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1. 研究目的与意义(文献综述)
1.1 rtg起重机的发展现状
轮胎式集装箱门式起重机(通称场桥,英文缩写为rtg)是大型专业化集装箱堆场的专用机械,装卸标准集装箱。它不仅适用于集装箱码头的堆场,同样也适用于集装箱专用堆场。随着我国经济的高速发展与经济全球化的不断深入,港口集装箱运输扮演着越来越重要的角色。
1.2.国内外门座式起重机的发展趋势
2. 研究的基本内容与方案
2.1设计技术参数
| 技术参数 | |||||||
| 起重量 | 41T | ||||||
| 起升高度 | 起升高度:≥18.2 米(5+1 箱高 9'6"). | ||||||
| 跨距 | 23.47m | ||||||
| 基距 | 7.2m | ||||||
| 吊具 | 20'/40'/45’伸缩型全电动集装箱吊具 | ||||||
| 可装卸的集装箱类型 | ISO 20'/40'/45'集装箱 | ||||||
| 小车运行有效行程 | 6 个箱位 1 条拖车通道 | ||||||
| 吊具回转角度 | ±5° | ||||||
| 大车转向 | 0°,16°,90°(液压转向) | ||||||
| 吊具倾转 | ±3° | ||||||
| 大车自动纠偏/手动纠偏 效果 | 9 米(即偏离 300 毫米后,通过手控需走 9 米后可纠正)。 | ||||||
| 起重机总宽 | 不超过 12.7 米,总长(跨度方向)不超过 26.79 米. | ||||||
| 速度 | |||||||
| 主起升 | 小车 | 大车 | |||||
| 吊具下额定负载41吨时 | 25m/min | 70m/min | 满载 30 m/min | ||||
| 吊具下空载时 | 52m/min | 空载 120 m/min | |||||
| 加减速时间最大(额定负载41吨时)2秒 加减速时间最大(空载)4秒 | 加减速时间最大 4 秒 | 加/减速时间最大 8 秒 | |||||
| 大车轮压/轮子数量 | ≤34.7t/8个(每个角并排两个) | ||||||
| 小车行走范围(缓冲器自由状态时最大值) | ≥18.47米 | ||||||
| 起升电机功率 | 180KW | ||||||
| 起升机构 | |||||||
| 电动机型号 | FEK-C2IKMOU | ||||||
| 减速器 | H3SH 16 | ||||||
| 高速制动器 | SB23.3-560×30-BL80/6 | ||||||
| 带制动盘联轴器 | 宁波伟隆公司的MLPK11半联轴器 | ||||||
| 高速轴联轴器 | 宁波伟隆公司的MLS11联轴器 | ||||||
| 主起升钢丝绳(大象) | n≥6,直径 26mm(辅助钢丝绳直径 16mm) 钢丝绳的抗拉强度应在 1700--1800Mpa 之间 | ||||||
2.2设计的主要内容
2.2.1起升机构的布置形式
起升机构有两种布置形式,一种为平行式布置,另一种为垂直式布置。
(1)平行式布置:结构简单,应防止电动机底座与钢丝绳相碰,为此将电动机底座抬高,减速器倾斜布置,但要考虑高速轴润滑,维修空间小。制动器布置在电动机侧,结构紧凑,但调整较为困难。如制动器设在减速器另一侧则调整维修较方便。
(2)垂直式布置:结构紧凑,但减速器要有一副螺旋伞齿轮,制造困难些。
选择平行式布置
2.2.2防摇功能的实现
采用八绳防摇技术,八绳防摇是利用三角形稳定的几何原理,将传统的四滑轮起升缠绕系统改为多个完全对称的三角形系统,取消吊具架上的滑轮 装置,使吊具在每个单独方向上看都是梯形双线悬摆的结构形式,且它们的水平分力阻止了吊具在大车和小车方向的摇摆,即提高了悬吊系统的刚性。从理论上讲,如果把钢丝绳视为理想绳的话,那么这个吊载悬挂系统与小车架的联接则是刚性的。在小车运行过程中,吊载与小车之间将不产生相对运动,从而从根本上消除了吊具的摇摆。吊载在运行过程中产生的力和能量,都将直接由小车及小车运行机构承受。
2.2.3钢丝绳穿引
钢丝绳与滑轮、卷筒槽的偏斜角应满足 FEM 规范要求。钢丝绳与结构件接触处,应设便于更换的减磨块。小车和吊架滑轮之间的起升钢丝绳的穿绕方式,应避免反绕,并能减少钢丝绳的磨损和疲劳,同时还能使风或 小车运行所产生的吊架摇动减到最小程度。
主起升钢丝绳的安全系数应不小于6,钢丝绳的抗拉强度应在 1700-1800Mpa之间,其结构为线接触型或经买方认可的结构形式。
2.2.4制动器要求
升机构高速端必须采用两组先进可靠的盘式制动器,每组制动器(每组两个制动器)的制动力矩至少是总额定转矩的 1.5 倍,在一组制动器失效时,另一组应能确保安全制动。起升机构低速端必须设有低速制动器。起升卷筒另一侧装有齿轮传动凸轮限位器,用来控制上升减速、上升终点、下降减速和下降终点等,并装有相应的防冲顶装置。
2.2.5联轴节
起升电机与减速器间的连接采用双联梅花弹性联轴器。联轴器的安全系数按 FEM 规范,联轴器的最小安全系数≥2。联轴器装配应严格控制其径向和轴向跳动,满足 ISO 标准。
2.2.6轴承
起升机构轴承理论工作寿命为30000小时
2.3拟采用的技术方案及措施
(1)通过在网上查找、检索资料和阅读起重机设计及结构分析的相关书籍,做好理论知识的储备;
(2)学习CAD、creo、Ansys等软件及相关优化设计理论;
(3)同类似的起重机起重机设计机型和结构对比,得出总体结构设计计算方法以及最优方案;
(4)向老师和同学咨询并相互讨论,得出正确的设计路线和方案;
(5)对数据和结果进行分析和归纳,得出最优的方案;
(6)根据最优方案进行设计计算和相关分析,绘制图纸并撰写设计报告。
3. 研究计划与安排
1st周:轮胎式场桥的专业知识学习及相关外文文献的收集
2nd周:相关分析软件(creo、mathcad)的学习
3rd周:继续前一周的内容并完成外国文献翻译及学习
4. 参考文献(12篇以上)
1)《起重运输机械》郭燕编
2)《起重机设计手册》张质文编
3)《起重机设计规范》中国标准委员会编
