摘 要

Abstract 2

1 绪论 3

1.1 设计背景 3

1.2 国内外集装箱吊具现状 4

1.3 设计目的及意义 4

2 整体设计 5

2.1 集装箱吊具分类 5

2.2 伸缩式吊具结构 6

2.3 旋锁机构整体设计 7

3 油缸选型 9

3.1 液压缸类型 9

3.2 液压缸的基本参数 9

3.3 液压缸的安装方式 12

3.4 双活塞杆液压油缸型号选择及压力计算 14

3.5 单活塞杆液压油缸型号选择及压力计算 14

4 U型接头选型 16

5 关节轴承选型 17

5.1 关节轴承类型 17

5.2 关节轴承代号 17

5.3 关节轴承校核 18

6 连杆设计 19

6.1 油缸连杆机构连杆几何参数确定 19

6.2 油缸连杆机构连杆校核 20

6.3 四油缸独立驱动旋锁机构连杆几何参数确定 20

6.4 四油缸独立驱动旋锁机构连杆校核 21

7 其余配件设计 22

7.1 旋锁联锁 22

7.2 旋锁机构误锁分析 22

8 经济型分析 24

9 总结 24

参考文献 25

致 谢 26

摘 要

集装箱运输在运输界领域占有及其重要的地位，并且具有强大的发展潜力。同时，与集装箱运输配套的装卸工艺及装卸设备也将飞速发展并具有广大的发展前景。本文针对集装箱吊具设计出两种具有代表性的伸缩式吊具的转销机构，这两种转销机构分别是油缸连杆机构和四油缸独立驱动转销机构。油缸连杆机构是由一个油缸驱动两个转销完成开闭锁作业，四油缸独立驱动转销机构是每个转销都分别有一个转销油缸驱动。相对于油缸连杆机构，四油缸独立驱动多出两个油缸，整体重量较大，但是布置方便灵活。

关键词：集装箱运输；集装箱吊具；转销机构

Abstract

Container transportation plays an important role in the field of transport, and has great potential for development. At the same time, the loading and unloading process and equipment will also be developed rapidly and have broad prospects for development. This paper designs two rotating-pin mechanism:one is oil-cylinder-rod mechanism;the other one is four-oil-cylinder-independently-driven rotating-pin mechanism.

The oil-cylinder-rod mechanism is driven by an oil cylinder to complete the opening and closing operation, and four-oil-cylinder-independently-driven rotating-pin mechanism is driven by the two oil cylinders independently. Compared to the oil-cylinder-rod mechanism, the four-oil-cylinder-independently-driven rotating-pin mechanism has two oil cylinder, and the overall weight is larger, but the arrangement is convenient and flexible.

Key Words:Container transportation;container spreader; rotating-pin mechanism

1 绪论

1.1设计背景

自从第二次世界大战结束以来，在世界范围内出现了近半个多世纪的和平，这种外在的大环境为国际贸易的发展创造了前所未有的好条件。世界上各国为了繁荣其本国的国民经济，都无一例外的将发展国际贸易作为重中之重，因此都竞相开展国际贸易。而国际贸易都离不开越洋运输。因此寻觅一种高效、低成本、安全、可靠的运输方式，成为了摆在世界运输界面前的一个重大课题。于上世纪五十年代中叶，一种先将货物装在一种特制的箱子内再置于船上的运输方式，即集装箱运输在美国运输界产生，这种运输方式对传统的舱口式货船运输件杂货来说是一种挑战。在经过众多学者和科学家近半个世纪以来的努力，这种通过集装箱进行运输的方式日臻完善。集装箱强大的生命力促就了一场运输革命，它将不断改变世界港口、船舶、航道和装卸设备及装卸工艺等的传统格局，使世界各国的往来货物贸易得更大的发展。

而在我国航运市场上近年来增长最快的是集装箱运输，全国港口集装箱吞吐量连续12年保持25%的增长速度，1997年首次突破1000万TEU大关，达到1077万TEU水平。近五年来的集装箱吞吐量持续快速增长。2011年集装箱吞吐量为14909.96万TEU，2012年集装箱吞吐量为16148.72万TEU，2013年集装箱吞吐量为17246.76万TEU，2014年全国集装箱吞吐量为18422.07万TEU，2015年全国集装箱吞吐量为19210.32万TEU。

集装箱货物运输与传统的货物运输方式相比具有以下优点：集装箱运输相比其他运输方式能最有效的提高件杂货物的装卸效率，保证货物在运输过程中的安全。另外，集装箱运输不仅实现船舶全天候作业，使堆存货场面积及空间得到充分利用，还实现了一种门到门的运送货物方式，可以大大降低运输成本、缩短货物运输时间等。由此可以看出，集装箱运输在运输界领域占有及其重要的地位，并且具有强大的发展潜力。同时，与集装箱运输配套的装卸工艺及装卸设备也将飞速发展并具有广大的发展前景。

在集装箱运输途中，集装箱吊具是用于将集装箱从船上卸到岸边或将集装箱从陆地吊装到船上的的中间工具，它是一种专用工具。集装箱吊具是通过其端部横梁四角的旋锁与集装箱的顶角配件连接，由司机在起重机操作室操作控制旋锁的开闭作业，从而实现集装箱的装卸。吊具作为集装箱运输过程中必不可少的设备，其工作的安全性、可靠性、经济型越来越成为各个生产厂家的追求目标。

1.2国内外集装箱吊具现状

随着集装箱运输在运输界的高速发展，对集装箱吊具的要求不仅只是满足装卸车辆和堆场作业的需要，而且还应该能够满足装卸船上集装箱的需要，这就要求吊具能在工作过程中纵横两方向倾斜和水平偏转来起吊集装箱，同时集装性吊具还应该能自由伸缩进行装卸20英尺和40 英尺的集装箱。集装箱装卸机械经过近几十年的发展，其规格、数量和机型越来越多；另外，集装箱装卸机械在速度、性能和效率以及电气传动技术方面得到不断地发展、提高和改进。以我国主要集装箱码头所装备的机械为例，为适应集装箱运输船舶的标准化、大型化、加快周转、缩短船期，集装箱装卸机械在起重量、外伸距和起升高度方面都有了较大的变化，运行参数也有了极大的提高。但是由于我国集装箱运输业起步较晚，目前仍然还处于摸索阶段，尤其是在集装箱吊具的倾斜装置、伸缩和偏转装置的关键部件方面，不仅机构设计笨重、性能较差差，而且十分不易更换及维修，严重影响集装箱装卸效率的提高。

1.3设计目的及意义

集装箱货物运输与传统的货物运输方式相比具有以下优点：集装箱运输相比其他运输方式能最有效的提高件杂货物的装卸效率，保证货物在运输过程中的安全。另外，集装箱运输不仅实现船舶全天候作业，使堆存货场面积及空间得到充分利用，还实现了一种门到门的运送货物方式，可以大大降低运输成本、缩短货物运输时间等。由此可以看出，集装箱运输在运输界领域占有及其重要的地位，并且具有强大的发展潜力。同时，与集装箱运输配套的装卸工艺及装卸设备也将飞速发展并具有广大的发展前景。

集装箱吊具虽然种类型式多样，但是各有优缺点。本课题主要研究设计两种综合吊具的旋锁机构，即伸缩式吊具的旋锁机构，并根据旋锁机构的结构特点和其同类型机构实际工作中出现的故障给出基础的解决方案。