1港口机械

港口起重机械绪论物流机械简述 分类 ⒈运输工具：船舶、铁路机车与车辆、　　　　　　　汽车、飞机、管道 ⒉物料搬运机械：起重机械、连续输送机械、装卸搬运机械、专用机械 ⒊仓储机械设备绪论§1．港口装卸机械及其在水运工程中的应用例：五万吨级海轮，时速18海里，往返7000海里停泊6个港口，航行16天，停港37天航行占30%，停港占70%据统计：1吨机械工业产品，搬运量50吨1吨轴承产品，搬运量119吨运输费用占30%，机械加工时间占5%绪论世界海运我国港口吞吐量1950年5.5亿吨1950年1400多万吨1960年10.8亿吨 1970年26.5亿吨1980年超过3亿吨1978年34.3亿吨 30年增加6倍30年增加了20倍2003年60亿吨9．5亿吨绪论单件货重↑20英尺集装箱20.32t40英尺集装箱30.48t船型尺寸↑滞港费用↑ 作用：1、提高劳动生产率，减轻体力劳动强度；2、可加速装卸，缩短船舶在港停泊时间，提高港口通过能力；3、可降低装卸成本，提高经济效益；4、可采用先进的装卸工艺，减少货差货损，提高货运质量；5、可为程序化、自动化创造条件。绪论§2、港口装卸机械的发展概况和动向一、概况：十七世纪，瓦特发明蒸汽机1892年，德国汉堡，世界上第一台电动机驱动的港口起重机。二十世纪：1960年美国制造出第一台集装箱装卸桥美：Dravo公司制造出第一台桥式抓斗卸船机起重量35t,50t,70t最大85t（1300t/h）(1800t/h)(2300t/h)(2500t/h)日本:石川岛播磨英：Coles（柯尔斯）公司，轮胎起重机300t德：Krupp公司（克虏伯）400t汽车起重机美：（Rigan）里甘公司600t汽车起重机日本：1000t汽车起重机，600t轮胎起重机。 绪论我国：1958年，上海、南京、武汉、广州港机厂（交通部）上海港机厂：10t、16t门机40t集装箱轮胎式龙门起重机900t浮式起重机400t/h吸粮机200t全旋转自航式起重机1000~1500t/h斗轮机6000t/h煤炭装船机上海振华港机公司：1993~1998集装机起重机99台轮胎式起重机116台散货装、卸船机15台销往：美国、加拿大、巴西、新加坡……1999年8月德国不来梅港11台60t集装箱起重机绪论二、发展动向1、高效、大型化：巴西图巴里沃港35万吨级，装铁矿石20000t/h德PHB公司85t散货卸船机、荷兰、瑞典4000t浮式起重机2、专业化、多用化3、标准化、系列化4、环保要求高和安全可靠性5、省力化、自动化。 绪论起重机械：周期性循环作业连输运输机：连续运送物品装卸搬运车辆：本身运行实现搬运和堆垛港口专用机械：按特定货种、船型专门设计绪论第一章港口起重机概述绪论 第一节工作特点和分类 第二节起重机的基本参数及其确定 第三节起重机械驱动型式 第四节工作载荷绪论绪论2、分类：1.轻小型起重设备2.升降机3.臂架起重机――门座起重机、轮胎式起重机、汽车起重机、浮吊4.桥架起重机――龙门起重机、桥式抓斗卸船机、岸边集装箱起重机、轮胎式集装箱龙门起重机绪论绪论3、起重机械的组成：1．工作机械---------四大机构：　起升，变幅，回转，运行（大车，小车）2．金属结构――桁架结构，箱型结构，板梁结构作用：承载货物，安装机构3．动力系统和操纵系统电气、内燃　　机械、电气、液压4．安全装置――行程开关，防风装置（夹轨器）一、起重量1.定义：起重机正常工作时允许起吊的最大质量（t）Q额＝Q货＋G取　式中　Q货――正常工作时起吊的最大货载质量　　　　G取――取物装置的质量。指抓斗、电磁吸盘、集装箱吊具质量，而不包括吊钩的质量。§1-2起重机的主要参数及其确定绪论绪论2．起重量的幅度条件门机、桥式卸船机――工作幅度（外伸距）之内均能吊起额定起重量轮胎吊、汽车吊――在各个幅度下额定起重量不同，铭牌上所指的是最小幅度并打支腿时允许起吊的质量。3．主、副钩副钩起重量＝（20％～40％）×主钩起重量4.确定起重量的原则①应符合国标和部标②起重量必须与转载工作条件和工艺过程相配合a.门机散货的装卸――Q额取决于生产率t/hb.门机件杂货的装卸――经常起吊的最重件为依据若难得出现的重大件，则不予考虑c.轮胎吊――臂架40°～50°时能吊起经常出现的重件。最小幅度时能吊起偶尔出现的重大件。绪论二、幅度（外伸距）幅度――回转类型起重机取物装置中心线至回转中心线的水平距离。绪论外伸距――桥式卸船机临水侧支腿中心线至吊具中心线最大水平距离。绪论绪论确定的原则：取决于装卸对象的尺寸参数和工艺要求a.最大幅度――使吊具能到达货轮舱口外缘b.最小幅度――从扩大工作面出发，尽量取小，一般从构造上考虑，取7～8米。c.轮胎起重机――在货场作业时要求吊具中心能过货堆中心。绪论例：结构尺寸如下图，选择多大幅度的门机？Rmax=10+5+1+2+10.5/2=23.25(m)取Rmax=24m绪论3、起升高度――是指起重机能将额定起重量起升时的最大垂直距离(m)。H＝H上＋H下H上――升到最高位置时，钩吊中心（或抓斗底部）至轨面的垂直距离。H下――轨面下的下降深度绪论确定的原则：1．前方工作的门机、装卸桥，与生产率有关的起升、变幅、回转、小车运行等机构取高速，大车运行机构取低速。2．用于堆物工作的轮胎起重机取较低速。3．高速的选取与工作行程相适应。极端情况：vmaxt若v-t图形为三角形，则无稳定运动阶段。tS可以推出：a——加速度（m/s2）s——行程（m）要有稳定运动阶段，应使工作速度v<vmax四、工作速度起升速度m/min变幅速度（平均）Rmax→Rminm/min回转速度r/min运行速度m/min变幅速度——取物装置从Rmax到Rmin沿水平方向移动的平均速度。其它机构的速度即电动机进入稳定运动时反映在工作装置上的速度。绪论行程长，则宜采用较高速，行程短，宜采用较低速，使机构在正常工作时能有稳定运动阶段。vt稳定运行时间不小于总时间的1/2。绪论5、生产率――单位时间内吊运货物的总吨位数　t/h1.生产率Q的计算式　①对件杂货　　Q＝nm货(t/h)②对散货　　　Q=nVρ堆φ(t/h)　　式中　　n――每小时工作循环次数　　　　　　　m货――每吊货物的平均质量　(t)　　　　　　　V――抓斗的有效容积　（m3）　　　　　　　ρ堆――散货的堆积密度　(t/m3)堆积状态下单位体积所有的质量　　　　　　　φ――抓斗的填充系数，对粒状货物取0.8～1.0　　　　　　　　　　对块状货物取0.6～0.9其中　n=3600/TT-----一个工作循环的总时间单位：s绪论绪论六、轨距、跨度和基距2．提高生产率的措施提高起重量或降低抓斗自重增加na.速度↑　　b.t起　、t制↓　c.　L↓　d.合并动作推广先进的管理和操作经验a.抓货尖　　b.t辅↓绪论绪论绪论对轮胎起重机:绪论轨距取决于其中的铁路线标准轨距　　　一线　6m二线　10.5m三线　15.3m基距考虑轮压、稳定性汽车起重机采用通用底盘　　　　　　　　　　　　　　　　　在汽车底盘的基础上放宽、加大轮胎起重机　　　　　　　　考虑火车能运输绪论七、起重机整机及其工作机构的工作级别1.定义——表明起重机及其机构的工作繁忙程度及载荷状态的参数2.为什么要确定工作级别①起重机工作时反复短暂，周期性、载荷的不均匀性。②为了在设计起重机及其零件时根据不同情况选用不同的许用应力、安全系数,特别是疲劳安全系数。③便于用户根据实际工作需要合理地选用相应工作级别的起重机产品。绪论注意：同样型号的电动机在不同的JC值下发出的功率不同例：JZR2　63－10型　　　JC％　　15　　25　　40　　60　　N（KW）　75　60　48　40在选择减速器时也要考虑JC值3．划分工作级别的方法和步骤①工作级别：整机　A1　A2　……　A8　　　　　　　　　　机构　M1　M2　……　M8②表明繁忙程度——利用等级　　整机　U0　U1……U9　　　　　　机构　T0　T1……T9③表明载荷的满载程度——载荷状态轻、中、重、特重根据利用等级和载荷状态，可定出工作级别绪论4.接电持续率JC值的概念由于起重机各个机构的工作繁忙程度不同，各机构接电持续率也不一样，计算机构的接电持续率在于更适当地选择电动机。JC％＝t/T×100%式中:　t——起重机一个工作循环周期中，该机构的运转时间T——起重机一个工作循环的总时间，T＜10分钟分为　15％　　25％　　40％　　60％四种绪论绪论3、内燃机—电力驱动（电传动）柴油机（发动机）——→四大机构电动机4、内燃机—液压驱动　　　　　　　　　　　　　　　　　变旋转运动　　　　　　　　　　　　　　油马达————→柴油机——高压油泵（高压油）╱　　　　　　　　　　　　　　　　　　╲　变直线运动　　　　　　　　　　　　　　油　缸————→一、电力驱动特点：构造简单，操纵维修方便，有一定的过载能力，可以正反转，各机构可分别驱动。——但需要电源常用电机：交流电机　　绕线式（JZRYZR）鼠笼式（JZYZ）直流电机ZZYZZJZZ系列§1-3起重机械的驱动型式绪论二、内燃机驱动优点：独立能源，机动性好缺点：内燃机不能带载起动，各机构必须带离合器内燃机不能反转，各机构必须带换向器内燃机调速困难结构复杂，噪声，废气绪论绪论五、电力驱动及电动机的选择1.异步电动机的工作原理①转子在旋转磁场中的转动②三相交流电的情况我国交流频率f1=50周/秒旋转磁场转速n1=60f1=3000转/分(一对磁极)对p对磁极来说n1=60f1/p转/分绪论③异步电动机的机械特性Mn——电动机的额定转矩Mq——电动机的起动转矩Mq=1.6MnMk——电动机的临界转矩2、电动机工作时的温度变化过程几种工作制度绪论a.连续工作制(S1)b.短时工作制(S2)绪论c.间歇工作制,起动对温度无影响(S3)d.间歇工作制,起动、制动对温度有影响(S4、S5)绪论3.电动机容量的选择①接电持续率,JC值——载荷作用时间与载荷循环时间的比值，用百分数表示JC％＝t/T×100%式中:t——起重机一个循环周期中，该机构的运转时间T——起重机一个工作循环的总时间，T＜10分钟分为　15％　　25％　　40％　　60％四种计算出的JC值往上靠，圆整成标准JC值，作为机构的JC值。或根据规范上的表格来选择JC值。绪论②CZ值——机构惯量增大率与电动机起动次数的乘积C——机构惯量增大率GD2d+GD2eC=—————GD2dGD2d——电动机转子的飞轮矩(kg.m2)GD2e——工作机构中除了电动机之外的转动质量和移动质量折算到电动机轴上的等效飞轮矩(kg.m2)Z——折算的机构每小时全起动次数Z=dc+0.25di+0.8fdc——每小时全起动次数di——每小时点动次数f——每小时电气制动次数初步设计时根据规范上的表格来选择CZ值。绪论③G值——稳态负载平均系数≤1.0G1、G2、G3、G4各机构在不同的工作条件下G值不同。可根据规范上的表格来选择G值。绪论④电动机的额定状态（基准状态）YZR型绕线式电动机JC=40%CZ=6作为电动机的额定状态绪论⑤转动惯量的折算以运行机构为例<ⅰ>基本思想：a.所有运动惯量向电机轴（高速轴）折算。b.位于轴2、轴3上的转动惯量J2、J3和位于轴1上的等效质量的转动惯量具有相同的动能。c.直线运动质量与位于轴1上的上的等效质量的转动惯量具有相同的动能。绪论J11J21J31Jm1绪论<ⅱ>稳定运动时（不计效率）E系统=½J1ω12+½J2ω22+½J3ω32+½mv2ω22ω32v2=½ω12[J1+J2——+J3——+m——]ω12ω12ω12[]——系统折算到1轴（高速轴）的折算转动惯量其中：ω2/ω1=1/i21ω3/ω1=1/i3111v2∴上式=½ω12[J1+J2——+J3——+m——]i212i312ω12其中：Ji/ii12——Ji折算到高速轴的折算转动惯量绪论<ⅲ>机构起动时（不计效率）Mn——电动机的额定转矩（稳定运动时）Mq——电动机的起动转矩Mq=1.6MnMab——静力矩（低速轴上）Mj——静阻力矩（Mab折算到高速轴上Mab/i=Mj)J折算MqMjMq-Mj=J折算ε通过以上分析，可求得机构起动加速度绪论⑥电动机选择的步骤a.初选电动机<ⅰ>根据外载荷及机构速度计算机构的静功率N静<ⅱ>按机构速度，减速器速比的可能性，确定电动机的极对数。（可类比）<ⅲ>按JC值及CZ值选功率接近的电动机b.验算<ⅰ>起制动时间及起制动加速度验算<ⅱ>电动机发热验算GN静≤P则验算通过P——电动机产品表上的电动机功率<ⅲ>电动机的过载验算绪论绪论绪论绪论绪论绪论绪论绪论绪论绪论绪论绪论绪论绪论