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随着经济建设高潮的到来,应当伴随消灭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。圆满的是,起重机方面的文化建设却安静已久。
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根底,它表达了港口的生产力水平。在岸边集装箱起重机中,构造件的费用要占整机的很大局部。
随着我国经济的高速进展,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,用户总是期望尽量延长其使用寿命,制造时降低本钱,提高集装箱装卸的工作效率。
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集装箱吊具
集装箱
集装箱是一种具有足够承载强度和刚度,具有肯定贮存容积,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、库场的通过力量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〕来进展换算,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
,配货毛重一般为22吨,体积为54立方米〕。
集装箱吊具是一种起吊集装箱的专用机具,它具有与集装箱箱体相适应的构造,通过位于四角的旋锁与箱体的顶角件连接进展起吊作业。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,作业关心时间短,作业效率高。集装箱吊架如图1-1所示。
图1-1集装箱吊架
-1Containerhanger
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〔GB3220-82〕.
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
-1Themodel,sizeandspecificationsofcontainerspreader
旋锁中心距的尺寸和 吊具的额
对角旋锁中
相应的集
型号 极限偏差/mm
A B
心距差值/mm
旋锁转角a 定起重量
/kg
装箱型号
JD-30 11985±6 2295+1
-2
16 90o 30500 1AA
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,但必需进展设计,因
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为岸桥的高速重载工作要求高牢靠性。
钢丝绳
钢丝绳卷绕系统
钢丝绳是岸桥使用中的主要挠性构件,它具有承载力量大、挠性好、传动平稳牢靠、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。
钢丝绳由肯定数量的钢丝绳和绳芯经过捻制而成。首先将钢丝捻成股,然后将假设干股围围着绳芯制成绳。钢丝是钢丝绳的根本强度单元。起重机用钢丝绳的强度一般为1400~1850Mpa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
-1Thesafetyfactorofrope
机构
主起升机构俯仰机构
小车运行机构
钢丝绳的选择
载荷组合
LS+LLE〔只考虑纵向方向〕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
TL+LS+LL++LATT+张紧装置的影响
系数
-
钢丝绳的主要是在一般捻或称逆向捻〔交捻〕钢丝绳和顺向捻钢丝绳之间进展选择。两种类型最好都用钢丝绳芯,应当承受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/mm²。安全系数,即最小破断力对正常工作载荷的比必需依据国家标准。
钢丝绳工作时所受的最大拉力 F =
max
安全系数 S=6
220=
8
钢丝绳破断拉力换算系数 j=
钢丝绳标准中给出的钢丝破断拉力的总和
F
F ³ maxS
b j
〔2-1〕
查起重机设计手册表3-1-5
选用6x19一般捻钢丝绳
´6
F³
b
=194kN
表2-2钢丝绳主要性能
-2Themainpropertiesofwirerope
钢丝绳直径
钢丝总截面积
参考自重
钢丝破断拉力总
钢丝绳/
钢丝/
/mm2
kg/
和/N〔不小于〕
219000
钢丝绳的寿命和修理
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,钢丝绳可能通过的赃物,磨料等的状况,内部和外部的锈蚀。
偶然地,钢丝绳的寿命特别短是由于遇到船的箱格导向或舱口围板而发生气械的损坏。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,加油脂是格外重要的。钢丝绳在制造时已在其内部和外部加过油脂,假设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。
钢丝绳和滑轮或卷筒之间的压力
虽然机械的损坏常常是造成钢丝绳要更换的缘由,但拉力载荷和弯曲载荷是疲乏的主要缘由。
假设假设,钢丝绳运转在协作很好的绳槽中,则钢丝绳和绳槽之间的压力由下式给出。
p= F
D/2·d
〔2-2〕
式中 p——钢丝绳槽中的压力,N/mm²;F——钢丝绳力,N;
D/2——滑轮或卷筒的半径,mm;d——钢丝绳直径,mm。
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最大允许的压力P
max
(N/mm2)是:
——在钢Fe〔S355〕上,²;
——在锰钢或合金钢上,²。
滑轮
滑轮的构造和材料
滑轮用以支撑钢丝绳,并能转变钢丝绳的走向,平衡钢丝绳分支的拉力,组成滑轮组,到达省力或增速的目的。
承受负载不大的滑轮,构造尺寸较小,通常作为实体构造,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,多做成筋板带孔的构造,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。
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,其构造尺寸已标准化〔ZBJ80006,1-87〕滑轮结果尺寸可按钢丝绳直径进展选定。
工作滑轮的直径(D)
0
D ³e×d 〔2-3〕
0
式中 D——按钢丝绳中心计算的滑轮直径〔mm〕:
0
d——钢丝绳直径〔mm〕;
e——滑轮直径比例系数,与机构工作级别和钢丝绳构造有关(表2-3)
表2-3轮绳直径比系数e
-3Thediameterratioofroperounde
机构工作级别
M1-M3M4M5M6M7M8
e16
18
20
25
28
这里选取M4e=18
e×d=18´=333mm D =336mm
0
查起重机械安装使用修理检验手册〔上〕表2-1-51我们选用根本尺寸为下表D =336mm
0
的滑轮。
表2-4滑轮参数
-4Pulleyparameters
钢丝
绳直 R
径d 尺寸 偏差
根本尺寸
H B E C
1 1
参考尺寸
R R R R
1 2 3 4
M N S
>18~
19
+ 56 41 18 15 12 0 12
0
滑轮组的倍率
假设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:
S=Qg 〔2-4〕
m
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g=。
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。
m=Qg=L=v0
〔2-5〕
S H v
式中 L——钢丝绳自由端移动距离;H——物品提升距离;
v——钢丝绳线速度;
0
v——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
一样,各起吊Q的单联滑轮组通过平衡滑轮并联而成,因此双联滑轮组的倍率等于吊起物
2
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1
品钢丝绳分支数的。
2
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:,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m 4。
表2-5桥式起重机常用双联滑轮组倍率
-3Thecommondouble-pulleyblockratioofbridgecrane
额定起重量
3
5
8
16
20
32
50
80
100
1
2
2
3
3
4
4
5
5
6
Q/t
m
卷筒
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肯定的拉力和速度。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构造。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,,我们取3。
卷筒的型式
卷筒由铸造或焊接经机加工后制成。铸造卷筒一般承受不低于HT-200的灰铸铁,重要的卷筒可承受高强度铸铁或球墨铸铁。承受铸钢时,应不低于ZG230-450。焊接卷筒多
承受Q235钢板弯卷焊接而成,重量轻,适宜于大尺寸卷筒。
卷筒主要几何尺寸计算
几乎每一个国家都有其自己的关于钢丝绳滑轮或卷筒直径〔D〕对钢丝绳直径〔d〕的关系的标准。
卷筒名义直径D
D=(e-1)d 〔2-6〕
式中 D——卷筒名义直径〔卷筒槽底直径〕;d——钢丝绳直径;e——筒绳直径比,由表4-1选取。
这里选取M8的工作级别,e=25。卷筒名义直径
D=(25-1)´=444mm
卷筒计算直径〔由钢丝绳中心算起的卷筒直径〕
D =D+d=444+=
0
表2-6筒绳直径比e
-6Thediameterofropeanddrum
机构工作级别
M1~M3M4M5M6M7M8
e14
16
18
20
25
卷筒上和滑轮内的都有绳槽,卷筒上的绳槽必需够深,以便正确地导向钢丝绳。绳槽
计算简图见图4-1。
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查起重机设计手册表3-3-3
图2-1卷筒绳槽
-1Rollgroove
表2-7 卷筒绳槽尺寸
-7Thesizeofrollgroove
钢丝绳
绳槽半径
标准槽形 加深槽形
直径d
R 极限偏 p h
差 1 1
R p h R
1 2 2 2
>18~19
+
25
卷筒的安全技术检验及报废标准
①卷筒上钢丝绳尾端的固定装置,应有防松或自紧的性能。对钢丝绳尾端的固定状况,应每月检验一次。
②缠绕的卷筒,端部应有凸缘。凸缘应高出量,应比最外层高出2倍钢丝绳直径或链条的宽度。
③用于起升机构和变幅机构的卷筒,简体内无贯穿支承轴的构造时,宜承受钢材制造。
④卷筒上的钢丝绳工作时放出最多量时,卷筒的余留局部固定绳尾的圈数,至少还应缠绕2~3圈,以避开绳尾压板或楔套、楔块受力。
⑤卷筒消灭裂纹或卷筒壁磨损达原壁厚的20%时,应报废。