箱型龙门起重机
【论文】40t轨道式集装箱门式起重机设计
【关键字】论文毕业设计（论文）封面太原科技大学毕业设计（论文）设计(论文)题目：40t轨道式集装箱门式起重机结构设计姓名：舒云峰学院（系）：机械电子工程学院专业：起重运输机械班级：机自班学号：4指导教师：张文军2008年6月40t轨道式集装箱门式起重机设计设计摘要摘要：轨道式集装箱龙门起重机（英文缩写RMG）是集装箱堆场专用机械之一，它利用市电，通过行走轮在轨道上的移动，配有20'，40'可伸缩吊具（根据需要亦可配双箱吊具），在集装箱堆场的规定范围内起吊、堆放集装箱。
RMG与RTG（轮胎式集装箱龙门起重机）相比，具有用市电驱动，无污染，可加大起重量和起升速度，大车可吊货快速行走等优点。
本机由起升机构、小车运行机构、大车机构、减摇机构等组成。
起升、大车、小车机构多为交流变频控制。
起升机构一般为单卷筒形式，亦可根据需要设计成双卷筒开式。
关键字：轨道式，集装箱，门式，起重机，结构设计Abstract designAbstract: The track-type container gantry cranes (the initials RMG) is one of machinery specialized for Container Yard, which uses electricity to run round the track on the mobile, with 20 ', 40' retractable spreader (also based on need Can double with me spreader), in the container yard of the provisions of the lifting and stacking of containers.RMG and the RTG (tire container gantry cranes) compared with using electricity-driven, non-polluting, can increase from the weight lifting and speed, large carts may be suspended cargo fast walking, etc.The plane from lifting, running car agencies, large carts, roll bodies composed. Lifting, large carts, car bodies for the exchange of multi-frequency control. Lifting bodies is generally single-reel form, or under the dual needs of open-reel.Keyword: Track Crane, containers, Gantry crane, structural design前言轨道式集装箱门式起重机是众多港口起重机械的一种，它以采用市电无污染、能源充足等有点适用于固定场所的长期作业，是港口货物装卸运输的必备设备。
起重机基础知识之门式起重机资料
主讲人
Harvy
集装箱门式起重机
• 概述
集装箱运输是一种新型的现代运输方式，具有安全、高效、保质、快 捷和节省的优点，在进出口货物运输中应用广泛，在目前的世界运输 领域里，固体散杂货、液体散杂货几乎所有货种都已经开始集装箱化， 集装箱运输已成为一种高效率、高效益及高运输质量的运输方式。 中国的上海港集装箱吞吐量已经居世界第一位，共有各类装卸机械计 3256台，其中起重机械类578台，输送机械类660台，搬运机械类980 台，起重类机械主要包括轮胎集装箱门式起重机，轨道集装箱门式起 重机，岸边集装箱起重机等。 集装箱运输的快速发展，随之集装箱船舶不断增大，集装箱码头作为海陆运输的关键点，码头通过能力不足的弱点逐渐暴露出来，全国各 港口在改扩建和筹建新的集装箱码头以适应集装箱运输发展需要的同 时，都在认真考虑如何提高码头作业效率。集装箱码头堆场作业是码 头作业的重要环节，堆场作业效率对船舶装卸效率和集疏运卡车在港 时间等有较大的影响，是影响码头竞争力的主要因素之一。
轨道式门式起重机系统（英文缩写RMG） 近几年各港口在改扩建和筹建新的集装箱码头以适应集装箱运输发展 需要的同时，开始将应用适应高密度堆存、具有较大的拓展应用高新 技术空间的轨道式集装箱门式起重机堆场作业工艺方式作为可选择的 方案之一。此系统的优点是：堆场利用率高，机械结构相对简单，较 易维修，作业可靠，电力驱动，节约能源，减少污染。可采用计算机 控制，易于实现作业自动化。其缺点是：由于只能沿轨道运行，作业 范围受限制，机动性差。由于跨度大，装卸车、倒箱作业较困难。初 始投资大且受电力供应影响。 RTG与RMG作业工艺方式的选择 堆场作业工艺方式和设备的选择需要根据码头通过能力、集疏运方式、 码头陆域面积、工艺布置形式、技术先进性、环境保护性能、安全可 靠性、投资成本和营运成本等因素综合考虑。RTG与RMG虽然各自 存在优缺点，但随着技术的进步，这些缺点在不断改善之中，港口在 选择作业工艺方式的时候既不能盲目求新，也不可过于追求节省初期 投资而忽略了整个码头的长远发展，而应综合考虑各自码头的现状， 用实事求是的态度认真合理选择。
轨道式集装箱龙门起重机吊具抢锁故障原因与解决措施
2021年第2期总第354期LojUatmrHiillon1動f e©作为港口集装箱起重机的主要部件之一，吊具 使用频繁且所处作业环境复杂，是集装箱起重机的 主要故障点，其中，吊具尚未到达适宜高度便开闭 锁(俗称“抢锁”）是较为突出的故障，严重影响设备 作业效率。
本文以广州港股份有限公司南沙集装箱 码头分公司（以下简称“南沙三期码头”）为例，分析 轨道式集装箱龙门起重机（以下简称“轨道吊”）吊具抢锁故障原因并提出解决措施，以期提升设备作1轨道吊吊具抢锁故障表现轨道吊吊具故障在轨道吊故障中的占比较高。
由表1可见,2018年1_8月南沙三期码头8号轨道 吊吊具故障在设备故障中的占比为70%以上，其中，吊具抢锁故障在吊具故障中的占比在60%以上；因此，有必要分析并解决吊具抢锁问题，以降低吊具 故障率，提高轨道吊作业可靠性和作业效率。
业稳定性，保障码头安全高效运营。
表12018年1—8月南沙三期码头8号轨道吊故障统计月份设备故障频次/吊具故障频次/吊具抢锁故障频次/吊具故障占设备故障的比例/吊具抢锁故障占吊具故障的比例/次次次%%I月7658683 2月10757071 3月8768886 4月10858063 5月7648667 6月75571100 7月9767886 8月1087808819襄备技术作者简介：樊承志（1991一），男，助理工程师，从事港口设备维护管理工作轨道吊吊具由机械结构和电控系统两部分组 成(见图1),两者相互配合完成吊具动作，如吊具伸 缩、吊具开闭锁等。
从轨道吊吊具联锁结构（见图 2)来看，吊具开闭锁动作涉及的联锁条件较多，吊 具抢锁原因在于着箱限位没有到位，导致机械与电 气联锁，从而使得锁头不能旋转到位；从设备操作 人员的角度来看，吊具抢锁原因在于设备操作人员 在开闭锁灯闪烁的瞬间便按下相应的指令按钮，而 此时吊具并没有安放到位；从设备维护人员的角度 来看，吊具抢锁原因在于设备操作人员在钢丝绳未 放松、着箱灯没有常亮的情况下便执行开闭锁操作。
轮胎式集装箱龙门起重机基本参数
70
m/min
交 型号
GE180L6KLBNSLLHB
流 功率
15
千瓦
电 转速
1150
转/分
动 电压
380
伏
机 工作制
连续
数量
2
个
减 型号
MC3PLSF03
速 速比
25.552
箱 额定扭矩
11.4
千牛*米
数量
2
个
制 型号
YP11-400*20 江西丰城
动 制动盘直径
400
Mm
器 制动力矩
470
牛顿*米
1 吊具下额定起重量
40.5 ton
2 跨度
23.47 m
（6+1，六列集装箱加一卡车通道）
3 吊具下起升高度
≥18 m
(堆五过六)
4 基距
6.9 m
5 转向架间距（轮距）
2.5 m
6 起升速度及 满载 速度
23 m/min
加减速时间
加减速时间 2.0 sec
仅空吊 速度
52 m/min
具
加减速时间 4.5 sec
数量
2
个
车 直径
500
毫米
轮 数量
4
个
水 直径
150
毫米
平 数量
4
个
轮
大车行走机构性能表
项目
数值
单位
大车运行速度
100
m/min
30
m/min
电 型号
BUIR225M4
机 功率
45
KW
数量
2
个
SEW
备注 带吊具 满载
轨道式集装箱门式起重机的系统原理、使用与维修
轨道式集装箱门式起重机的系统原理、使用与维修JMG4535轨道式集装箱龙门起重机一、总则本起重机专供集装箱货场上作国际标准集装箱的装卸车及堆垛之用。
在龙门起重机的行走距离内可以进行吊一箱过三箱的作业，为扩大起重机的作业范围，本机具有两侧7.5米的外伸距，加上龙门架跨度内的35米工作长度，形成50米长的小车作业线。
起重机可以在门架跨度内堆存12排集装箱；在外伸距处作车道的集装箱装卸车作业。
同时，为了适应不同的集装箱堆放方向和集装箱拖车行走方向，本机设计有小车旋转机构，可使集装箱索具在空载或满载时都能旋转±170°，以提高装卸效率。
本机配备伸缩式集装箱索具（亦称吊具），索具的开闭锁动作和伸缩可以由司机在操纵室操作。
本起重机在轨距35米的轨道上运行，轨道型号为QU80，轨道安装质量必须达到中华人民共和国交通部标准JT5022-86《港口起重机轨道安装技术条件》的规定，以保证起重机在额定载荷下安全使用。
操纵室悬挂在小车旋转架上，和旋转架、集装箱索具一起横移和旋转，保证司机有良好的视线，以便准确对箱操作。
本起重机各机构均为工作性机构。
即都能带载动作，完成20英尺或40英尺集装箱的起升、下降、横移、旋转及整机沿堆场轨道运行。
起重机的设计和校核均按我国国家现行标准GB3811-83《起重机设计规范》和GB6070-85《起重机械安全规程》的相应规定执行，以保证本起重机在集装箱装卸作业时正常工作。
起重机总体性能表：1、起重量：起重能力 45吨，吊（索）具下起重量 35吨装卸集装箱（长×宽）20×8英尺，40×8英尺2、起升高度：轨上12米，轨下5米吊（索）3、具旋转角度±17004、门架跨距：35米，门架两侧外伸距7.5米，门架基距15.5米5、工作速度：起升 14.1米/分，小车横行 62米/分，吊（索）具旋转：1.13转/分，大车运行 51米/分6、起重机最大工作轮压 27吨/轮，大车使用钢轨 QU80，使用电源种类： 3相 380伏 50赫供电方式：电缆卷筒绕入/±100米，电力装机容量CZ=6，JC=40%，255.5千瓦7、起重机总重量：260吨。
龙门式起重机的结构设计及优化
龙门式起重机的结构设计及优化龙门式起重机是一种常见的工业起重设备，用于在工地、港口、仓库等场所进行货物的运输和搬运。
在这篇文章中，我们将探讨龙门式起重机的结构设计和优化，并介绍一些可以提高其性能和效率的方法。
1. 结构设计龙门式起重机的结构设计需要考虑以下几个关键因素：1.1 主梁设计：主梁是起重机结构的主要承重部分，其设计需要考虑强度、刚度和稳定性。
一般情况下，主梁采用箱梁结构，具有较高的强度和刚度。
此外，还可以采用杀伤性钢板焊接工艺，提高主梁的承载能力。
1.2 支撑结构设计：为了保证起重机的稳定性，在龙门式起重机的两侧设置支撑腿是必要的。
支撑腿的设计需要考虑均匀分布荷载、防止倾覆和减小地面压力等因素。
1.3 起重机车架设计：起重机车架是起重机移动和行走的基础部分，一般采用轮式或履带式结构。
在设计中，需要确保车架具有足够的强度和刚度，以满足起重机的工作需求。
1.4 提升机构设计：提升机构是起重机的核心部分，包括起重钩、卷筒、齿轮传动装置等。
设计时需要考虑提升机构的稳定性、动力传输和起重能力，以提高起重机的工作效率和安全性。
2. 优化方法为了提高龙门式起重机的性能和效率，可以采用以下一些优化方法：2.1 材料优化：选择适当的材料可以提高起重机的强度和耐久性。
例如，使用高强度钢材可以减少主梁的重量，提高结构的刚度和稳定性。
2.2 结构参数优化：通过对起重机的结构参数进行优化，可以提高其运动性能和负荷能力。
例如，通过调整支撑腿的角度和长度，可以提高起重机的稳定性。
2.3 液压系统优化：液压系统是起重机的重要部分，影响其提升和行走的效率。
通过优化液压系统的工作流程、降低能量损耗和提高控制精度，可以提高起重机的行走速度和提升效率。
2.4 自动化控制优化：采用自动化控制系统可以实现起重机的智能化操作和监控。
通过优化自动化控制系统，可以提高起重机的工作效率、减少人为误操作和增加安全性。
通过以上的结构设计和优化方法，龙门式起重机可以在提升能力、运动性能和工作效率方面得到明显的提升。
国务院批准的《特种设备目录》起重机械分类
国务院批准的《特种设备目录》起重机械分类有多种分类方法，一般按其功能和构造特点，可分为轻小型起重设备、桥式类型起重机、臂架式类型起重机、升降机四大类。
根据2004年元月国务院批准的《特种设备目录》，被纳入特种设备中的起重机械类主要有：桥式起重机、门式起重机、塔式起重机、流动式起重机、铁路起重机、门座起重机、升降机、缆索起重机、桅杆起重机、旋臂式起重机、轻小型起重设备、机械式停车设备。
一、桥式起重机桥式起重机是指两端通过运行装置直接支承在高架轨道上的桥式起重机。
主要包括通用桥式起重机、电站桥式起重机、防爆桥式起重机、绝缘桥式起重机、冶金桥式起重机、架桥机电动单梁起重机、电动单梁悬挂起重机、电动葫芦桥式起重机、防爆梁起重机。
桥式起重机的主要特点是:一般有起升机构、大车运行机构、小车运行机构等。
它能使重物在有限的三维空间内移动到预先指定的地方。
桥式起重机的运动方向是矢量，即同时存在垂直提升运动、水平移动运动以及大车和小车以不同速度组成的合成运动。
由于起重负荷大，且在有限的三维空间内移动，起重机事故频繁且严重，因此各种防止事故的安全装置必须齐全完好。
二、门式起重机龙门起重机是指其桥架通过两侧支腿支撑在地面轨道或基础上的桥式起重机。
包括通用门式起重机、水电站门式起重机、轨道式集装箱门式起重机、万能杠杆组装式门式起重机、岸边集装箱起重机、造船门式起重机、电动葫芦门式起重机和装卸桥。
三、塔式起重机塔式起重机是指臂架置于垂直塔架顶部的回转臂式起重机。
包括普通塔式起重机、电站塔式起重机和塔带分配器。
四、流动式起重机移动式起重机是指一种可以安装立柱或塔架，可以在无轨道路上带载或空载行驶，并靠自身重量保持稳定的臂式起重机。
包括轮胎起重机、履带式起重机、全地面起重机、集装箱正面起重机、集装箱侧面起重机、集装箱跨运车、轮胎集装箱龙门起重机、汽车起重机和汽车起重机。
五、铁路起重机铁路起重机是指在铁路线路上运行，从事装卸作业和救援颠覆铁路机车车辆等事故的臂架起重机。
起重机种类以及介绍
起重机种类以及介绍、桥架型起重机可在长⽅形场地及其上空作业，多⽤于车间、仓库、露天堆场等处的物品装卸，有梁式起重机、桥式起重机、龙门起重机、缆索起重机、运载桥等。
（1）梁式起重机：梁式起重机主要包括单梁桥式起重机和双梁桥式起重机单梁桥式起重机桥架的主梁多采⽤⼯字型钢或钢型与钢板的组合截⾯。
起重⼩车常为⼿拉葫芦、电动葫芦或⽤葫芦作为起升机构部件装配⽽成。
按桥架⽀承式和悬挂式两种。
前者桥架沿车梁上的起重机轨道运⾏；后者的桥架沿悬挂在⼚房屋架下的起重机轨道运⾏。
单梁桥式起重机分⼿动、电动两种。
⼿动单梁桥式起重机各机构的⼯作速度较低，起重量也较⼩，但⾃⾝质量⼩，便于组织⽣产，成本低，时候⽤于⽆电源后搬运量不⼤，对速度与⽣产率要求不⾼的场合。
⼿动单梁桥式起重机采⽤⼿动单轨⼩车作为运⾏⼩车，⽤⼿拉葫芦作为起升机构，桥架由主梁和端梁组成。
主梁⼀般采⽤单根⼯字钢，端梁则⽤型钢或压弯成型的钢板焊成。
电动单梁桥式起重机⼯作速度、⽣产率较⼿动的⾼，起重量也较⼤。
电动单梁桥式起重机由桥架、⼤车运⾏机构、电动葫芦及电⽓设备等部分组成。
（2）桥式起重机：桥式起重机是桥架在⾼架轨道上运⾏的⼀种桥架型起重机，⼜称天车。
桥式起重机的桥架沿铺设在两侧⾼架上的轨道纵向运⾏，起重⼩车沿铺设在桥架上的轨道横向运⾏，构成⼀矩形的⼯作范围，就可以充分利⽤桥架下⾯的空间吊运物料，不受地⾯设备的阻碍。
桥式起重机⼴泛地应⽤在室内外仓库、⼚房、码头和露天贮料场等处。
桥式起重机可分为普通桥式起重机、简易梁桥式起重机和冶⾦专⽤桥式起重机三种。
普通桥式起重机⼀般由起重⼩车、桥架运⾏机构、桥架⾦属结构组成。
起重⼩车⼜由起升机构、⼩车运⾏机构和⼩车架三部分组成。
起升机构包括电动机、制动器、减速器、卷筒和滑轮组。
电动机通过减速器，带动卷筒转动，使钢丝绳绕上卷筒或从卷筒放下，以升降重物。
⼩车架是⽀托和安装起升机构和⼩车运⾏机构等部件的机架，通常为焊接结构。
（3）门式起重机⼀般根据门架结构形式、主梁形式、吊具形式来进⾏分类。
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4．小车制动惯性力PHx引起的主梁内力
跨中截面弯矩： 跨中截面剪力：
Z M Hx
Z Q Hx
1 = PHx H 2 H = − PHx L
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二、水平载荷引起的主梁内力
1．大车制动惯性力引起的主梁内力
a ϕ5 g G = KG 惯性力 PH = ϕ 5 ma = 1 GZ R = KR = (Gxc + Q) 小车惯性力 H j 桥架惯性力 q H = K L n 0
PWh = CK h qA h
水平轮压 司机室风载荷：
RW
PWh + PWxc = n
PWs = CK h qA s
风载荷引起的主梁危险截面的水平弯矩为
Z Z Z Z 跨中截面弯矩： M Ws = M WP + M Wq + M Wcs
A A A 支座截面弯矩： M Ws = M WP + M Wq
4 6
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第二节 偏轨箱形主梁的内力分析
主梁的计算简图
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主梁的最不利计算简图是按两端简支的外伸 梁计算，不因其结构型式和支承情况而改 变。
司机室惯性力 PHs = KGs
端梁惯性力 PHd = KGd
qH
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惯性载荷引起的主梁危险截面的水平弯矩为：
Z Z Z Z Z = M HP + M Hq + M Hcs + M Hd 跨中截面水平弯矩： M Hs
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四、龙门起重机的主要参数
跨度L：标准跨度系列 18m、22、26、30、35m 有效悬臂长ℓ：ℓ=(0.3～0.4)L 或由使用要求决定。 起升高度H：H=(8～12)m ，或由使用要求决定 大车轴距B： B = ( 1 ～ 1 ）L （由过腿空间决定）
⑵集中固定载荷引起的主梁内力
司机室重力Pcs=φiGs引起的跨中截面弯矩： 端梁重力Pd=φiGd引起的跨中截面弯矩：
A Qd = − Pd
Z M cs
1 = PcsC 2
Z Md = − Pd l
端梁重力Pd=φiGd引起的主梁支座截面的弯矩及剪力为：
A Md
= − Pd l
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2Z dM 1 a1 = R 1− − =0 dZ L L
得
a1 即主梁最大弯矩发生在距跨中截面 处 2
M 1 max
2 2 ( ) − Z a Z L a 1 = R Z1 − 1 − 1 1 = R L L 4L
Z MP = M 1max
第三节 薄壁箱形梁的约束扭转和约束弯曲
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⑴ 小车在主梁跨间运行时
轮1下的弯矩方程式为：
L − Z − a1 M1 = RAZ = R Z L
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由
MB = Mn −MA
Mn L Z= 时， M A = M B = 2 2
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一条刚性腿（支腿A）一条柔性腿时
M A ≈ Mn MB ≈ 0
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U型双主梁龙门起重机
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2. 带马鞍双梁龙门起重机
马鞍的作用： 防止两根主梁向中间并，提高桥架的水平刚度。
A A A A M = M + M + M 支座截面水平弯矩： Hs HP Hq Hd
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2．风载荷引起的主梁内力
主梁均布风载荷： qw = CK h qAz / L0
Wxc = CK h qAxc 小车及货物风载荷： P
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⑵ 小车在主梁悬臂段运行时
A 支承A处的弯矩： M P = M max = −[ P1l0 + P2 (l0 − b )]
A 支承A处的剪力： QP = −( P 1+P 2)
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3．大车偏斜运行侧向力引起的主梁内力
λ 侧向力计算式： PS = ∑ P 2 侧向力引起的主梁跨中截面的水平弯矩为 PS Z MS = B 2
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三、主梁承受的扭矩
1. 外扭矩 ⑴ 垂直载荷引起的扭矩
单梁： M nc = ϕ i G xc (B1 + e ) + ϕ i′ Q ( B2 + e ) 双梁：M nc
= R ⋅e
对偏轨箱形梁
δ2 e≈ B0 δ1 + δ 2
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2．固定载荷引起的主梁内力
⑴ 匀布固定载荷引起的主梁内力
ϕ iG z 自重均布载荷： q = L0
跨中截面弯矩
Z Mq
= M max
qL0 = (2 L − L0 ) 8
支座截面弯矩
2 ql A =− Mq 2 支座截面剪力
A Qq = − ql
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⑵ 水平载荷引起的扭矩 M
ns
= ( R H + RW
h ) 2
⑶ 总外扭矩
M n = M nc + M ns
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2．扭矩在主梁上的分布 ⑴ 小车在跨间运行
两刚性支腿时
由
MA
Mn = M A + MB
L−Z = ⋅Mn L Z = ⋅Mn L
一、单主梁龙门起重机
1. 带悬臂的单主梁龙门起重机 ⑴ 结构型式
L型单主梁龙门起重机 C型单主梁龙门起重机
单主梁龙门起重机
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L型单主梁龙门起重机
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带马鞍双梁龙门起重机
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三、偏轨箱形梁
偏轨箱形梁的特点：
不需设置短横向加劲板;但要设置支承悬伸翼缘的三角筋板。
2．小车在悬臂端时，支座截面的内力
A A A A 垂直载荷引起的弯矩： M x = MP + Mq + Md
A A A A 垂直载荷引起的剪力： Q = Q P + Q q + Q d
A A A M = M + M 水平载荷引起的弯矩： y Hs Ws
A M 扭矩： n = Mn
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L − a1 Z1 = 2
近似取跨中截面弯矩
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小车在主梁跨间运行时，剪力方程为
Z b Z Q=P + P2 1 − − 1 1 − L L L
当Z = 0时
Qmax
P2b =P 1 + P2 − L
第三篇 铁路和港口常用起重运输机 金属结构的设计计算
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第八章 偏轨箱形龙门起重机的金属结构
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第八章 偏轨箱形龙门起重机金属结构的形式 偏轨箱形主梁的内力分析 薄壁箱形梁的约束扭转和约束弯曲 偏轨箱形主梁的设计计算 偏轨箱形龙门起重机支腿的设计计算 作业
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主梁上的作用载荷
按CH3 表3-14或表3-15的载荷组合。
主梁的危险截面
小车在跨中时的跨中截面：计算MZ 、QZ 小车在悬臂端极限位置时的支座截面：计算MA、QA
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第一节 偏轨箱形龙门起重机金属结构的形式
龙门起重机金属结构由主梁和支腿两大部分组成。 按主梁数目龙门起重机可分为： 单主梁龙门起重机 双主梁龙门起重机
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