 27.4 9.13 空載減速下降 -1286.38 4.5 3.00 空載下降 行程(m) 0 空載加速下降 -4.14 0.00 0.00 空載勻速下降 -983.14 0.00 0.00 空載減速下降 -1962.13 0.00 0.00 停留時間(t) 0 0 停留時間(t) 0