45T岸边集装箱起重机总体设计及俯仰机构设计毕业论文
2021-08-24 10:08
摘 要
岸桥是集装箱运输码头的主要机械设备，其广泛用于沿海港口，在全球海运中发挥着巨大作用。随着我国经济的迅猛发展，内陆与沿海地区货物运输更加频繁，现今小吨位和低效率的岸桥已无法满足内陆港口对效率和吨位的要求，因此设计出的更现代化、高效化和经济性岸桥是亟待解决的难题的。本次的设计内容是45他岸桥的总体设计和俯仰机构的设计。在总体设计中首先要选取合适的结构参数，对岸桥各部分重量做合理估计，然后进行轮压计算和稳定性校核，最后画出岸桥的CAD总图。在俯仰机构设计中，学会对俯仰机构各部分进行选型和校核，如电动机、减速器、制动器等，最后利用CAD软件画出机构图和手绘零件图。设计完成后，额外进行经济分析，证实此次设计岸桥的价值。
关键字：岸桥；总体设计；俯仰机构设计；CAD；经济效益分析
Abstract
Quay crane is mainly machinery and equipment of the container transport terminals, which are widely used in coastal ports, and play a huge role in the global maritime transport. With the rapid development of China's economy, the transport of goods between inland and coastal become more frequently. Today's small tonnage and inefficient quay crane has been unable to meet requirements of the inland port for high efficiency and tonnage, so it’s a problem that need to be solved to designin a more modern, efficient and economic quay crane. The design of the content is the overall design and the tilt mechanism design of the 45t quay crane . In the overall design, the first is to select the appropriate structural parameters and reasonably estimate the weight of every part of the quay crane . Then is the wheel pressure calculation and checking of stability finally ,drawing the general CAD of the quay crane. In the design of pitch mechanism, firstly completing the selection of various parts of the pitch mechanism and check, such as electric motors, reducer, brakes, etc. Then using CAD software to draw the organization chart and drawing part drawing with hands . After the completion of the design, the analysis of economic benefit must be need to confirm the value of the design of the quay crane.
Keywords: quay crane; overall design; tilt mechanism design; CAD; the analysis of economic benefit
目 录
第1章 绪论 1
1.1 国内外研究水平和现状分析 1
1.2 本课题研究意义 1
1.3 本课题主要内容 2
第2章 岸桥的基本参数和生产率 3
2.1 几何尺寸参数 3
2.1.1 概述 3
2.1.2 外伸距R0 3
2.1.3 后伸距Rb 3
2.1.4 轨 距S 4
2.1.5 起升高度H 5
2.1.6 联系横梁下的净空高度 Chp 5
2.1.7 门框的净空宽度Cwpo 6
2.1.8 基 距 B 6
2.1.9 岸桥总宽W b 6
2.1.10 门框下横梁上表面离地高度Hs 6
2.1.11 门框外挡宽度Wp 6
2.1.12 前大梁宽度Bb或小车总成宽Bf的限制 6
2.1.13 梯形架顶点高度H0和仰起后岸桥总高Hs 6
2.2 速度参数 7
2.2.1 起升（下降）速度 7
2.2.2 小车额定运行速度: 7
2.2.3 大车运行速度 7
2.2.4 前大梁俯仰时间 7
2.2.5 应急机构速度 7
2.3 其他参数 7
2.4 岸桥的工作级别 8
2.4.1 整机工作级别 8
2.4.2 工作机构级别 8
2.5 岸桥生产率 8
2.5.1 带载上升 9
2.5.2 小车满载运行 9
2.5.3 吊箱对位时间 10
2.5.4 满载下降 10
2.5.5 对位和松销时间 10
2.5.6 空载上升 10
2.5.7 小车空载运行 10
2.5.8 空载下降 11
2.5.9 对位和锁销时间 11
2.5.10 生产率计算 11
第3章 岸桥总体轮压和稳定性计算 12
3.1 总体轮压计算 12
3.1.1 概述 12
3.2.2 坐标系和坐标原点说明 12
3.2.3 轮压计算原理 13
3.2.4 轮压计算工况 13
3.2.5 岸桥所受载荷作用位置图 13
3.2.6 岸桥各部分重量和重心估算 15
3.2.7 各工况下的风载荷 17
3.2.8 各工况轮压计算 23
3.2 抗倾覆稳定性 28
3.2.1 稳定性的定义 28
3.2.2 验算工况： 28
3.2.3 各工况下的载荷组合， 29
3.2.4 验算方程 29
第4章 俯仰机构设计 31
4.1 概述 31
4.2 俯仰机构传动方案 31
4.3 俯仰钢丝绳卷绕系统 32
4.3.1 俯仰钢丝绳卷绕系统的几种典型布置： 32
4.3.2 钢丝绳绕组的均衡装置 32
4.3.3 滑轮组形式和倍率 32
4.3.4 俯仰钢丝绳布置形式简图 32
4.4 钢丝绳的选用 33
4.4.1 俯仰机构计算简图 33
4.4.2 钢丝绳拉力计算 33
4.4.3 钢丝绳的最大最大拉力 35
4.4.4 钢丝绳直径的计算和选用 35
4.4.5 钢丝绳型号 36
4.6 卷筒尺寸的确定 36
4.6.1 卷筒直径 36
4.6.2 卷筒长度 36
4.6.3 卷筒厚度 37
4.6.4 卷筒校核 37
4.7 选择电动机 38
4.7.1 电动机的特点 38
4.7.2 计算电动机的等效功率 38
4.7.3 初选电动机 40
4.7.4 电动机的校验 41
4.8 选择减速器 42
4.8.1 计算传动比 42
4.8.2 选择减速器 43
4.8.3 减速器校验 43
4.9 选择联轴器 45
4.9.1 联轴器的特点和要求 45
4.9.2 联轴器型号选择 45
4.9.3 联轴器的校核 46
4.10 选择制动器 46
4.10.1 制动器的特点和要求 46
4.10.2 高速轴制动器的选择 46
4.10.3 低速级制动器的选择 47
第5章 结论 49
5.1 总结 49
5.2 经济效益分析 49
5.2.1 经济效益的概念 49
5.2.2 经济效益分析 49
5.2.3 提高经济效益的措施 50
5.3 展望 50
参考文献 51
致 谢 52
第1章 绪论
岸桥现如今在海洋运输行业发挥着越来越大的作用，全球化的贸易交流无法离开它，但时代会不断发展，对于岸桥性能的要求会更高，此次毕业设计的对象就是岸桥，在设计开始前，我们需要做的三件事情就是了解岸桥发展的背景和现状、本次毕设的目的和设计内容。
1.1 国内外研究水平和现状分析
在起重运输的发展历史中，集装箱运输是运输方式的一次重大变革，它的出现对传统的杂货式运输方式来说是一场挑战，它的强大生命力也不断促使世界港口、船舶、和装卸设备及装卸工艺的不断创新和发展。特别地，随着近几十年来全世界各国经济的快速发展以及经济全球化的深入，使得各国之间的贸易进一步发展，集装箱码头数量和集装箱吞吐量也因此不断增加，这对整个集装箱运输行业的来说带来了更大的挑战。现如今，各国为面对国际竞争，抢占国际海运市场，集装箱船舶也渐渐呈现向大型化发展的趋势，例如上海振华目前已经设计并投入使用满载运输量达到 1.8 万标箱的集装箱的船，为了减少船舶停港时间和提高装卸效率，岸桥的发展着正在朝下面几个方向发展：1）大型化：岸桥的额定起重量、轨上的起升高度、外伸距、自重都越来越大，2012年上海振华已制造出吊钩下最大起重量可以达到 200 吨的起重机，而在轨上起升高度方面，马来西亚已经在2002年运行了起升高度为48.5m的岸桥，目前甚至有前伸距的73.75m的超级岸桥；2）高速化：目前岸桥的起升速度已超过 150m/min，小车速度也已经超过400m/min；3）自动化和新型化：一些新型技术的应用使得岸桥的作业效率得到显著提升，岸桥操作的安全性得到提高，比如自动化控制、防摇摆技术等。4）经济化：为了在世界起重机市场竞争中脱颖而出，使得设计者设计功能更强大且结构紧凑的起重机，制造业不断创新加工工艺，选择更具经济性的材料来降低成本，如瑞典合成的新型钢材料，可以使得主梁的许用应力，而安全系数更高，这样便可减少生产时所需的材料用量，从而降低起重机生产和制造成本；另一方面由于起重机重量的减小，便可采用低功率的驱动装置启制动，电力消耗也相应减少。
1.2 本课题研究意义
