45吨-26米内河轻型岸桥选型及结构优化设计毕业论文
2020-02-19 14:59:55
摘 要
本文从集装箱的装运情况来进行相应的分析，合理的对岸边的集装箱起重机也就是通常所说的岸桥这一种装卸货物的装置进行了比较合适的选型，以及对其进行了相应的设计，并且进行了相应的优化处理。
文中主要是对45顿-26米内河轻型岸桥进行选型和结构优化处理，文中首先对岸桥的研究背景进行了介绍，然后分析了轻型岸桥发展的现状，最后引出轻型岸桥的研究意义，对内河以及轻型岸桥进行了相应的介绍，为后面的岸桥选型和结构优化处理做准备。之后文中对内河轻型岸桥的优点进行了相应的介绍，以及选型的要求和主要参数，本文的重点部分就是对45顿-26米内河轻型岸桥进行选型和结构优化处理，文中对轻型岸桥的起升机构、小车运行机构、大车运行机构进行了设计，设计完成之后对轻型岸桥的金属结构进行了相应的计算，最后进行了模型分析，对各种工况进行了结构分析及优化。
关键词：集装箱码头；岸桥选型；评价体系；结构设计
Abstract
This paper analyzes the shipping situation of containers, reasonably selects the suitable type of container crane on the shore, that is, the shore bridge, which is a device for loading and unloading cargo, and designs it accordingly. And the corresponding optimization treatment is carried out.
This paper mainly focuses on the selection and structural optimization of 45-26-meter inland river light shore bridge. Firstly, the background of the research on shore bridge is introduced, then the development status of light shore bridge is analyzed, and the significance of light shore bridge is finally derived. The river and light shore bridge are introduced to prepare for the type selection and structure optimization of the back shore bridge. Afterwards, the article introduces the advantages of the light shore bridge in the inland river, as well as the requirements and main parameters for the selection of the type. The key part of this article is to select and optimize the structure of the 45-26 meter inland light shore bridge. In this paper, the lifting mechanism, small car running mechanism and large car running mechanism of light shore bridge are designed. After the design is completed, the metal structure of light shore bridge is calculated accordingly. Finally, the model analysis is carried out, and the structure analysis and optimization of various working conditions are carried out.
Key Words：Container terminal；Shore Bridge Selection；Evaluation system；constructional design
目 录
第1章 绪论 1
1.1 岸桥研究背景 1
1.2 发展现状 1
1.3 研究意义 2
第2章 45吨-26米内河轻型岸桥经济性分析 3
2.1 内河港口现状 3
2.2 制约内河小港口发展的因素 3
2.3 加快内河小港口经济发展的对策 3
第3章 内河轻型岸桥的选型 5
3.1 内河轻型岸桥的特点 5
3.2 考虑因素 5
3.3 岸桥选型主要参数 6
第4章 45吨-26米内河轻型岸桥选型及计算 8
4.1 起升机构设计计算 8
4.2 小车运行机构计算 10
4.3 大车运行机构计算 12
第5章 金属结构计算 15
5.1 结构说明 15
5.2 建模软件ansys 15
5.3 建模说明及约束 16
5.4 小车位置及计算工况 16
5.5 受力计算 17
5.6 应力计算工况下的惯性载荷及各受力点受力 18
5.7 变形工况下的计算载荷及各受力分析 18
5.8 各工况下的应力云图 18
5.9 结论 23
结束语 25
参考文献 26
致谢 27
第1章 绪论
岸桥又叫作岸边集装箱起重机，主要是用在港口码头等地方，装置在河岸边上，主要的作用就是对船舶上的集装箱进行装运和卸载[1]。
随着时代的进步和发展，集装箱船舶正朝着大型化的方向发展，而且集装箱装载的数量越来越多，集装箱也是变得比以前更大，因此对装置在岸边的岸桥有了更多更高的要求。
内河轻型岸桥的形状比较小，除此之外岸桥的轨距也是比较小的，因此45吨-26米内河轻型岸桥的稳定性是非常差的，所以需要对内河轻型岸桥的结构方面进行相应的优化。
1.1 岸桥研究背景
在我国成立的早期时候，各个方面都还很是落后于其他国家，港口泊位就是其中的一个落后点，主要位于靠近海面的城市中，而且在这些港口码头基本上都没有专门用于进行装运和卸载集装箱的机械设备，对港口码头的这些集装箱的装运和卸载还是靠雇佣人力来完成的，人力物力财力都是付出了非常大的代价的。
到了上个世纪的70年代后期、80年代初期的时候，我国加快了各个方面的国家建设，发展速度十分明显。港口码头的集装箱船舶也越来越多，发展的越来越便利，对于进行装运和卸载集装箱的机械设备也变的更加迫切，因此岸桥这一优秀的机械设备就进入了视野当中，得到十分迅速的发展[2]。
等到了90年代后期的时候，世界上的各个国家之间进行贸易来往，基本上都是通过海上来进行运输的，满足进口和出口的需求。特别是改革开放以来，我国港口进行了大规模的开发扩展，最终形成了围绕长三角、珠三角、渤海湾及东南、西南沿海等五大地区的规模化、集约化发展的沿海区域港口集群。
1.2 发展现状
随着我国的发展，经济形式突飞猛进，在和各个国家之间进行商业交易的时候，港口码头起着不可替代的作用，因此对于在港口码头进行集装箱装运和卸载的相应的港口机械设备——岸桥，数量也是越来越多。
国际间的贸易往来，给岸桥设备带来的发展前景非常可观，而且岸桥已经不再局限于大江大河等等海域，现在对于内河来说，岸桥设备的数量也是规模宏大的，因此内河岸桥设备的选型和结构优化也是研究的重点[3]。
本文主要是对45吨-26米的内河轻型岸桥进行选型和结构优化设计。对于内河小港口来说，需要考虑到港口码头最初进行建设的资金，还有港口码头的布局，以及以后的使用情况，出现问题时如何去进行相应的维护，这些对于岸桥装置的选型布置都是有着紧密联系的，对于轻型岸桥进行选型是十分重要的环节，只有这样才能更好的进行岸桥的结构优化设计，所以这一意义是十分重大的。
1.3 研究意义
位于海岸线上的港口基本上都是大型的港口，而内河不是海岸线，内河都是位于海岸线之外的其他类型的河流、某个区域性的湖泊、以及在某地修建的一些水库等等，在这些地方修建的港口就是内河港口。内河只位于一个国家之中，不可能处于几个国家的范围之内，海岸线是陆地与海洋的交界线，内河和海岸线的区别还是很大的，十分容易区分。对我们国家来说，在内河修建的港口，大部分都集中在我们国家的几个大型的水域，比如在长江水域内修建的港口；珠江水域内修建的港口；黑龙江水域内修建的港口。从总体上来说，这些内河港口全部都是建立在我们国家之中的某条河流上的。
岸桥主要有大型、超大型和小型、轻型四种类型。对于大型、超大型的岸桥来说，往往被用在大型的海港上面、可以对大型、超大型的集装箱海运船舶进行集装箱的装运和卸载。而小型、轻型的岸桥往往用在内河码头之中[4]，对内河中进行运输的小型的集装箱船舶进行集装箱的装运和卸载。
在港口码头的建设发展的过程中，对于港口码头最初修建起来的时候，对码头的结构类型以及布局的安排是尤为重要的，因为对码头的类型和布局安排不仅会影响到投资方面，施工方面。而且对以后的内河轻型岸桥的布置也会有影响，从而就会影响到装载箱起重机的工作，对码头的布局也是十分重要的。这样才能更好的对内河轻型岸桥进行选型和结构优化。
第2章 45吨-26米内河轻型岸桥经济性分析
2.1 内河港口现状
1、目前的内河港口所需的许多基础设施都不是很健全，而且还很缺乏放置物品的仓库、在港口遇到问题需要封住港口的时候，缺乏设备能够使用，而且内河港口的道路、通信设施等方面都不完善[5]。目前的内河港口主要问题有功能简单单一，基本上只可以对一些比较简单的货物进行装卸、除此之外还能够进行一下存储服务。
2、内河港口中进行经营的企业的数量相比以前是越来越少了，而且这些内河港口普通的存在着一些问题，内河港口规模较小，不能够给客户提供充分的物流服务。
3、内河港口在生产方面可能还会存在着一些安全方面的隐患，这些安全方面的隐患问题，主要都表现在内河港口因为一些原因而导致一些机械设备可能长时间的没有被更换过，设备老化也没有得到相应的解决，港口的工作人员也缺乏相应的安全培训，对内河港口的安全意识认识不深刻[6]。
4、内河港口的发展没有海岸线港口发展的宏大，所以港口的货物的进出口数量十分低。
2.2 制约内河小港口发展的因素
1、内河港口自身的发展条件也是会制约内河小港口发展的，这一方面对内河港口带来的限制是非常主要的因素。一般来说内河小港口现有的发展条件都是十分恶劣的，港口面积也不是很大，功能也不是很齐全，而且这些内河小港口大多还缺少深水岸线，修建存放物料的存储库也变得非常的难以进行[6]。港口码头能够使用的资源非常的稀少，发展的能力达不到要求，最难受的是内河港口的航道等级是怎样都比不了海岸线港口的航道等级的，因此内河港口的航道通航能力被严重的限制了，港口的经济发展就变得十分缓慢。
2、内河港口的面积十分的小，因此十分的缺少货源比较稳定的基地。内河小港口大多数都是位于一些经济发展水平不是很高的地方，还有的内河小港口位于一些货源水平远远不能够满足需求的地方，内河小港口每天的货物进口和出口的数量都不是很大，因此内河小港口受到多方面的一些影响，直接的导致了港口腹地十分的狭小，由于这些问题，主要是货源得不到满足的这个严重问题，内河小港口的发展失去了驱动力[7]。
2.3 加快内河小港口经济发展的对策
1、加快内河小港口的经济发展就需要制订一套十分科学而且有效率的内河小港口发展的规划，通过去对目前所修建的内河小港口的发展情况进行各个方面的调查，了解内河小港口货源的组成结构、在目前的经济形势下内河小港口经营的状况，内河小港口的设备，挖掘出内河小港口可以开发利用的资源有哪些，最后在这些通过调查得到的资料的基础上，去研究和预测内河小港口未来的发展情况
2、加快内河小港口的经济发展就需要吸引民间的资本投入到港口的基础设施建设当中。同时内河小港口要合理的根据法律来对自身目前的现状进行发展，从各个方面来加快内河小港口的硬件发展水平，使得内河小港口多元化发展。同时内河小港口的发展还要注重和港口当地的地方企业进行相应的合作，达到互惠互利，双赢的局面，鼓励港口地方的企业参加到企业建设当中来，为内河小港口的货物修建专用的码头[8]。
3、内河小港口的发展要积极的加入到港口当地的经济发展中来，根据港口当地的经济发展策略来发展自身，通过好的发展来得到地方政府的支持。从而带动当地的地方经济发展。
4、加快内河小港口的经济发展需要对内河小港口的经营进行规范划，提高内河小港口各方面的服务水平。对内河小港口的经营进行一定的标准规范设定，阻止恶性竞争的发生、在本来就竞争激烈的社会之中，如果发生恶性竞争，将会损害到这个行业的整体的利益。
5、加快内河小港口的经济发展需要提升内河小港口的整合力度，在发展的过程中一步步的做到稳定，通过某种方式来把客户资源得以稳定下来。内河小港口的主要目的就是对集装箱进行装载和卸货，所以内河小港口在发展的同时也需要去积极主动的和物流公司进行相应的合作，实现优势互补、共利双赢[9]。
第3章 内河轻型岸桥的选型
随着我国节能减排政策的号召，在对集装箱内河轻型岸桥这一机械设备进行相应的选型设计的时候，我们首先需要考虑到以前对设备进行采购的时候面对了哪些困难的问题，然后根据以前的这些问题中得来的经验，加上内河小港口的实际生产的情况，根据实际来对内河小港口进行节能降耗，在节能降耗的过程中还要遵循一个原则，这个原则就是创新发展，在确保内河小港口的各种设备正常使用的同时，还要确保设备的性能，注重工作过程中的节能和创新发展[9]。从而促进内河小港口这一行业的绿色发展，给内河小港口行业的可持续发展打下坚实的基础。
3.1 内河轻型岸桥的特点
45吨-26米内河轻型岸桥的形状比较小，而且岸桥的轨距也比较小，因此这种内河轻型岸桥的稳定性是非常差的。而且岸桥这一机械设备和其他任何机械设备一样，都是有使用寿命的，工作环境也是一大重要的影响，岸桥机械设备往往因为工作的要求，常常会一天二十四小时不停的去进行工作，而岸桥机械设备的工作环境十分复杂，在江边和海边会让岸桥的结构受到盐雾的腐蚀，导致结构被破坏。
岸桥机械设备在进行工作的时候，对其在工作作业的过程中的能耗进行相应的统计和分析。得出了岸桥机械设备能耗的一些影响方面，岸桥设备的能耗主要受到船舶的大小、集装箱的重量、装卸进行昼夜作业等等一系列因素的影响，但是对于内河轻型岸桥来说不太一样。
虽然影响岸桥机械设备产生能耗的原因有很多，但是45吨-26米内河轻型岸桥设备在进行集装箱的装运和卸载的过程中，所产生的能量消耗不是那么多，因此内河轻型岸桥还是很节能的。
内河轻型岸桥主要有以下的一些特点：
1、节能：45吨-26米内河轻型岸桥是一种内河的机械设备，进行装载和卸载的作业过程中耗能小，是一种经济型的轻型集装箱岸桥。
2、成本低：45吨-26米内河轻型岸桥的形状比较小，岸桥的轨距也比较小，自重轻、轮压小，因此制造成本也相对较低。
3、稳定性较差：由于轻型岸桥较小，轨距也较小，所以不可避免的稳定性会下降。
3.2 考虑因素
岸桥选型宜结合港口特点和发展量身定做。
岸桥选型还要考虑以下因素：
1、岸桥的装卸能力能够适应未来20年世界集装箱船舶的发展。
2、岸桥的装卸效率要满足船舶公司要求的最短停靠时间。
3、岸桥的主要配套件，特别是电控系统、四大机构的驱动装置要充分保证。
4、在设计过程中要考虑大车运行机构的车轮轮压，在码头的施工过程中，如果没有对大车运行机构的可承受轮压进行设计考虑，轮压太小将会给岸桥的设计带要极大的制约。
5、在设计的过程中还需要去考虑到人性化方面的一些问题，考虑驾驶员在对内河岸桥进行操作的过程中，驾驶员的舒适性如何，整台内河岸桥机械设备会不会直接的对驾驶员的操作效率产生某方面的影响，其次在对小车的额定运行速度进行考虑和设计的时候，需要考虑到驾驶员在工作过程中自身的承受力[12]。
因此优化设计45吨-26米内河轻型岸桥选型及结构迫在眉睫，具有重要的实际应用价值。
目前内河轻型岸桥的主要发展方向集中在以下几个方面：
（1）采用新型的设计计算方法，对集装箱起重机的结构及性能参数进行优化设计；
（2）岸桥结构轻型化，以适应内河的集装箱运输船；
（3）提高岸桥可靠性，使其经久耐用，即提高其使用寿命；
（4）人机工效学，向操作简便、环境舒适、减少司机疲劳方面发展；
3.3 岸桥选型主要参数
内河轻型岸桥的海侧和陆侧门框和斜撑拉杆组合在一起，形成了门架结构，中梁的前铰点和海侧门框上的梯形架，以及前拉杆共同支撑着岸桥设备的前大梁，运行小车沿前大梁、中梁和后大梁组成的轴线前后运行，能适应20°、40°、或者45°集装箱装卸作业。吊具通过起升钢丝绳悬挂在运行小车下跟随运行小车运行；为了方便驾驶员观察吊具对箱和开闭锁作业，习惯上将驾驶室布置在运行小车后下侧并跟随小车运行[13]。
岸桥的外形如图3.1所示。
图3.1 岸桥外形图
岸桥的主要技术参数：
表3.1 岸桥主要技术参数
序号 | 参数名称 | 单位 |
1 | 起重量(吊具下) | 35t |
2 | 起升高度 | 轨上20m 轨下37m |
3 | 最大外伸距 | 26m |
4 | 最小外伸距 | 9m |
5 | 起升工作速度 | 65m/min(满载) 105m/min(空载) |
6 | 小车速度 | 100m/min(满载) 以上是毕业论文大纲或资料介绍，该课题完整毕业论文、开题报告、任务书、程序设计、图纸设计等资料请添加微信获取，微信号：bysjorg。 相关图片展示：
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