集装箱正面吊吊臂优化设计研究

发布时间：2020-04-11 09:58

【摘要】：随着国际贸易激烈竞争,货物运输的模式有了很大的改变,竞争以及规模经营的结果,促进了集装箱正面吊运起重机技术的发展与提高。 本文在建立集装箱正面吊仿真模型的基础上,对直臂与曲臂这两种吊臂进行了运动学分析与有限元分析的同时,对曲臂的结构进行了直接优化分析,得出以下结论: 1. 对正面吊直臂结构的运动学分析与有限元计算,分析表明直臂结构简单,截面小,自重轻。在作业性能方面,直臂不能跨箱作业,只能按照常规的吊装方法,进行逐个吊装,工作效率较低。 2. 通过曲臂的运动学分析表明,曲臂不仅能正常吊装作业,而且可以跨箱作业和在码头直接吊运船上的集装箱,其效率极高,具有良好应用发展前景。 3. 对曲臂的有限元分析表明:在相同的幅度和起重量下,其悬臂较长,增加了结构的承载力要求,其截面较普通直臂大,自重亦大。研究表明在吊臂的以下处:基本臂前端滑块、基本臂与伸缩臂末端连接处的截面突变处、突变处至基本臂油缸铰耳之间的上下翼板处,应力较大。 4. 对曲臂进行了直接优化分析。通过对应力较大区域进行板加厚、对应力较小区域进行减小板厚以及对于截面突变处的加强板适当加长的方法,使得吊臂的应力与自重显著的降低,达到了设计的要求。本文对于曲臂优化前后的应力、应变、位移云图的对比及在长度方向上的应力具有代表性的上下翼板边线的应力图进行了对比,说明曲臂的优化是良性的,并较好的利用了材料的性能。因为曲臂不同于普通的直臂计算,目前还没有比较好的理论计算方法,本文采用有限元对曲臂进行的基本力学分析,得出了一些对设计开发有益的结论。 随着中国经济的发展以及对外贸易的飞速发展,开发具有本国自主知识产权的高性能集装箱正面吊具有很大的经济和社会效益。
【图文】：

大庆石油学院硕士研究生学位论文第1章 概 述1.1 集装箱正面吊运起重机的发展与特点概述自 20 世纪 60 年代美国开始集装箱运输以来，货物运输的模式已有了很大的改变，集装箱运输发展迅猛，不但海上集装箱运输年年递增，铁路和公路集装箱运输也是高速发展，，2002 年我国主要港口集装箱年吞吐量就已经达到 3100 万标准箱，因此对集装箱装卸设备需求越来越大[1]。总的来说，国际贸易带动了集装箱装卸机械的发展，航运界的激烈竞争促进了集装箱船朝大型化发展、加速了港口集装箱机械的更新换代。集装箱装卸设备主要包括：集装箱龙门起重机（图 1-1）、港口岸边集装箱起重机（图1-2）、集装箱叉车（图 1-3）、集装箱跨运车（图 1-4）、集装箱正面吊运起重机等。

集装箱装卸设备主要包括：集装箱龙门起重机（图 1-1）、港口岸边集装箱起重机（图1-2）、集装箱叉车（图 1-3）、集装箱跨运车（图 1-4）、集装箱正面吊运起重机等。第一台集装箱正面吊运起重机由 Belotti 公司于 1975 年研制成功并投放市场。在其后图 1-1 集装箱龙门起重机Fig.1-1 Containe portal gantry图 1-2 港口岸边集装箱起重机Fig.1-2 Container Bank Crane图 1-3 集装箱叉车Fig.1-3 Container forklift图 1-4 集装箱跨运车Fig.1-4 Container alternate crane
【学位授予单位】：大庆石油学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TH218

【引证文献】

相关硕士学位论文 前4条

1 荣大伟;45t集装箱正面吊运动安全控制系统研究与开发[D];中国科学技术大学;2011年

2 崔华伟;龙门起重机门架结构的参数化设计[D];武汉理工大学;2009年

3 赵洪亮;高空作业平台稳定性分析[D];长安大学;2010年

4 任光合;某集装箱正面吊大臂举升关键技术研究[D];燕山大学;2012年

本文编号：2623458