《岸边集装箱起重机总体设计.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《岸边集装箱起重机总体设计.doc（55页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、前言随着经济建设高潮的到来，应该伴随出现一个文化建设的高潮。在党的改革开放方针指导下，当今国内工业生产如火如荼，文化建设也是方兴未艾。遗憾的是，起重机方面的文化建设却沉寂已久。岸边集装箱起重机（简称岸桥）是集装箱码头的主力装卸设备和标志性建筑，其在我国各大港口中的地位和作用，历来为人们所重视和关注。岸边集装箱起重机作为港口码头重要的技术物质基础，它体现了港口的生产力水平。在岸边集装箱起重机中，结构件的费用要占整机的很大部分。随着我国经济的高速发展，越来越多的岸边集装箱起重机投入使用，同时也面临一些问题，由于岸边集装箱起重机价格昂贵，用户总是希望尽量延长其使用寿命，制造时降低成本，提高集装箱装卸
2、的工作效率。1 集装箱吊具1.1 集装箱集装箱是一种具有足够承载强度和刚度，具有一定贮存容积，能重复使用，适用多种运输方式、便于货物装卸和整体快速换装的运输设备。由于集装箱的规格繁多，为便于统计计算船舶的载运量、港口码头的吞吐量、库场的通过能力和机械设备的装卸效率等，国际上以20ft(6m)集装箱作为当量箱（TEU-TwentyFeetEquivalentUnit）来进行换算，将20ft(6m)集装箱称为标准箱。这里设计是针对40ft的集装箱（40尺柜：内容积为11.8x2.13x2.18米，配货毛重一般为22吨，体积为54立方米）。1.2 集装箱吊具的构造和特点集装箱吊具是一种起吊集装箱的专
3、用机具，它具有与集装箱箱体相适应的结构，通过位于四角的旋锁与箱体的顶角件连接进行起吊作业。集装箱吊具具有自动伸缩、自动开闭锁、自动对中集装箱等机构和多种连锁安全装置，作业辅助时间短，作业效率高。集装箱吊架如图1-1所示。图1-1集装箱吊架Fig.1-1 Container hanger集装箱吊具的额定起重量取决于相应的集装箱，其外形尺寸不应超过相应集装箱的最大外部尺寸（导向翼外）。我国集装箱吊具型号和尺寸标准（GB 3220-82）.查 起重机设计手册 表3-6-3，选取集装箱吊具型号JD-30 。表1-1 我国标准集装箱吊具的型号、尺寸和规格 Tab.1-1 The model, size
4、and specifications of container spreader型号旋锁中心距的尺寸和极限偏差/mmA B对角旋锁中心距差值/mm 旋锁转角a吊具的额定起重量 /kg相应的集装箱型号JD-3011985616305001AA2 岸桥的通用零部件 钢丝绳、滑轮、卷筒、联轴器等虽是岸桥上的通用标准零部件，但必须进行设计，因为岸桥的高速重载工作要求高可靠性。2.1 钢丝绳2.1.1 钢丝绳卷绕系统钢丝绳是岸桥使用中的主要挠性构件，它具有承载能力大、挠性好、传动平稳可靠、高速运动时无噪音、极少突然断裂等优点，因而被广泛用于岸桥的起升机构、变幅机构、牵引机构上；其缺点是长距离的传动由于自
5、重引起下挠，在起制动瞬时弹跳幅度大。因此，对跳槽的防护、松绳的防护都有较高的要求。钢丝绳由一定数量的钢丝绳和绳芯经过捻制而成。首先将钢丝捻成股，然后将若干股围绕着绳芯制成绳。钢丝是钢丝绳的基本强度单元。起重机用钢丝绳的 强度一般为14001850Mpa之间。绳芯是被绳股所缠绕的挠性芯棒，起到支撑和固定绳股的作用，并可以储存润滑油，增加钢丝绳的挠性。 钢丝绳的卷绕系统，对不同类型的起重机是不同的，在集装箱起重机中，钢丝绳防破断的安全系数如表2-1所示表2-1 钢丝绳安全系数Tab.2-1 The safety factor of rope机构载荷组合系数主起升机构LS+LLE（只考虑纵向方向）5
6、.0-6.0俯仰机构俯仰循环中最大的线拉力最大线拉力，包括一套绳故障引起的冲击6.02.0小车运行机构TL+LS+LL+0.50WLO+LATT+张紧装置的影响5.02.1.2 钢丝绳的选择钢丝绳的主要是在普通捻或称逆向捻（交捻）钢丝绳和顺向捻钢丝绳之间进行选择。两种类型最好都用钢丝绳芯，应当采用镀锌钢丝和始终全部润滑或加油脂润滑，抗拉强度应大约是1770N/mm。安全系数，即最小破断力对正常工作载荷的比必须根据国家标准。 钢丝绳工作时所受的最大拉力 安全系数 S=6钢丝绳破断拉力换算系数 钢丝绳标准中给出的钢丝破断拉力的总和 （2-1） 查 起重机设计手册 表3-1-5选用6x19普通捻钢丝
7、绳表2-2 钢丝绳主要性能Tab.2-2 The main properties of wire rope钢丝绳直径钢丝总截面积/参考自重kg/100m钢丝破断拉力总和/N（不小于）钢丝绳/mm钢丝/mm18.51.2128.87121.82190002.1.3 钢丝绳的寿命和维修影响钢丝绳寿命、磨损的主要因数是：绳的卷绕系统，钢丝绳系统的类型，卷筒和滑轮的直径，反向弯曲的影响，滑轮之间的距离，钢丝绳通过滑轮时的速度，钢丝绳正常工作载荷和最大载荷之间的比例，安全系数，即破断力对正工作载荷之比值，滑轮绳槽硬度的选择，钢丝绳和滑轮之间、钢丝绳和卷筒之间的偏角，钢丝绳的加油或润滑、及加油或润滑的周期
8、，钢丝绳可能通过的赃物，磨料等的情况，内部和外部的锈蚀。偶然地，钢丝绳的寿命特别短是因为碰到船的箱格导向或舱口围板而发生机械的损坏。俯仰钢丝绳一般是每5年一换1次，有时甚至每10年换1次。因此，应定期检验钢丝绳和钢丝绳滑轮，加油脂是十分重要的。钢丝绳在制造时已在其内部和外部加过油脂，如果内部油脂不是很正确地加好，则钢丝绳的寿命会大大地缩短。2.1.4 钢丝绳和滑轮或卷筒之间的压力虽然机械的损坏经常是造成钢丝绳要更换的原因，但拉力载荷和弯曲载荷是疲劳的主要原因。如果假设，钢丝绳运转在配合很好的绳槽中，则钢丝绳和绳槽之间的压力由下式给出。 （2-2）式中 p钢丝绳槽中的压力,N/mm； F钢丝绳力
9、，N； D/2滑轮或卷筒的半径，mm； d钢丝绳直径，mm。最大允许的压力是： 在钢Fe（S355）上，约7.0N/mm； 在锰钢或合金钢上，约20.0 N/mm。2.2 滑轮2.2.1 滑轮的构造和材料滑轮用以支撑钢丝绳，并能改变钢丝绳的走向，平衡钢丝绳分支的拉力，组成滑轮组，达到省力或增速的目的。承受负载不大的滑轮，结构尺寸较小，通常作为实体结构，用强度不低于铸铁HT200的材料制造。承受大载荷的滑轮，为了减轻重量，多做成筋板带孔的结构，用强度不低于铸铁HT200、球铁QT40-17和铸钢ZG230-450等材料制造而成。2.2.2 滑轮的尺寸滑轮主要尺寸是滑轮直径D。起重机常用铸造滑轮，
10、其结构尺寸已标准化（ZBJ80006，1-87）滑轮结果尺寸可按钢丝绳直径进行选定。工作滑轮的直径 （2-3） 式中 按钢丝绳中心计算的滑轮直径（mm）： 钢丝绳直径（mm）； 滑轮直径比例系数，与机构工作级别和钢丝绳结构有关(表2-3)表2-3 轮绳直径比系数e Tab.2-3 The diameter ratio of rope round e机构工作级别eM1-M316M418M520M622.4M725M828这里选取M4 e=18 查 起重机械 安装使用维修检验手册（上）表2-1-51我们选用基本尺寸为下表的滑轮。表2-4滑轮参数Tab.2-4 Pulley parameters钢丝
11、绳直径d基本尺寸参考尺寸RCMNS尺寸偏差181910.5+0.4032.556411.518153.05.0120122.2.3 滑轮组的倍率若不考虑滑轮中的摩擦和钢丝绳的僵性阻力，则单联滑轮组钢丝绳自由端的拉力为： （2-4） 式中 Q被提升的物体质量（kg）； S钢丝绳自由端拉力（N）； m滑轮倍数率； g重力加速度。 滑轮组倍率m是省力滑轮组倍力数，也是增速滑轮组的增速倍数。 （2-5） 式中 L钢丝绳自由端移动距离； H物品提升距离；钢丝绳线速度；物品的提升速度。单联滑轮组的倍率等于吊起物品钢丝绳的分支数。双联滑轮组可以看成是两个倍率相同，各起吊的单联滑轮组通过平衡滑轮并联而成，因此
12、双联滑轮组的倍率等于吊起物品钢丝绳分支数的。滑轮组倍率的选定，对起升机构的总体尺寸影响较大。倍率增大，则钢丝绳分支拉力减小，钢丝绳直径、滑轮和卷筒直径也都减小，在起升速度不变时，需提高卷筒转数，即减小机构传动比。但倍率过大，会使滑轮组本身体积重量增大，同时也会降低效率，加速钢丝绳的磨损。起重量小时，选用小的倍率，随着起我重量增大，倍率相应提高，倍率增大，起升速度相应减小。桥式起重机常用的双联滑轮组倍率数见表3-3。 这里所设计的是针对40ft的集装箱（40尺柜：内容积为11.8x2.13x2.18米，配货毛重一般为22吨，体积为54立方米），因此选取滑轮组倍率。表2-5 桥式起重机常用双联滑轮
13、组倍率 Tab.3-3 The common double-pulley block ratio of bridge crane额定起重量Q/t35812.51620325080100m12233445562.3 卷筒2.3.1 卷筒的类型选择卷筒是起升机构和牵引机构中卷绕钢丝绳的部件。其作用是卷绕储存和卷放钢丝绳并施于钢丝绳一定的拉力和速度。常用卷筒组类型有齿轮联接盘式、周边大齿轮式、短轴式和内装行星齿轮式。我们选用齿轮联接盘式卷筒，是目前桥式起重机卷筒的典型结构。齿轮联接盘式卷筒组为封闭式传动，分组性好，卷筒轴不承受扭矩；缺点是检修时需沿轴向外移卷筒。在绳索牵引机构中，钢丝绳的两端都在卷筒上固定。钢丝绳绕进或绕出卷筒时，钢丝绳偏离螺旋槽两恻的角度不大于，我们取。2.3.2 卷筒的型式卷筒由铸造或焊接经机加工后制成。铸造卷筒一般采用不低于HT-200的灰铸铁，重要的卷筒可采用高强度铸铁或球墨铸铁。采用铸钢
