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龍門起重機(jī)文獻(xiàn)綜述

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龍門起重機(jī)文獻(xiàn)綜述

畢業(yè)設(shè)計(論文)文獻(xiàn)綜述題 目 軌道式龍門起重機(jī) 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 班 級 06 級 1 班 學(xué) 生 陳 成 指導(dǎo)教師 周老師 西 南 交 通 大 學(xué)2010-4-27 年1、軌道式集裝箱龍門起重機(jī)國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀 在我國集裝箱港口的裝卸作業(yè)中,通常采用岸邊集裝箱起重機(jī)加輪胎式集裝箱龍門起重機(jī)的裝卸方案,以輪胎式集裝箱龍門起重機(jī)作為后方堆場的主要裝卸機(jī)械。幾年,隨著港口的發(fā)展,軌道式集裝箱龍門起重機(jī)在港口的使用越來越多。其電控系統(tǒng)、管理系統(tǒng)等方面以達(dá)到現(xiàn)有的港口機(jī)械水平,完全能滿足現(xiàn)代港口集裝箱的需要。目前我國已能批量生產(chǎn)具有上個世紀(jì) 90 年代國際先進(jìn)水平的岸邊集裝箱起重機(jī)和輪胎式集裝箱龍門起重機(jī),軌道式集裝箱龍門起重機(jī)的研究與開發(fā)能力也越來越強(qiáng)。由于大車行走和小車行走屬于一般負(fù)載,沒有特殊要求,因此變頻器在 V/F 模式下即可正常工作,不需要做特殊設(shè)置就能投入使用,而主副鉤吊屬于重型負(fù)載,要求起鉤和松鉤都能保證不溜鉤,上下行平穩(wěn)迅速,要求在直流制動后馬上投入制動器進(jìn)行制動。2、軌道式集裝箱龍門起重機(jī)國外發(fā)展現(xiàn)狀長期以來,軌道式集裝箱龍門起重機(jī)僅小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)采用交流驅(qū)動,近年來,起升機(jī)構(gòu)和大車運(yùn)行也相繼采用了交流驅(qū)動技術(shù),這樣減少了維護(hù)和修理費(fèi),降低了營運(yùn)成本。日本三井公司最早成功地采用了交流變頻調(diào)速裝置,解決了起升機(jī)構(gòu)位勢負(fù)載和車輪支承壓力變化導(dǎo)致車輪轉(zhuǎn)速變化的關(guān)鍵技術(shù),達(dá)到了集裝箱堆 6 層作業(yè)的使用要求。派納公司將其在自動控制領(lǐng)域所擁有的豐富經(jīng)驗(yàn)成功地應(yīng)用在大型軌道式集裝箱龍門起重機(jī)上,滿足了現(xiàn)代化集裝箱堆場對自動化控制的需要。歐洲聯(lián)合碼頭公司應(yīng)用光纜傳輸技術(shù),可靠地將軌道式集裝箱龍門起重機(jī)與港站管理計算機(jī)聯(lián)網(wǎng),實(shí)現(xiàn)了無人裝卸作業(yè)和堆場全盤自動化。據(jù)統(tǒng)計,歐洲作為傳統(tǒng)上的輪胎式集裝箱龍門起重機(jī)的大訂戶,1995 年訂購的軌道式集裝箱龍門起重機(jī)多達(dá) 58 臺,從一個側(cè)面反映出軌道集裝箱龍門起重機(jī)的市場潛力和應(yīng)用前景。另一方面,從世界一些著名的港口的發(fā)展趨勢看,軌道式集裝箱龍門起重機(jī)將向大型化、高效化、自動化方向發(fā)展。目前,一些先進(jìn)設(shè)計思想逐漸被采用,一些先進(jìn)設(shè)計手段也被引入軌道式集裝箱龍門起重機(jī)領(lǐng)域。如果有限元分析、結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計、機(jī)電液一體化技術(shù)、CAD 設(shè)計模塊化技術(shù)、可靠性設(shè)計方法、機(jī)械結(jié)構(gòu)動態(tài)設(shè)計等。這些方法在軌道式集裝箱龍門起重機(jī)設(shè)計中已有所應(yīng)用,取得了較好的效果。但現(xiàn)代軌道式集裝箱龍門起重機(jī)設(shè)計面臨的主要難題是:如何綜合現(xiàn)有的設(shè)計手段、方法對軌道式集裝箱龍門起重機(jī)設(shè)計分析;如何結(jié)合軌道式集裝箱龍門起重機(jī)具體狀況,挖掘在其他領(lǐng)域已取得到較好應(yīng)用的尚未在軌道集裝箱龍門起重機(jī)領(lǐng)域應(yīng)用的先進(jìn)的設(shè)計思想、手段和方法。2.1 研究主要成果新材料的應(yīng)用H 型鋼、T 型鋼、MC 鑄型尼龍材料等等,都促成了起重機(jī)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)和機(jī)械零部件的發(fā)展,降低了制造成本,改善了使用性能。新裝置的研制和新零部件的采用激光防碰裝置、柔性部件、三合一減速器、新型徑向棒銷聯(lián)軸器、新型電液壓塊式制動器、鉗式制動器、電線滑車、滑接輸電裝置等等新裝置的采用,都為起重機(jī)產(chǎn)品的更新和系列改進(jìn)提供了切實(shí)的基礎(chǔ)。新設(shè)計思想的應(yīng)用近幾年,一些高等院校在起重機(jī)優(yōu)化設(shè)計和推廣現(xiàn)代設(shè)計方法方面做了許多有成效的工作,對門式起重機(jī)進(jìn)行了按靜強(qiáng)度、靜剛度、動剛度等多項(xiàng)控制主表的綜合分析優(yōu)化設(shè)計,從單機(jī)優(yōu)化到系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計理論方面的開拓和探索都已有進(jìn)入實(shí)用階段。依據(jù) Miner 線性積累積損傷理論,形成餓對角線通用原則,使得用同樣的機(jī)械部件,形成多種規(guī)格起重機(jī)提供了理論基礎(chǔ)。木塊單元設(shè)計等等。整個起重機(jī)行業(yè)的技術(shù)、生產(chǎn)和管理水平的提高,老產(chǎn)品的更新、新產(chǎn)品的研發(fā)速度都將大大加快。主梁結(jié)構(gòu)形式多樣化主梁的結(jié)構(gòu)形式不在拘泥于單一的品種,為了滿足小車的上下布置等各種實(shí)際需求 龍門起重機(jī)的主梁結(jié)構(gòu)形式開創(chuàng)出梯形截面雙主梁形式、 型截面單主梁形式、梯形截面單主梁形式等等。新設(shè)計工具的普及運(yùn)用Proe、 ANSYS、APDL 語言等方面快捷的設(shè)計和測試等計算機(jī)軟件的開發(fā)和運(yùn)用大大提高了新產(chǎn)品的研發(fā)能力,縮短了研發(fā)周期。比如虛擬樣機(jī)技術(shù)對龍門起重機(jī)小車進(jìn)行整體動態(tài)安全性仿真實(shí)驗(yàn),通過仿真實(shí)驗(yàn)獲得小車突然加速和碰撞時所產(chǎn)生的動態(tài)接觸力,這些準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)可以供龍門起重機(jī)結(jié)構(gòu)分析時參考為設(shè)計師設(shè)計可靠性的龍門起重機(jī)緩沖提供了快速、有效的途徑。吊具防搖系統(tǒng)的研發(fā)集裝箱龍門起重機(jī)的吊具防搖系統(tǒng)是各起重機(jī)制造商一直在研發(fā)的項(xiàng)目,好的“防搖”措施將會大大提高起重機(jī)械的生產(chǎn)效率。振華港機(jī)、上海港機(jī)重工、等起重機(jī)生產(chǎn)廠商制造種類繁多。防搖系統(tǒng)是指吊具起吊集裝箱時,在小車、大車平移的情況下,在一定的搖擺周期內(nèi),集裝箱達(dá)到公認(rèn)的對箱要求。如今已開發(fā)出機(jī)械式減搖裝置、八繩雙向防搖技術(shù)等。自動糾偏技術(shù)跨度大于 40m 的龍門起重機(jī)在實(shí)際使用中由于眾多因素的影響,鋼、柔腿運(yùn)行一段時間后會產(chǎn)生快慢不一的現(xiàn)象,常用電器自動糾偏的方法通常有計算脈沖編碼器輸入 PLC 的脈沖、通過安裝在柔腿頂部的位移傳感器、用橡膠摩擦輪帶動旋轉(zhuǎn)編碼器的閉環(huán)控制等??熊壃F(xiàn)象的改善啃軌,就是起重機(jī)運(yùn)行過程中車輪輪緣與鋼軌側(cè)面壓觸,發(fā)生強(qiáng)烈的磨損。嚴(yán)重的啃軌,使車輪與軌道劇烈磨損,并且大大增加附加載荷,運(yùn)行阻力比正常狀態(tài)時增大 3.5 倍左右,一般中型工作類型的龍門起重機(jī)車輪的使用壽命約810 年,若有啃軌現(xiàn)象,壽命可降為 12 年,甚至幾個月。在實(shí)際生產(chǎn)中最常用而且最有效的方法是調(diào)整和移動車輪,消除過大的誤差橫向力。3、 發(fā)展趨勢由于生產(chǎn)發(fā)展提出新的使用要求,起重機(jī)的種類、形式也需要相應(yīng)地發(fā)展和創(chuàng)新,性能參數(shù)也需要不斷變化與完善?,F(xiàn)代化設(shè)計方法的建立和計算機(jī)輔助設(shè)計等現(xiàn)代設(shè)計手段的應(yīng)用,使起重機(jī)設(shè)計思維觀念和方法有了進(jìn)一步的更新。起重機(jī)將向現(xiàn)代化、智能化、更安全可靠方便的方向發(fā)展。具體體現(xiàn)在:數(shù)據(jù)總線管理系統(tǒng)開發(fā)數(shù)據(jù)總線管理系統(tǒng)使起重機(jī)的控制系統(tǒng)在發(fā)動機(jī)與傳動系統(tǒng)各功能塊之間實(shí)現(xiàn)數(shù)字式數(shù)據(jù)傳輸和電子控制,可降低起重機(jī)油耗及排放值,簡化布線,提高整機(jī)可靠性與維修方便性。模塊單元設(shè)計所謂模塊單元化設(shè)計,就是根據(jù)市場調(diào)查和預(yù)測的統(tǒng)計數(shù)字以及積累的資料和圖表,在嚴(yán)密的科學(xué)理論指導(dǎo)下,擬定起重機(jī)結(jié)構(gòu)、機(jī)構(gòu)、部件等多層次的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化和單元化。只對幾個模塊進(jìn)行寫該即可實(shí)現(xiàn)起重機(jī)的改進(jìn),選用不同的模塊從新進(jìn)行組合便設(shè)計出不同規(guī)格具有不同功能的起重機(jī),以滿足市場的需求,增強(qiáng)競爭能力。這將影響整個起重機(jī)行業(yè)的技術(shù)、生產(chǎn)和管理水平以及產(chǎn)品更新。目前,德國、英國、法國、美國和日本的著名起重機(jī)公司都已經(jīng)采用模塊化設(shè)計,并取得了顯著地效益。德國德馬格公司的標(biāo)準(zhǔn)起重機(jī)系列改用模塊化設(shè)計后,比單件設(shè)計費(fèi)用下降 12%,生產(chǎn)成本下降 45%,經(jīng)濟(jì)效益十分可觀??刂圃难邪l(fā)采用轉(zhuǎn)角碼盤、齒輪鏈、激光頭等裝置,使定位精度可到±1mm。接收器、控制器遙控系統(tǒng)應(yīng)用節(jié)省人力,提高工作效率,而且使操作者的作業(yè)條件得到改善。在距離檢測方面,采用無線電信號型防撞裝置來監(jiān)控起重機(jī)前端行駛距離,在發(fā)出警告信號后,大車車速將減小到 50%,最后切斷電機(jī)電源,將大車制動。起重機(jī)的剎車系統(tǒng)也應(yīng)用微機(jī)進(jìn)行控制和監(jiān)視工作。復(fù)雜的起重機(jī)更加完善,通用的起重機(jī)更加簡便對高速重載大生產(chǎn)率的冶金、港口、建筑等專用起重機(jī),不僅機(jī)構(gòu)性能參數(shù)更趨完善和提高,而起其可靠性、自檢查和故障顯示等能力也有所提高,整機(jī)更趨完善和提高,整機(jī)向有機(jī)、完善、協(xié)調(diào)、適配方向發(fā)展,這在近年來的寶鋼等重點(diǎn)工程從日本、德國、美國、進(jìn)口的起重機(jī)中均可看出來。而大量通用的中小型起重機(jī)在通用化、系列化前提下更加簡單化如德國、荷蘭、意大利的一些公司近些年大規(guī)模推出了電動葫蘆及葫蘆小車的懸掛、雙梁、門式起重機(jī),并取代了老式電動雙梁起重機(jī)、電動門式起重機(jī)。產(chǎn)品大型化,高速化和專用化由于工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大,生產(chǎn)效率日益提高,以及產(chǎn)品生產(chǎn)過程中物料裝卸搬運(yùn)費(fèi)用所占比例逐漸增加,促使大型或高速起重機(jī)的需求量不斷增長,起重量越來越大,工作速度越來越高,并對能耗和可靠性提出更高的要求。產(chǎn)品性能自動化、智能化和數(shù)字化大型高效起重機(jī)新一代電氣控制裝置己發(fā)展為全電子數(shù)字化控制系統(tǒng)。主要由全數(shù)字化控制驅(qū)動裝置、可編程序控制器等設(shè)備組成。變壓變頻調(diào)速、射頻數(shù)據(jù)通訊、故障自診監(jiān)控應(yīng)用使起重機(jī)具有更高的柔性。重點(diǎn)開發(fā)以微 處理機(jī)為核心的高性能電氣傳動裝置,可進(jìn)行操作的起重機(jī)運(yùn)行的自動保護(hù)與自動檢測、特殊場合的遠(yuǎn)距離遙控等。產(chǎn)品組合成套化、集成化和柔性化在起重機(jī)單機(jī)自動化的基礎(chǔ)上,通過計算機(jī)把各種起重運(yùn)輸機(jī)械組成一個物料搬運(yùn)集成系統(tǒng),通過中央控制室的控制,與生產(chǎn)設(shè)備有機(jī)結(jié)合,與生產(chǎn)系統(tǒng)協(xié)調(diào)配合。起重機(jī)通過系統(tǒng)集成,形成不同機(jī)種的最佳匹配和組合,取長補(bǔ)短,發(fā)揮最佳效用。目前重點(diǎn)發(fā)展的有工廠生產(chǎn)搬運(yùn)自動化系統(tǒng),柔性加工制造系統(tǒng),商業(yè)貨物配送集散系統(tǒng)等。3.1 存在問題我國從 50 年代開始著手研制門吊,由于受各方面條件的限制,與國外同類產(chǎn)品相比,國產(chǎn)軌道吊還存在不少差距,如技術(shù)性能、質(zhì)量水平、作業(yè)效率等相對較低,尤其是海港堆場使用的現(xiàn)代化軌道吊,國內(nèi)尚屬空白,國內(nèi)市場均被進(jìn)口產(chǎn)品所占領(lǐng)。在設(shè)計技術(shù)上極限應(yīng)力設(shè)計法有很大局限性應(yīng)加強(qiáng)向塑性應(yīng)力設(shè)計法的理論研究工作。大型起重機(jī)設(shè)備的可靠性研究還有待進(jìn)一步完善提高、大車高速運(yùn)行狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)變形問題嚴(yán)重。大車高速運(yùn)行狀態(tài)下的輸配電問題,大車高速運(yùn)行對整機(jī)的輸配電系統(tǒng)提出了較高要求,采用電纜卷筒供電,高速運(yùn)行時大車與電纜卷筒須有較好的同步性。傳統(tǒng)的磁滯式電纜卷筒不能滿足這一要求,因此需采用由專門控制的電纜卷筒。目前電纜卷筒需從國外進(jìn)口。大車高速運(yùn)行狀態(tài)下的電氣控制問題,因?yàn)椴捎昧烁咚傩凶叩拇筌嚕瑑蓷l軌道上的大車電機(jī)運(yùn)行必須高度同步,否則很容易發(fā)生大車跑偏以至啃 軌的現(xiàn)象。集裝箱橋吊的遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)通訊系統(tǒng)未解決,遠(yuǎn)程控制的電氣控制問題亟待解決。隨著中國經(jīng)濟(jì)與基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)快速發(fā)展,中國已成為全球重要的起重機(jī)市場。 近幾年,石化、能源、電力等領(lǐng)域的發(fā)展,不僅帶動了中國起重機(jī)市場的持續(xù)穩(wěn)健向上,更是培育催生了大批極具實(shí)力的吊具企業(yè)。目前,中國吊裝行業(yè)已經(jīng)涌現(xiàn)出一批具備相當(dāng)規(guī)模和強(qiáng)大競爭力的大型吊裝企業(yè);除了在全面深度參與中國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)重點(diǎn)工程外,這些企業(yè)更將業(yè)務(wù)拓展至廣闊的海外市場。 受中國吊裝領(lǐng)域迅猛發(fā)展帶動,中國起重機(jī)市場近幾年也持續(xù)向上。目前,中國起重機(jī)市場幾乎聚集了全球所有知名制造企業(yè);隨著對中國市場重視程度的增加,國外主要起重機(jī)企業(yè),大部分都在中國建立了組裝制造基地。在推進(jìn)中國本地化制造體系的同時,國外企業(yè)還不斷加大在中國的投資力度,以更靈活地拓展模式,通過擴(kuò)建、合作等方式,完善在中國的業(yè)務(wù)布局。由此可以看出,起重機(jī)在中國的發(fā)展是很有前途的,那么小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的發(fā)展也是不言而喻的。 4、 主要參考文獻(xiàn)1 楊俊 .MQ600TM30 高架門座起重機(jī)門架安裝工藝改進(jìn)J.起重運(yùn)輸機(jī)械,1991(11):41-42.2 張新麗. 淺析軌道式集裝箱龍門起重機(jī)發(fā)展前景.中國港口,2003,023 劉木南,單增海 .工程起重機(jī)行業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢.交通世界,2004,114 張剛.軌道式集裝箱門式起重機(jī)在港口的應(yīng)用.港口裝卸,2004,015 邱棟良.國內(nèi)外起重機(jī)發(fā)展動態(tài).起重運(yùn)輸機(jī)械,1997,86 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