龙门起重机文献综述

毕业设计（论文） 文献综述 题目 轨道式龙门起重机 专业 级 生 机械设计制造及其自动化 06 级 1 班 陈成 班 学 指导教师 周老师 西南 交通大学 2010-4-27年 1、轨道式集装箱龙门起重机国内发展现状 在我国集装箱港口的装卸作业中，通常采用岸边集装箱起重机加轮 胎式集装箱龙门起重机的装卸方案，以轮胎式集装箱龙门起重机作为后方 堆场的主要装卸机械。几年，随着港口的发展，轨道式集装箱龙门起重机 在港口的使用越来越多。其电控系统、管理系统等方面以达到现有的港口 机械水平，完全能满足现代港口集装箱的需要。 目前我国已能批量生产具有上个世纪90 年代国际先进水平的岸边集装 箱起重机和轮胎式集装箱龙门起重机，轨道式集装箱龙门起重机的研究与 开发能力也越来越强。 由于大车行走和小车行走属于一般负载，没有特殊要求，因此变频器 在 V/F 模式下即可正常工作，不需要做特殊设置就能投入使用，而主副钩 吊属于重型负载，要求起钩和松钩都能保证不溜钩，上下行平稳迅速，要 求在直流制动后马上投入制动器进行制动。 2、轨道式集装箱龙门起重机国外发展现状 长期以来，轨道式集装箱龙门起重机仅小车运行机构采用交流驱动， 近年来，起升机构和大车运行也相继采用了交流驱动技术，这样减少了维 护和修理费，降低了营运成本。日本三井公司最早成功地采用了交流变频 调速装置，解决了起升机构位势负载和车轮支承压力变化导致车轮转速变 化的关键技术，达到了集装箱堆6 层作业的使用要求。派纳公司将其在自 动控制领域所拥有的丰富经验成功地应用在大型轨道式集装箱龙门起重机 上，满足了现代化集装箱堆场对自动化控制的需要。欧洲联合码头公司应 用光缆传输技术，可靠地将轨道式集装箱龙门起重机与港站管理计算机联 网，实现了无人装卸作业和堆场全盘自动化。 据统计，欧洲作为传统上的轮胎式集装箱龙门起重机的大订户， 1995 年订 购的轨道式集装箱龙门起重机多达58 台，从一个侧面反映出轨道集装箱龙门起 重机的市场潜力和应用前景。另一方面，从世界一些著名的港口的发展趋势看， 轨道式集装箱龙门起重机将向大型化、高效化、自动化方向发展。 目前，一些先进设计思想逐渐被采用，一些先进设计手段也被引入轨道式 集装箱龙门起重机领域。如果有限元分析、结构优化设计、机电液一体化技术、 CAD 设计模块化技术、可靠性设计方法、机械结构动态设计等。这些方法在轨 道式集装箱龙门起重机设计中已有所应用，取得了较好的效果。但现代轨道式 集装箱龙门起重机设计面临的主要难题是：①如何综合现有的设计手段、方法 对轨道式集装箱龙门起重机设计分析；②如何结合轨道式集装箱龙门起重机具 体状况，挖掘在其他领域已取得到较好应用的尚未在轨道集装箱龙门起重机领 域应用的先进的设计思想、手段和方法。 2.1 研究主要成果 新材料的应用 H 型钢、T 型钢、MC 铸型尼龙材料等等，都促成了起重机结构的改进和 机械零部件的发展，降低了制造成本，改善了使用性能。 新装置的研制和新零部件的采用 激光防碰装置、柔性部件、三合一减速器、新型径向棒销联轴器、新型电 液压块式制动器、钳式制动器、电线滑车、滑接输电装置等等新装置的采用， 都为起重机产品的更新和系列改进提供了切实的基础。 新设计思想的应用 近几年，一些高等院校在起重机优化设计和推广现代设计方法方面做了许 多有成效的工作，对门式起重机进行了按静强度、静刚度、动刚度等多项控制 主表的综合分析优化设计，从单机优化到系统优化设计理论方面的开拓和探索 都已有进入实用阶段。依据Miner 线性积累积损伤理论，形成饿对角线通用原 则，使得用同样的机械部件，形成多种规格起重机提供了理论基础。木块单元 设计等等。整个起重机行业的技术、生产和管理水平的提高，老产品的更新、 新产品的研发速度都将大大加快。 主梁结构形式多样化 主梁的结构形式不在拘泥于单一的品种，为了满足小车的上下布置等各种 实际需求龙门起重机的主梁结构形式开创出梯形截面双主梁形式、π型截面 单主梁形式、梯形截面单主梁形式等等。 新设计工具的普及运用 Proe、ANSYS、APDL 语言等方面快捷的设计和测试等计算机软件的开发 和运用大大提高了新产品的研发能力，缩短了研发周期。比如虚拟样机技术对 龙门起重机小车进行整体动态安全性仿真实验，通过仿真实验获得小车突然加 速和碰撞时所产生的动态接触力，这些准确的数据可以供龙门起重机结构分析 时参考为设计师设计可靠性的龙门起重机缓冲提供了快速、有效的途径。 吊具防摇系统的研发 集装箱龙门起重机的吊具防摇系统是各起重机制造商一直在研发的项目， 好的“防摇”措施将会大大提高起重机械的生产效率。振华港机、上海港机重 工、等起重机生产厂商制造种类繁多。防摇系统是指吊具起吊集装箱时，在小 车、大车平移的情况下，在一定的摇摆周期内，集装箱达到公认的对箱要求。 如今已开发出机械式减摇装置、八绳双向防摇技术等。 自动纠偏技术 跨度大于 40m 的龙门起重机在实际使用中由于众多因素的影响，钢、柔腿 运行一段时间后会产生快慢不一的现象，常用电器自动纠偏的方法通常有计算 脉冲编码器输入PLC 的脉冲、通过安装在柔腿顶部的位移传感器、用橡胶摩擦 轮带动旋转编码器的闭环控制等。 啃轨现象的改善 啃轨，就是起重机运行过程中车轮轮缘与钢轨侧面压触，发生强烈的磨损。 严重的啃轨，使车轮与轨道剧烈磨损，并且大大增加附加载荷，运行阻力比正 常状态时增大3.5 倍左右，一般中型工作类型的龙门起重机车轮的使用寿命约 8~10 年，若有啃轨现象，寿命可降为1~2 年，甚至几个月。在实际生产中最常 用而且最有效的方法是调整和移动车轮，消除过大的误差横向力。 3、 发展趋势 由于生产发展提出新的使用要求，起重机的种类、形式也需要相应地发展 和创新，性能参数也需要不断变化与完善。现代化设计方法的建立和计算机辅 助设计等现代设计手段的应用，使起重机设计思维观念和方法有了进一步的更 新。起重机将向现代化、智能化、更安全可靠方便的方向发展。具体体现在： 数据总线管理系统开发 数据总线管理系统使起重机的控制系统在发动机与传动系统各功能块之间 实现数字式数据传输和电子控制，可降低起重机油耗及排放值，简化布线，提 高整机可靠性与维修方便性。 模块单元设计 所谓模块单元化设计，就是根据市场调查和预测的统计数字以及积累的资 料和图表，在严密的科学理论指导下，拟定起重机结构、机构、部件等多层次 的标准化、模块化和单元化。只对几个模块进行写该即可实现起重机的改进， 选用不同的模块从新进行组合便设计出不同规格具有不同功能的起重机，以满 足市场的需求，增强竞争能力。这将影响整个起重机行业的技术、生产和管理 水平以及产品更新。目前，德国、英国、法国、美国和日本的著名起重机公司 都已经采用模块化设计，并取得了显著地效益。德国德马格公司的标准起重机 系列改用模块化设计后，比单件设计费用下降12%，生产成本下降45%，经济 效益十分可观。 控制元件的研发 采用转角码盘、齿轮链、激光头等装置，使定位精度可到±1mm。接收器、 控制器遥控系统应用节省人力，提高工作效率，而且使操作者的作业条件得到 改善。在距离检测方面，采用无线电信号型防撞装置来监控