Introduction
Définition et application du portique à conteneurs monté sur rail- (RMG)
Le portique à conteneurs sur rail- (RMG en abrégé) est l'une des machines spéciales pour les parcs à conteneurs. Il se déplace sur la piste avec des roues de roulement, est entraîné par l'électricité du secteur et est équipé d'épandeurs rétractables de 20- pieds et 40 pieds (des épandeurs à double caisse peuvent également être équipés selon les besoins). Il peut soulever et empiler des conteneurs dans la plage spécifiée du parc à conteneurs. RMG gagne de plus en plus de faveur en raison de ses avantages tels qu'une efficacité opérationnelle élevée, une utilisation élevée du site, un degré élevé d'automatisation, un faible taux de défaillance, une faible consommation d'énergie, de faibles coûts d'exploitation et une protection de l'environnement.
Le transport portuaire occupe une place de plus en plus importante dans le commerce économique mondial. Avec le développement continu du commerce mondial, l’efficacité du chargement et du déchargement des marchandises portuaires est directement liée au niveau des avantages économiques. Par conséquent, l’innovation et l’amélioration des équipements de levage et de transport portuaires sont particulièrement importantes.
Les méthodes et systèmes de transport traditionnels de chargement et de déchargement des conteneurs ne peuvent plus répondre aux besoins croissants du commerce économique. L'amélioration de l'efficacité du transport de chargement et de déchargement des conteneurs peut augmenter considérablement le volume de marchandises entrant et sortant du port, améliorant ainsi les avantages économiques. Par conséquent, des exigences plus élevées sont proposées pour la conception des portiques à conteneurs montés sur rails.
Objectifs et principes de conception
L'objectif de conception est d'améliorer l'efficacité du chargement et du déchargement des machines portuaires et de réaliser des opérations de chargement et de déchargement de conteneurs plus efficaces et plus respectueuses de l'environnement en concevant des portiques à conteneurs sur rail-avec un tonnage important, une grande portée et une grande hauteur de levage. Les principes de conception comprennent :
Améliorer l'efficacité du chargement et du déchargement : améliorez la vitesse de fonctionnement et la précision de la grue grâce à l'innovation technologique.
Gros tonnage : Concevez des grues avec une grande capacité de levage pour répondre aux besoins de chargement et de déchargement de conteneurs lourds.
Grande portée : augmentez la portée de la grue pour élargir la plage de fonctionnement.
Grande hauteur de levage : Augmentez la hauteur de levage de la grue pour s'adapter aux différents types de parcs à conteneurs.
Conception globale
Paramètres de conception
Les paramètres de conception d'un portique à conteneurs-monté sur rails (RMG) constituent la base de ses performances. Ces paramètres déterminent la capacité de fonctionnement et le champ d'application de la grue. Voici un aperçu des principaux paramètres de conception :
Capacité de levage : La capacité de levage d’une grue est l’un de ses indicateurs de performance les plus importants. Il détermine le poids maximum d'un conteneur que la grue peut soulever. Les types de conteneurs couramment utilisés dans les ports et leurs poids doivent être pris en compte lors de la conception pour garantir que la grue peut répondre aux exigences opérationnelles réelles.
Hauteur de levage : La hauteur de levage détermine la hauteur maximale à laquelle la grue peut empiler les conteneurs. Cela doit être déterminé en fonction des conditions réelles et des exigences de stockage du parc à conteneurs pour s'adapter aux différents types de chantiers et aux exigences d'exploitation.
Portée : La portée fait référence à la distance entre les voies de la grue, qui détermine la plage de fonctionnement de la grue. La largeur de la cour et la disposition des conteneurs doivent être prises en compte lors de la conception pour garantir que la grue puisse couvrir toute la zone d'exploitation.
Portée : La portée fait référence à la portée effective du porte-à-faux de la grue, qui détermine la capacité de la grue à fonctionner en bordure de la cour. Pour les grues qui doivent manipuler des conteneurs en bordure du chantier, la portée est un paramètre de conception important.
Vitesse de travail : La vitesse de travail comprend la vitesse de levage, la vitesse de fonctionnement du chariot et la vitesse de fonctionnement du chariot. Ces paramètres de vitesse déterminent l'efficacité de fonctionnement de la grue. Les exigences opérationnelles réelles doivent être prises en compte lors de la conception pour garantir que la grue puisse terminer le levage et l'empilage des conteneurs dans le délai spécifié.
Conception du faisceau principal
La poutre principale est un élément porteur-important du portique à conteneurs sur rail-monté sur rail, et sa conception affecte directement la stabilité et l'efficacité de fonctionnement de la grue. Voici les principaux aspects de la conception de la poutre principale :
Conception de taille de base : La longueur, la largeur et la hauteur de la poutre principale doivent être déterminées en fonction des paramètres de la portée, du poids de levage et de la hauteur de levage de la grue. Les exigences de résistance, de rigidité et de stabilité du matériau doivent être prises en compte lors de la conception pour garantir que la poutre principale peut résister à diverses charges pendant le fonctionnement de la grue.
Calcul des paramètres géométriques de la section transversale de la poutre principale : les paramètres géométriques de la section transversale de la poutre principale incluent la largeur de la semelle, l'épaisseur de l'âme, etc. Le calcul de ces paramètres doit être basé sur les propriétés mécaniques du matériau et les conditions de travail réelles de la grue. Grâce à une conception en section transversale raisonnable-, la capacité portante et la stabilité de la poutre principale peuvent être améliorées.
Conception de poutre d'extrémité
La poutre d'extrémité est un élément reliant la poutre principale et le stabilisateur. Sa conception doit prendre en compte les exigences globales de structure et de stabilité de la grue. La conception de la poutre d'extrémité doit répondre aux exigences suivantes :
Exigences de résistance : La poutre d'extrémité doit être capable de résister à diverses charges pendant le fonctionnement de la grue, notamment le poids de levage, la charge du vent, etc.
Exigences de rigidité : La poutre d'extrémité doit avoir une certaine rigidité pour éviter une déformation excessive pendant le fonctionnement de la grue.
Méthode de connexion : La méthode de connexion entre la poutre d'extrémité et la poutre principale et le stabilisateur doit être raisonnable et fiable pour assurer la stabilité globale de la grue.
Conception de stabilisateur rigide et de stabilisateur flexible
La conception des stabilisateurs du portique à conteneurs sur rail-est la clé de sa stabilité structurelle. L'utilisation combinée de stabilisateurs rigides et de stabilisateurs flexibles peut équilibrer la stabilité et la flexibilité de la grue. Voici les principaux aspects de la conception des stabilisateurs :
Conception du stabilisateur rigide : Le stabilisateur rigide doit avoir une résistance et une rigidité suffisantes pour résister à diverses charges pendant le fonctionnement de la grue. Sa conception doit répondre aux exigences de résistance et de stabilité et prendre en compte la méthode de connexion avec la poutre principale et la poutre d'extrémité.
Conception de stabilisateur flexible : Le stabilisateur flexible est relié à la poutre principale par une connexion articulée et présente un certain degré de flexibilité. Sa conception doit prendre en compte les caractéristiques dynamiques et les exigences de stabilité de la grue afin de réduire les vibrations et les impacts de la grue pendant le fonctionnement.
Conception de poutre d'extrémité inférieure et de selle supérieure
La poutre d'extrémité inférieure et la selle supérieure sont des composants clés des portiques à conteneurs sur rail-. Leur conception doit prendre en compte la structure globale et les exigences de fonctionnement de la grue. Voici les principaux aspects de la conception de la poutre inférieure et de la selle supérieure :
Conception de la poutre d'extrémité inférieure : La poutre d'extrémité inférieure relie les pieds et le rail et doit résister à diverses charges pendant le fonctionnement de la grue. Sa conception doit répondre aux exigences de résistance et de rigidité et prendre en compte le mode de connexion avec la voie.
Conception de la selle supérieure : La selle supérieure est située au-dessus de la poutre principale et est utilisée pour soutenir le rail du chariot de la grue. Sa conception doit prendre en compte la stabilité de fonctionnement et les exigences de fonctionnement du chariot pour garantir que la grue puisse normalement soulever et empiler des conteneurs.
Calcul de la stabilité de la grue
En tant qu'équipement volumineux et lourd, la stabilité de l'ensemble de la machine du portique à conteneurs sur rail-(RMG) est un facteur clé pour garantir un fonctionnement sûr et prolonger sa durée de vie. Le calcul de stabilité comprend principalement la vérification de la stabilité dans des conditions à vide-et à pleine-charge.
1. Calcul du facteur de sécurité de stabilité de charge lorsque la grue sans charge - se lève et freine dans le sens de la voie.
Lorsque la grue se lève et freine dans le sens de la voie dans des conditions à vide-, en raison de l'action de la force d'inertie, un moment de renversement dans la direction de la voie peut être généré. Afin d'assurer la stabilité de la grue dans ce cas, il est nécessaire de vérifier le facteur de sécurité de stabilité de la charge.
Mesures:
Calculer la force d'inertie : Calculez la force d'inertie générée par la grue lors du levage et du freinage en fonction de la masse, de l'accélération et du temps de démarrage et de freinage de la grue.
Calculer le moment de renversement : multipliez la force d'inertie par la distance verticale entre le centre de gravité de la grue et la voie pour obtenir le moment de renversement dans la direction de la voie.
Calculer le moment de stabilité : Considérez le moment de stabilité généré par le propre poids de la grue et la structure du stabilisateur, qui est généralement calculé par la zone de contact entre le stabilisateur de la grue et le sol et la distance entre le centre de gravité de la grue et le stabilisateur.
Calculez le facteur de sécurité : divisez le moment de stabilisation par le moment de renversement pour obtenir le facteur de sécurité de stabilité de la charge dans la direction de la voie. Ce facteur doit être supérieur ou égal à la valeur standard spécifiée pour garantir la stabilité de la grue.
2. Vérifiez le facteur de sécurité de stabilité de la charge perpendiculairement à la direction de la voie du chariot lorsque la grue est complètement chargée
Lorsque la grue est complètement chargée, le poids du conteneur et le poids de la grue elle-même peuvent provoquer un moment de renversement perpendiculaire à la direction de la voie lorsque la grue fonctionne perpendiculairement à la direction de la voie du chariot. Afin de garantir la stabilité de la grue dans ce cas, la vérification du facteur de sécurité de stabilité de la charge est également requise.
Mesures:
Calculez le poids total du conteneur et de la grue : Ajoutez le poids total de la grue à pleine charge (y compris le poids du conteneur et le poids de la grue elle-même).
Calculez le moment de renversement : multipliez le poids total par la distance verticale entre le centre de gravité de la grue et le stabilisateur ou la voie perpendiculaire à la direction de la voie pour obtenir le moment de renversement perpendiculaire à la direction de la voie.
Calculez le moment de stabilisation : tenez compte de la zone de contact entre le stabilisateur de la grue et le sol et de la distance entre le centre de gravité de la grue et le stabilisateur, et calculez le moment de stabilisation perpendiculaire à la direction de la voie.
Calculez le facteur de sécurité : divisez le moment de stabilisation par le moment de renversement pour obtenir le facteur de sécurité de stabilité de la charge perpendiculaire à la direction de la voie. Ce facteur doit également être supérieur ou égal à la valeur standard spécifiée.
Remarques :
Lors des calculs de stabilité, les conditions de force de la grue dans diverses conditions de travail doivent être pleinement prises en compte, y compris les charges de vent, les charges dynamiques et d'autres facteurs.
Les résultats du calcul de stabilité doivent être combinés avec les résultats des tests réels pour garantir l'exactitude et la fiabilité des résultats du calcul.
Au cours du processus de conception, les stabilisateurs et les chenilles de la grue doivent être disposés raisonnablement pour améliorer la stabilité globale et la capacité de charge-de la grue.
Grâce aux calculs ci-dessus, il est possible de garantir que le portique à conteneurs sur rail-a une stabilité suffisante à la fois dans des conditions de charge vide et complète, garantissant ainsi la sécurité opérationnelle et prolongeant la durée de vie.
Conclusion et perspectives
Résumé des résultats de conception
La conception de ce portique à conteneurs (RMG) monté sur rail-a permis d'obtenir une série de résultats de conception importants en tenant compte de manière exhaustive des besoins réels du transport portuaire ainsi que de l'efficacité, de la stabilité et de la protection de l'environnement des opérations de grue.
Tout d'abord, nous avons déterminé les paramètres de conception clés de la grue, notamment le poids de levage, la hauteur de levage, la portée, la portée et la vitesse de travail, qui ont été raisonnablement définis en fonction des besoins opérationnels réels du port et des exigences de performance de la grue.
Deuxièmement, dans la conception des composants clés tels que la poutre principale, la poutre d'extrémité, le stabilisateur rigide et le stabilisateur flexible, la poutre d'extrémité inférieure et la selle supérieure, nous avons pleinement pris en compte la résistance, la rigidité, la stabilité et les méthodes de connexion des matériaux pour assurer la stabilité globale et l'efficacité opérationnelle de la grue.
En particulier dans la conception des stabilisateurs, nous avons adopté une combinaison de stabilisateurs rigides et de stabilisateurs flexibles, qui ont non seulement assuré la stabilité de la grue, mais ont également amélioré sa flexibilité, lui permettant de mieux s'adapter aux différents environnements et besoins d'exploitation.
Analyse des innovations et avantages techniques
Technologie de rotation à pleine vitesse- : en adoptant des technologies telles qu'une structure en acier rigide-à jambes flexibles, un chariot à double-degré-de-liberté, une roue horizontale et une compensation de vitesse dans les courbes du système de commande électrique, la grue peut tourner à pleine vitesse sur la voie courbe, améliorant ainsi considérablement l'efficacité opérationnelle.
Intelligence et automatisation : la grue est équipée d'équipements intelligents tels qu'un système de stockage, un système de récupération, un système de positionnement et adopte un système de contrôle de puissance avancé pour réaliser un fonctionnement automatique et améliorer la précision et l'efficacité du fonctionnement.
Protection de l'environnement et économie d'énergie : la grue est entraînée par l'énergie électrique, ce qui réduit le bruit et les émissions de gaz d'échappement, répond aux exigences de protection de l'environnement et a une faible consommation d'énergie, réduisant ainsi les coûts d'exploitation.
Conception modulaire : les principaux composants de la grue adoptent une conception modulaire, facile à installer, à entretenir et à mettre à niveau, et améliore la fiabilité et la durée de vie de l'équipement.
Tendances de développement futures et orientations d’amélioration
Avec le développement continu du commerce mondial et le transport portuaire de plus en plus fréquenté, les portiques à conteneurs sur rail-seront confrontés à davantage de défis et d'opportunités. À l’avenir, nous pouvons apporter des améliorations et des innovations dans les domaines suivants :
Améliorer l'efficacité du chargement et du déchargement : continuez à optimiser la structure et le système de contrôle de la grue, améliorez la vitesse et la précision de fonctionnement, raccourcissez le temps de chargement et de déchargement et augmentez le débit portuaire.
Améliorer le niveau d'intelligence : introduire des équipements et des technologies intelligents plus avancés, tels que la vision industrielle, l'intelligence artificielle, etc., pour obtenir des opérations automatisées et des avertissements de pannes plus efficaces.
Optimiser l'utilisation de l'énergie : recherchez des moyens d'utilisation de l'énergie plus efficaces, tels que l'application d'énergies renouvelables telles que l'énergie solaire et l'énergie éolienne, pour réduire la consommation d'énergie et les coûts d'exploitation.
Améliorer les performances environnementales : renforcer la conception environnementale des grues, réduire le bruit et les émissions de gaz d'échappement et protéger l'environnement écologique.
Modularisation et personnalisation : en fonction des besoins réels des différents ports et chantiers à conteneurs, fournir des solutions plus modulaires et personnalisées pour répondre aux divers besoins des clients.
