毕业设计(论文)-岸边集装箱装卸桥设计(全套图纸)(39页).doc
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1、-毕业设计(论文)-岸边集装箱装卸桥设计(全套图纸)-第 33 页摘 要岸边集装箱起重机是一种工作性能比较稳定,工作效率比较高的起重机。在查阅大量文献的基础上,介绍了41t岸边集装箱起重机的工作原理,以及工作过程。综述了岸边集装箱起重机的发展历史,重点阐述了岸边集装箱起重机大车运行机构的设计计算过程。包括大车运行机构的整体传动方案的设计、主从车轮的选择、运行轨道的选择,还有轴承的选择、联轴器的选择、电动机的选择、减速器的选择和校核。同时,对轮轴进行了三维的分析。岸边集装箱起重机应该向多元化发展,走向更多的层面。并且,对岸边集装箱起重机今后的发展趋势进行了深入探讨,提出了轻型化、数控化、精确化的
2、展望!关键词:岸边集装箱起重机 大车运行机构 参数计算 轮轴 全套图纸加153893706AbstractBridge crane performance is a relatively stable, relatively high efficiency of the crane. In the body of literature available on the basis of the bridge crane 41t introduced the principle of work and working process. An overview of the development
3、 of bridge crane and research, focusing on the bridge crane, hoisting mechanism, the design of institutions to run the calculation process. Among them, the lifting mechanism including reel, wire rope, pulley design; running car and truck bodies, including the overall drive to run the program design,
4、 master-slave wheel design, the design orbit. At the same time, on the hook for a two-dimensional and three-dimensional analysis of the whole body of the car to run a simple dynamic simulation. Bridge crane should be to diversify into more levels, not just limited to plant. In addition, bridge crane
5、 on the development trend of the future in-depth study and make light of, NC, and the prospect of precision! Key words: bridge crane hoisting mechanism hook car body dynamic simulation run目录摘 要IAbstractII第1章 绪论11.1 集装箱运输历史11.2 船舶大型化趋势与超巴拿马型集装箱运输船21.2.1船舶大型化趋势21.2.2 超巴拿马集装箱船31.3 装卸工艺与码头设备51.3.1、装卸工艺5
6、1.3.2 集装箱码头71.4 国外岸边集装箱起重机发展动向111.5 国内岸边集装箱起重机发展121.6 岸边集装箱起重机设计的目的、内容和要求151.6.1 设计目的151.6.2 设计内容151.6.3 设计要求15第2章 大车运行机构162.1 大车驱动机构162.2 大车联锁装置172.3 大车锚定装置192.4 大车行走机构的一般要求和主要零部件选型202.5 大车行走机构的运行支承装置和行走台车车轮布置212.5.1 车轮布置形式213.5.2 驱动形式布置232.6 大车行走机构的典型局部构造252.6.1 车轮组装配252.6.2 大平衡梁支座及铰轴结构、抗剪块结构252.6
7、.3 中平衡梁转向支座及铰轴结构262.6.4 清扫器及断轴保护结构262.6.5 防倾支承板27第3章 大车运行机构计算283.1 已知设计参数:283.2 设计的基本原则和要求293.3 大车运行机构具体布置的主要问题293.4 确定机构的传动方案303.5 载荷计算313.6 车轮选择323.7 电动机选型343.8 减速器选择353.9 联轴器选择363.10 制动器选择363.11 机构起动时间和起动平均加速度的验算373.12 起制动打滑验算383.13 缓冲器选择40第4章 主要零件分析43第5章 结论485.1 采用先进技术485.2 经济效益48参考文献49致 谢50第1章
8、绪论1.1 集装箱运输历史集装箱运输作为一种现代化的货物运输方式,在世界范围内得到了推广和普及,在一些发达国家,发展尤其迅速。我国集装箱运输的发展在近几年也非常迅速,目前我国 集装箱运输量约占世界集装箱运输总量的 20%25%。上海港 2005年的集装箱吞吐量已达 1800万标准箱,居世界第三。集装箱运输能够大大提高装卸效率,降低货运成本,简化货运手续,有利于提高运输质量,以其高效、便捷、安全等特点,成为现代交通运输工具的重要组成部分。集装箱运输的发展经历了萌芽期、开创期、成长扩展期、现代成熟期等阶段。1830年至 1856年为集装箱运输的萌芽期。1830年在英国铁路上首先出现了一种装 煤的容
9、器,也出现了在铁路上使用大容器来装运件杂货。1853年美国铁路也采用了容器 装运法。这是世界上最早出现的集装箱运输的雏形。正式使用集装箱是在 20 世纪初期。1900年英国铁路上首先出现了较为简单的集装箱运输。1917年美国铁路上试行集装箱 运输。随后的十余年间,德、法、日、意相继出现了集装箱运输。但这个时期由于社会 生产力还较落后,没有充足而稳定的适箱货源,致使集装箱运输的优越性不能很好发挥,影响了集装箱运输的开展。1956年至 1966年为集装箱运输的开创期。1956 年美国泛大西洋轮船公司航行于纽 约至休斯顿航线上的“马科斯顿”号经过 3个月的试运行后取得了巨大的经济效果,显 示了集装箱
10、运输的巨大优越性。该公司于 1957年 10月改装成世界上第一艘全集装箱船,从此海上集装箱运输才成为现实。在此时期该公司和美国其他船公司还开辟了局限于美 国国内的其他航线。自1966年起至80年代末,集装箱运输进入了成长扩展期。1966年4月海陆运输公司(原美国泛大西洋轮船公司)以经过改装的全集装箱船开辟了纽约至欧洲集装箱运输 航线1967年9月马托松船公司将“夏威夷殖民者”全集装箱船投入到日本至北美太平洋沿岸航线。一年后日本有6家船公司在日本至加利福尼亚之间开展集装箱运输。紧接着日本和欧洲各国的船公司先后在日本、欧洲、美国和澳大利亚等地区开展了集装箱运输。随着海上集装箱运输的发展,世界各国普
11、遍建设集装箱专用码头。80年代末至今,国际集装箱运输进入现代成熟期。目前,集装箱运输已遍及全球,发达国家件杂货运输的集装箱化程度已达 80以上。这个时期,与集装箱运输有关的硬 件和软件日臻完善,各有关环节紧密衔接、配套建设。我国集装箱运输开始于 20世纪 50年代,虽然起步较晚,但发展的速度是最快的。 自 1973年天津接卸了第一个国际集装箱,历经了 70年代的起步,80年代的稳定发展,90年代的迅速扩大,集装箱运输已经进入高速发展时期,引起全世界航运界的热切关注。 至此,我国拥有了一支现代化的集装箱船队,建成了一批集装箱专用深水泊位。20002004 年,我国港口集装箱吞吐量净增 4327万
12、标准箱。在世界十五大集装箱港口中,我国香港、上海、深圳、青岛港分别列第 1、3、4、14 位。集装箱吞吐量在 2003年之后 保持世界第一,集装箱装卸效率青岛、上海港连续刷新世界记录。1.2 船舶大型化趋势与超巴拿马型集装箱运输船1.2.1船舶大型化趋势 集装箱运输之所以得到了推广和普及,发展如此迅速,主要因为集装箱运输方式与 传统方式相比具有如下优点: 1提高件杂货的装卸效率件货是国际贸易中进入集装箱的主要货种,现代岸边集装箱起重机平均每小时可以 装卸 4070TEU(标准箱)。以每个标准箱装货物 812t 计,即装卸率为 320840t/h。 传统运输方式中通常采用 10t 门座起重机或船
13、舶上的船用起重机作业,平均生产率只有5080t/h。由此可以看出,采用集装箱运输后,件货的装卸效率可以提高近十倍,有的 集装箱船在多机作业时效率还可以提高许多。2安全可靠,防雨防盗传统的运输方式中,由于件货没有外包装或外包装不能防雨,在雨天必须关闭舱口、 停止作业。在多雨季节,有的码头几乎有 1/3 的日历天数内不能作业,导致泊位通过能 力的下降。件杂货到岸后必须进入仓库,即便放在货场,也需遮盖。而集装箱采用密闭 的钢制箱体,可以实现全天候装卸。并且集装箱采用了“门锁+铅封”的防盗措施,可 以利用原箱堆码在货场,它既可防雨,又可防盗。 3充分利用堆存货场面积和空间一般集装箱堆场可以堆 4 过
14、5,对有的少风国家和地区,它的堆码高度高达 7 个, 而最先进的自动化无人集装箱堆场可以做到堆 8 过 9,这大大提高了堆场效率,节省了 场地,并且基本取消了仓库。4实现“门”到“门”运送货物实现了“门”到“门”的货运,大大降低了运输成本。采用集装箱运输,货物始终 在特制的箱子内,由生产商到用户,不必开箱倒载,大大减少了传统运输中的装卸环节, 减少了货损货差。5缩短运货时间,降低运输成本现代集装箱运输采用高速集装箱班轮制,即定点、定向、定船、定期的运输。因而 可以准确预知货物启程和到达的时间,从而最有效地计划货物的产销周期。现代集装箱 船舶的航速高达 2428kn(节),缩短了路途时间。如从上
15、海到美国西岸的定期集装箱 班轮,每航次只需 12-14天,而过去杂货船每航次约需 1个半月。由于集装箱运输具有上述优越性,使其得到高速发展。在目前的世界运输领域里, 固体散杂货、液体散杂货几乎所有货种都已经开始集装箱化。随着全球经济和贸易的增 长,集装箱运量的激增,在强大的运输需求和良好的技术经济效益的推进下,船舶大型化的发展十分迅速,超巴拿马型集装箱船得到迅速发展。集装箱船舶从最初的载箱量仅 为 750TEU 的第 1代集装箱船,发展到今天最大载箱量达到 10000TEU的第 6代集装箱 船舶,载箱量高达 12000TEU 或者更大的第 7 代集装箱船舶也在设计中。1.2.2 超巴拿马集装箱
16、船1巴拿马运河巴拿马运河位于连接南北美洲的低峡最窄处,是一条设有三级闸的运河,各船闸闸 室长 305m,宽 33.5m,因而只能允许小于以下尺寸的集装箱船舶通过:长为 294.2m(965ft)、宽为 32.31m(106ft),一般吃水 11.3m,最大吃水 12m。同时,又由于河航道上架有桥,桥下一般允许通过高为 57.91m,在最低水位期可通过 62.48m。自 1914 年投产以来,每年约有 1.4万艘船舶通过巴拿马运河,货运量约占世界海运的 5,仅次于苏伊士运河,成为沟通太平洋和大西洋的重要航道。2超巴拿马集装箱船国际航运界习惯用巴拿马运河允许通过船宽来定义船舶,凡船宽在 32m 左
17、右,能通 过巴拿马运河限宽的船为巴拿马型船,而超过此值的为超巴拿马型船。由于国际集装箱的标准宽度为 8ft(2438mm,近似可认为 2.5m)。当船甲板上放置13排箱时,船宽近似为 32.2m,因此凡超过13排宽的集装箱船,即称超巴拿马型船。 如第四代集装箱船,当载箱量超过 4000箱,由于甲板上的堆层只能是4-5层(否则不易捆牢),又由于船舶经济航速的原因,其宽与长的比为 7-8 倍,无法单纯用加长船 长来增加载箱量。只有同时加大船宽才能进一步增加载箱量,当甲板上沿宽度排列的集 装箱超过13 排时,其总宽将超过32m,这种集装箱船即为超巴拿马型船。典型的超巴拿马型船的基本参数如表 1-1
18、所示。表 1-1 典型的超巴拿马型船的基本参数 第四代第五代第五代第五代第六代第六代船名杜鲁门总统号C11America鲁河Soveren Maersk航运公司总统轮船总统轮船东方货柜中远铁行马士基总长(m)275.3276.3276.0280.0299.9346.7型宽(m)39.440.040.039.842.843.0吃水(m)12.514.014.0314.013.514.5甲板上集装箱列数161616161717箱位量(TEU )434048324960525066748736主机功率(kW)4188048820486204310065910航速(kn)24.224.524.524.
19、724.53超巴拿马集装箱船的发展近年来在航运界出现了建造超巴拿马型船的热潮。1988 年美国总统轮船公司投产了世界上第一艘船宽超过 32m 的杜鲁门号超巴拿马集装箱船,航运界密切注意这类船的动向,赞赏和担忧兼有,发展并不迅速。到 1994年六年间,才陆续诞生 15 艘。自1995 年以来,它的优越性逐步被人们认识,发展迅速,而且新造船的箱位大多超过4800TEU(即所谓的第五代集装箱船)。按统计,仅 1995-1997 三年间新增了超巴拿马船 62 艘(其中第五代集装箱船48 艘)。1997-1998 年更出现了所谓第六代超大型超巴拿马集装箱船。其载箱量达到 7000 箱,最多达到 8736
20、TEU。不只是船的艘数增加,其新增箱量亦令人瞩目,如迄今为止,全集装箱船中 3000TEU以上的有 416 艘,仅占总艘数 16%,但其箱位却有 170 万箱,约占总箱位的 38%,是世界集装箱班轮干航线的主力。4船舶大型化对港口装卸带来的影响大型集装箱船舶的蓬勃发展,特别是第五、第六代超巴拿马集装箱船的快速发展, 大大提高了集装箱运输在航运市场上的主导地位,并对世界集装箱港口的建设和发展产 生了深刻的影响,搬运集装箱所必备的码头装卸设备也在不断发生变革。集装箱装卸主要依靠码头上的设备,目前世界上主要集装箱港口的岸边集装箱起重机一般都可满足甲板上装载 17 排集装箱船舶的装卸要求,外伸距大多都
21、在 48 米以内。但是,由于第五、 第六代船型的出现,甲板上装载的集装箱达到 22 排,这样,现有岸桥外伸距明显不够,从而严重影响了装卸效率。为此,世界各主要港口大力研制开发外伸距在 6370 米的 超巴拿马集装箱岸桥。马士基在日本/欧洲航线上的专用码头已使用的岸桥外伸距为6365 米。截至 2003 年 10 月,这种超巴拿马岸边集装箱起重机已订造 64 台。2000 年8 月,世界上最大的集装箱岸桥生产厂家之一,我国上海振华港机公司累计接到不莱梅、阿姆斯特丹、奥克兰等大港的 23 台超巴拿马集装箱岸桥订单,其中最大外伸距为 66米; 欧洲的费利克斯托、鹿特丹等大港都在订造可横跨 22 列箱
22、宽的装卸桥。1.3 装卸工艺与码头设备1.3.1、装卸工艺为适应集装箱船的大型化发展,必须提高港口企业的集疏运能力,有的船运公司规 定,载箱量在 8000TEU 以上的船舶停靠港的卸船效率必须达到 330TEU/h。现行普通岸桥的台时效率约为 40-70TEU/h,如果要想满足该船运公司要求的 330TEU/h 的装卸效 率,每个泊位上至少需要配置 9 台岸桥。但由于受岸桥本身的宽度和作业范围的限制,一般沿码头前沿每隔 80100m 配置 1 台岸桥,即使接纳载箱量 8000TEU 以上船舶的集装箱泊位,至多能配置 5 台岸桥。所以,岸桥的工作效率成为港口亟待解决的问题。传统的集装箱装卸工艺:
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