摘 要 本论文是一篇针对岸边集装箱起重机俯仰机构的设计计算说明书。针对岸边集装箱起重机俯仰机构的设计，本文分析了岸边集装箱起重机的整机轮压验算以及在多种载荷的共同作用下的整机稳定性。在完成以上内容的计算后进入岸边集装箱起重机的俯仰机构的设计选型过程。论文研究方法是通过查找和学习国内外的相关的先进设计制造方法，经过对一系列的数据参数的测量与计算完成针对岸边集装箱起重机的轮压与稳定性验算以及机构零件的选型。本论文的内容有利于我们对大学所学知识的掌握并运用，同时通过查找和学习国内外相关的文献资料，可以大大的提高我们对国内外岸边集装箱起重机发展现状的了解程度，对我们未来的学习和工作都有着积极而又深远的意义。 关键字：轮压、稳定性、俯仰机构 Abstract This paper is a design specification for the pitching mechanism of quayside container cranes. In view of the design of the pitching mechanism of the quayside container crane, this paper analyses the checking calculation of the whole machine wheel pressure of the quayside container crane and the stability of the whole machine under the joint action of a variety of loads. After completing the calculation of the above contents, the design and selection process of the pitching mechanism of the quayside container crane is introduced. The research method of this paper is to find and study the advanced design and manufacturing methods at home and abroad. Through the measurement and calculation of a series of data parameters, the checking calculation of the wheel pressure and stability of the quayside container crane and the selection of the mechanism parts are completed. The content of this paper is conducive to our knowledge of the University and the use of knowledge. At the same time, through the search and study of relevant documents at home and abroad, we can greatly improve our understanding of the current situation of the development of domestic and foreign shore container cranes, and have a positive and far-reaching significance for our future study and work. Key Words：Wheel pressure, stability, and pitching mechanism 目录 第一章 绪论 1 1.1岸桥简介 1 1.2国内外发展现状 1 1.3研究目的及意义 2 1.4研究（设计）基本内容 2 第二章 轮压验算 3 2.1基本载荷计算 3 2.1.1固定载荷-DL 3 2.1.1.1机器房的自重计算 3 2.1.1.2金属结构重量计算 5 2.1.2前大梁 7 2.1.3小车、起升系统 8 2.1.3.1小车（TL）（包括主小车以及托架小车） 8 2.1.3.2起升系统（包括吊具及制动轮） 9 2.1.4集装箱（LL） 10 2.1.5冲击载荷（IMP） 11 2.1.6电机堵转载荷 11 2.1.7碰撞载荷 12 2.1.8大车惯性载荷 12 2.1.9 地震载荷 13 2.2风载荷计算 13 2.2.1工作风载荷计算 13 2.2.2非工作风载荷 16 2.3根据标准轮压载荷组合计算的轮压 18 2.3.1许用轮压 18 2.3.2工作工况轮压 18 2.3.3非工作工况轮压（WLS） 22 第三章 稳定性验算 23 3.1 工况一：无风静载 23 3.1.1小车位于外伸距时 23 3.1.2.小车位于后伸距时 24 3.2工况二：有风动载 24 3.2.1小车外伸距，工作风速平行大车轨道，大车起制动 24 3.2.2小车后伸距，工作风速平行大车轨道，大车起制动 25 3.2.3小车外伸距，工作风速垂直大车轨道，大车起制动 25 3.2.4.小车后伸距，工作风速垂直大车轨道，大车起制动 26 3.3工况三：有风突然卸载 26 3.3.1小车位于外伸距，风从海侧吹向陆侧 26 3.3.2小车后伸距，风从陆侧吹向海侧 27 3.4工况四：暴风侵袭 27 3.4.1起重机处于非工作状态，风平行轨道 27 3.4.2起重机处于非工作状态，风垂直轨道 28 3.5稳定性验算结果 28 第四章 俯仰机构计算选型 29 4.1俯仰机构主要参数 29 4.1.1俯仰机构工作级别及俯仰时间 29 4.1.2俯仰缠绕系统的几何参数 29 4.2钢丝绳的计算 30 4.3滑轮选型计算 30 4.4卷筒计算 31 4.5卷筒验算 32 4.5.1卷筒强度验算 32 4.5.2卷筒稳定性验算 32 4.6电动机功率计算 32 4.6.1电机过载系数校验 33 4.6.2电机发热校核 33 4.7减速机选型计算 37 4.8联轴器选型计算 38 4.8.1.高速联轴节选型 38 4.8.2低速联轴节选型 38 4.9制动器选型计算 38 4.9.1高速制动器选型 38 4.9.2低速制动器选型 39 第五章 经济性环保性分析 40 5.1经济性分析 40 5.2环保性分析 40 第六章 总结与展望 41 6.1总结 41 6.2展望 42 参考文献 43 致谢 44

第一章 绪论

1.1岸桥简介

集装箱运输方式自从1957年产生，至今其运输和装卸方式已日趋完善，使世界各国之间的国际贸易往来得到极大发展，为促进经济全球化发展提供了重要的手段^【1】。1965年全世界第一台岸边集装箱起重机诞生，距离今天已经过去了53年的时间了。在这53年的时间里，随着世界经济全球化的不断发展，集装箱运输行业已经逐渐的形成并发展成为了一个既能够影响世界经济发展变化而本身又会受到世界经济影响的独特的产业模式^【2】。 岸边集装箱起重机简称岸桥，在集装箱运输的过程中是必不可少的^【3】。通过使用岸边集装箱起重机可以极大地节省人力和物力资源。随着世界经济全球化的进程不断加深，各国之间的贸易往来更加的频繁，以往的运输船舶无法满足越来越大的运输需求。因此，世界各国都在不断地使用新的技术手段来对运输船舶进行更新换代和技术升级，这便导致运输船舶不断地朝着大型化的方向发展。其中超巴拿马型船舶的研究成功更是对以往的岸边集装箱起重机来说是一个极大的考验。所以，岸边集装箱起重机也同样需要不断地进行更新换代以适应运输传播的不断发展^【4】。

1.2国内外发展现状

就目前而言，国内外岸边集装箱起重机的发展方向主要是朝着大型化、高速化、高效化方向发展。集装箱运输船舶的大型化、特别是超巴拿马型船的发展对岸边集装箱起重机提出了更新更高的要求。岸边集装箱起重机的技术参数需要全面的提高，在保证岸边集装箱起重机能够正常运行的情况下，起重机增加起重机的运行速度。同时，岸边集装箱起重机的外伸距、起升高度、吊具下的额定起重量需要不断增大，以保证能够一次吊取更多的货物。当然，更高效率的岸边集装箱起重机装卸系统以及新型控制系统的设计研发也是同样重要的，这样才能更好地满足运输船舶大型化以后对岸边集装箱起重机装卸系统以及简单高效的控制系统的要求。 1973年以后，我国国内才真正的开始形成了岸边集装箱起重机设计制造业，经过几十年的发展，国内岸边集装箱起重机大致具有了以下特点：（1）通过对岸桥结构的改进，以达到减轻岸边集装箱起重机自身重量的目的；（2）通过学习和利用国外的先进设计制造技术来完成对国内岸边集装箱起重机的技术升级换代；（3）随着时代发展、运输船舶的发展朝着重量轻、大型化、高效化发展^【5】。 国外岸边集装箱起重机的发展大致有以下特点 ：（1）通过简化岸边集装箱起重机的结构，来减轻自重，降低生产成本；（2）不断更新岸边集装箱起重机的零部件从而达到提高整机性能的目的；（3）与国内一致，都是朝着重量轻、大型化、高效化方向不断发展；（4）通过机械化运输系统的组合运用来提高生产效率^【6】。

1.3研究目的及意义

起重机能够极大地减轻人们的体力劳动，提高工作生产效率。在国民经济各部门的物质生产和物质流通中起着很大的作用。起重机的设计制造水平，从一个侧面反映了一个国家的工业现代化水平。岸边集装箱起重机更是在现代工业中是必不可少的一项。 毕业设计进行岸边集装箱起重机俯仰机构的设计，不但有利于我们对大学所学知识的掌握并运用，同时通过查找和学习国内外相关的先进设计制造技术，可以大大的提高我们对国内外岸边集装箱起重机发展现状的了解程度，对我们未来的学习和工作都有着积极而又深远的意义。

1.4研究（设计）基本内容

1. 查阅相关资料、检索专业文献； 2. 在阅读专业文献的基础上撰写开题报告； 3. 完成总体设计计算并绘制总体方案图一张； 4. 完成俯仰机构设计计算，绘制俯仰机构总图及主要零件图。 5. 撰写毕业设计报告书（设计计算书）一份，其字数不少于1万字，报告书应有中英文摘要（200～300汉字）。涉及的本专业参考文献和文献检索均不少于15篇，其中外文参考文献不少于2篇。 6. 翻译与本课题相关的外文专业资料，不少于5000个汉字 注：完成设计图纸总计不少于折合A1幅面3张。

第二章 轮压验算

2.1基本载荷计算

2.1.1固定载荷-DL

2.1.1.1机器房的自重计算

海侧 X_G1（m） Y_G1（m） 图2.1 机器房 机器房和路侧轨道之间的距离： -6.9 m 从地面到机器房底座的上表面的距离： 45.8 m 表2.1 机器房重力重心表

序号	名称	G(t)	XG1(m)	YG1(m)	ZG1(m)
1	机房底盘	44.50	0.00	0.00	-0.18
2	机房围墙	27.00	0.00	0.00	3.70
3	电气房底盘	0.00	0.00	0.00	0.00
4	电气房围墙	2.40	0.00	-7.45	1.80
5	高压柜	6.00	0.00	-7.45	1.80
6	变压器	2.00	0.00	8.00	2.05
7	电器控制台	2.50	0.00	-7.45	2.35
8	起升机构电动机、制动器、联轴节	8.00	-3.44	0.00	0.90
9	起升机构卷筒、联轴节	8.00	-4.30	0.00	0.90
10	起升机构减速箱、底座	9.00	-4.10	0.00	0.70
11	起升应急机构	1.37	-3.00	0.00	0.90
12	卷筒支承和其他起升部分	3.00	-4.30	0.00	0.60
13	俯仰机构电动机、制动器、联轴节	2.50	2.80	4.70	0.90
14	俯仰机构卷筒、联轴节	7.20	4.10	0.00	0.90
15	俯仰机构减速箱和底盘	5.50	4.40	4.10	0.70
16	俯仰机构卷筒制动器	0.69	3.80	-3.00	0.70
17	俯仰机构应急机构	1.00	2.50	2.40	0.80
18	俯仰机构其他部分	1.50	4.70	-1.50	0.60
19	维修行车	8.38	2.00	6.00	3.66
20	换绳装置	3.77	0.00	0.00	2.50
21	空压机	0.60	5.00	4.70	0.50
22	工作台	0.50	5.35	8.25	0.50
23	工具箱	0.80	0.00	-5.20	1.20
24	小车牵引系统	6.28	0.50	-1.50	-0.20
25	托架小车牵引系统	3.23	0.30	0.00	-0.94
26	其他	2.00	0.00	0.00	0.00
27	液压系统	1.00	4.00	0.00	1.20
28	空调设备	1.00	0.00	-8.00	0.50
	机器房合计	159.72	-0.08	0.02	1.22
		159.72	-6.98	0.02	47.02

Note：X_G1、Y_G1、Z_G1 原点在机器房中心 X_G、Y_G、Z_G 的原点参照以下数据：