1. 研究目的与意义(文献综述)
21世纪以来我国港口建设持续保持快速稳定发展,有力的促进了我国港口机械技术水平的快速提高。目前我国沿海主要大型专业化码头装卸设备总体上已达到世界先进水平。40英尺岸边集装箱起重机、3500t/h桥式抓斗卸船机、3800t/h链斗连续卸船机、8000t/h煤炭装船机等装卸设备的设计、制造与应用,使我国大型港口机械的设计与制造技术达到世界先进水平,部分专项技术达到世界领先水平。中国制造的港口机械已稳步进入世界,在全球港口机械市场上占据重要地位。
随着我国经济发展由粗放型增长到集约型增长,港口机械的发展模式也在发生变化。港口装卸设备正在由过去的大型化、高速化、自动化向专业化、智能化、节能环保型方向发展转变,并带动新的技术进步。港口机械各专业领域现状与主要发展特点表现为:(1)港口大型专业化设备继续稳步发展;(2)智能化港口建设推动智能化设备技术发展;(3)节能减排国策推动港口机械向节能环保方向发展。
上海振华港机公司曾派出考察小组前往美国多个港口进行实地考察。在奥克兰港口,由于使用50lt双箱吊具,在同样的时间里多吊1倍的箱子,提高了工作效率和经济效益。双箱吊具现仅用于起吊舱盖板下面的20箱,且由于不同船的舱内轨道布置不一定标准,加上各种箱子的载重量不同,造成箱子间有不同程度的翘曲,故往往不能准确对箱,有时因吊装带来一定困难,只好一只只地吊。当吊集卡上的双箱时,同样由于集卡本身刚度不足,造成2箱上部的间距变小,从而导致吊双箱很难对箱,也就增加了吊箱时间,更说不上提高工作效率了;而在长滩港使用的吊具同奥克兰港的吊具一样,也均为bromma公司早期产品。长滩港中的双箱吊具具体情况如下:(1)通常,吊双箱占总吊箱量的15%~20%。舱盖板下和集卡上的双箱都能被起吊。但当遇到舱盖板下的轨道有变形,双箱间的开档不一定能符合吊具的要求时,若是空箱,还能勉强吊起;若为重箱,则起吊就很困难,只能一只一只地按老办法吊箱。据估计,该吊具1h可吊25次双箱,操作得好的话,可吊30次,相当于吊一次双箱的时间(在2~2.5min)。(2)在起吊集卡上的双箱时,常在双箱之间添加一块隔板,以弥补集卡车身刚度不足,保证其开档符合双箱吊具的要求。但若双箱由于载重量不同而翘曲时,则就很难起吊,总之,该港普遍采用双箱吊具,提高了起吊效率。
2. 研究的基本内容与方案
通过学习以及查阅相关资料,我们可知,伸缩式吊具的重要组成部分有:1.伸缩梁结构;2.底梁主结构;3.液压系统;4.输缆(管)装置;5.旋锁机构;6.导板机构;7.前后倾装置;8.电气系统;9.伸缩机构。
本次设计一种双箱集装箱吊具液压系统,该吊具可以一次起吊两个20英尺标准集装箱或一个40英尺标准集装箱。相关设计参数如下:
吊具形式 | 伸缩式集装箱吊具 | ||||
集装箱 | 型式 | 40英尺国际标准集装箱 | 20英尺国际标准集装箱 | ||
规格(英尺) | 8×8×40 | 8×8×20 | |||
额定质量(kg) | 30500 | 20500 | |||
旋锁中心距(mm) | 2259×11985 | 2259×5853 | |||
起吊能力(kg) | 均匀载荷 | 50800 | |||
10%重心偏移 | 45000 | ||||
最大起吊能力 | 2×32500 | ||||
设计参数 | 工作机构 | 伸缩机构 | 导向机构 | 旋锁机构 | 中锁机构 |
提升机构 | 锁钩油缸 | ||||
转角或行程 | 3830mm | 180度 | 90度(70mm) | 400mm | 50mm |
全程时间 | 15s | 3s | 1s | 8s | 10s |
最大力或力矩 | 2100Nm | 1950Nm | 5000N | 4000N | 100N |
液压参数 | 油泵 | 工作压力 | 100~170bar | ||
流量 | 40L/min | ||||
伸缩机构 | 安全阀设定植 | 210bar | |||
导向板 | 安全阀设定植 | 70bar | |||
环境温度 | ≤45度 | ||||
回油管过滤精度 | 10um |
技术方案:
1.查阅资料,了解双箱集装箱吊具在国内外的发展与现状。
2.在查阅文献的基础上,确定液压系统的设计要求并进行工况分析。
3.根据各机构的工况分析,选定系统工作压力,确定各工作机构的控制方案及主要的控制参数(各机构液压缸大小、油泵压力、阀体类型)。
4.液压系统原理图的拟定:选择系统类型;选择液压基本回路;液压系统的合成。
5.计算和选择液压元件:根据泵的工作压力和流量大小确定原动机的功率;根据流量及管路特性选择恰当的液压控制阀,并进行液压辅助元件的计算与选择。
6.液压系统设计完成后,需要进行技术性能的验算。(压力损失、系统散热、系统温升)
7.绘制液压站、液压集成块、液压油箱等工程图纸。
8.撰写设计说明书。
3. 研究计划与安排
2月22日—3月6日查阅相关文献资料及外文资料的翻译,并确定方案。
3月7日—3月20日完成开题报告和英文文献翻译。
3月21日—4月10日设计并绘制吊具液压系统原理图。
4. 参考文献(12篇以上)
[1]姚怀新.行走机械液压传动与控制(工程机械底盘及其液压传动理论).
人民交通出版社,2001.
[2]张利平.液压传动系统设计与使用.化学工业出版社,2010.
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