摘 要

岸边集装箱起重机是港口非常重要的机械，在港口发挥着重要的作用。所以本毕业设计对岸边集装箱起重机进行了简易的计算设计，完成了岸边集装箱起重机的工作机构与金属结构的选型，估算各部分的质量和重心位置，计算风载荷与轮压以及完成稳定性的校核。针对各大港口在岸边集装箱起重机作业过程中对集装箱吊具安全性与稳定性的问题，对集装箱吊具进行了设计并对其自锁问题进行了一定的研究，在基于SolidWorks的基础上完成了对集装箱吊具的建模与仿真。本文给岸边集装箱起重机作业时集装箱吊具故障导致的事故问题提供了可靠的解决方法，对集装箱吊具的优化有积极的意义。

关键词：集装箱起重机;吊具；联锁。

Abstract

The shore container cranes are very important machinery for the port and play an important role in the port. Therefore, a simple calculation of the design for the shore container crane has been made, completed the shore container crane working mechanism and metal structure selection, estimate the quality of each part and center of gravity, calculate the wind load and wheel pressure and complete the stability Check the sex. Aiming at the safety and stability of container spreader in the process of container cranes during the operation of the major ports, the design of container spreader has been carried out and its self - locking problem has been studied. Based on SolidWorks, Modeling and Simulation of Container Spreadsheets. This paper provides a reliable solution to the accident caused by the failure of the container spreader in the operation of the container crane. It has positive significance to the optimization of the container spreader.

Key Words：container cranes; spreader; interlocking.

目录

第1章 绪论 1

1.1课题研究的目的和意义 1

1.2国内外研究现状 1

1.3本文主要研究内容 2

第2章岸桥总体设计计算 3

2.1设计参数 3

2.2工作机构 4

2.2.1起升机构 4

2.1.2俯仰机构 5

2.1.3岸桥小车运行机构 7

2.1.4岸桥大车行走机构 7

2.3金属结构 9

2.3.1金属结构的基本组成 9

2.3.2门架系统 9

2.3.3大梁 10

2.3.4拉杆系统 10

2.4 载荷计算 10

2.4.1 自重及质心位置 10

2.4.2运行机构产生的动载荷计算 14

2.4.3风载荷计算 15

2.5轮压的计算 20

2.5.1工作状态下的轮压 20

2.5.2非工作状态下的轮压 22

2.6抗倾覆稳定性的校核 24

2.6.1无风静载工况下的稳定性 25

2.6.2有风动载工况下的稳定性 25

2.6.3 非工作状态最大风载 26

第3章 集装箱吊具建模与仿真 27

3.1集装箱吊具的设计选型 27

3.1.1概论 27

3.1.2集装箱吊具的选型 27

3.1.3伸缩式吊具的设计 27

3.2基于SolidWorks集装箱吊具的建模与仿真 30

3.2.1 SolidWorks软件的介绍 30

3.2.2集装箱吊具的建模与仿真 31

第4章 集装箱吊具自锁研究 38

4.1集装箱吊具锁销机构工作原理 38

4.2集装箱吊具自锁故障的危害 38

4.3集装箱吊具故障原因及解决方案 38

第5章 结论 41

5.1经济学分析 41

5.2环境影响分析 41

5.3结论与展望 42

参考文献 43

致谢 44

绪论

1.1课题研究的目的和意义

自二战结束以来，在全球范围内出现了半个多世纪的和平，在此背景下，国际贸易得到了极好的发展。在那个时候每个国家都认识到了国际贸易的重要性与其在国际竞争中的先导性。在那时候国与国之间，特别是东西方之间是隔着浩瀚的大海的，于是远洋运输便成为国际贸易的主要形式。在上世纪50年代左右，机智的商人们发明了一种将货物装在特制的箱子里再有运输船运到目的地的运输方式。这相对以前直接装货运输的形式，它具有提高了杂货的装卸效率、保证了货物在运输途中的安全、合理利用了堆积货场空间、集装箱可以重复利用等众多的优点。经过半个多世纪的发展，这种运输方式得到了很好的发展，形成了现在的集装箱运输。

在如今随着经济全球化的快速发展，不仅国内贸易得到飞速的发展，全球也加快了交流与货物来往.集装箱运输在国际贸易中做出了杰出的贡献。在港口中，集装箱运输主要是通过岸边集装箱起重机来装卸集装箱货物的，所以作为集装箱运输的主要工作载体，岸边集装箱起重机及其配套机械设备的优化也正在被国内外研发机构所关注。

现今港口对现场设备稳定性要求的不断提高，解决岸边集装箱起重机一些故障率比较高的关键点成为重中之重。吊具是集装箱起重机的重要组成部分^【1】。但是由于集装箱吊具与集装箱的频繁碰撞，集装箱吊具很容易发生故障。根据不完全的统计，在岸边集装箱起重机的全部故障或事故中，吊具的故障或事故几乎要占其中的60％一70％，而在吊具的全部故障或事故中，开闭锁机构的故障占70％以上^【2】。并且集装箱吊具故障一旦发生在船舱内或者是船舱外多层箱高处，由于岸边集装箱起重机司机无法确认吊具具体情况，不敢盲目操作，需要工程技术人员登高或者进入舱内处理，待观察确认后方可确定解决方案，增加了故障处理时间，同时登高作业也对工程技术人员造成了一定的人身危险性^【3】。因此为了降低摔箱事故的发生率和确保港口机械与工作人员的安全，必须对岸边集装箱起重机吊具进行优化设计。

1.2国内外研究现状

现在岸边集装箱起重机正朝着大型化、高速化发展。这些年以来，国内外超巴拿马型船的成功就需要改进先前的岸边集装箱起重机，就要求制造出能适应装卸超巴拿马型船的岸边集装箱起重机，这种岸边集装箱起重机就被称为超巴拿马型岸桥。而这种超巴拿马型岸桥就从各个方面体现出现今国内外岸桥的现状。比如说岸桥起重量、外伸距起升高度等都在不断变大，这就体现了岸桥大型化的发展趋势，小车运行速度、起升速度越来越快就体现出岸桥高速化的发展趋势。基于图像处理的防摇系统的研究等技术在岸桥的应用表明岸桥还在朝着智能化信息化发展。还有随着这些年岸边集装箱起重机技术日趋完善，目前国内外仍在继续进行对岸桥的相关研究，以求进一步改善其性能。如三菱重工研究用电气控制方法来减少吊具的摇摆，并扩展和深化故障诊断和监测技术，PHB公司研究通过对振动的分析寻找故障，马赛港研究试验用同一台计算机操作多台岸边集装箱起重机等等。

1.3本文主要研究内容

本文对岸边集装箱起重机进行了总体设计，结合资料，对岸边集装箱起重机起升机构、俯仰机构、小车运行机构、大车行走机构等主要工作机构和其金属结构如门架系统、大梁、拉杆系统进行了合理的选型。对岸边集装箱起重机进行计算分析，计算载荷、轮压校核稳定性，确定方案的可靠性。由于吊具引发的事故较多，本文对吊具进行了一定程度的研究，对伸缩式吊具进行了建模与仿真，并且对事故发生的原因进行了分析，提出了一些可行的解决方案。

第2章岸桥总体设计计算

2.1设计参数

起重量（吊具下/吊钩下）  40.5/50 t