摘 要

本文通过使用CAD绘图软件和SolidWorks三维建模软件将桥式抓斗卸船机结构模型完整的展现了出来。在运用软件绘制完图形之后，本文又对桥式抓斗卸船机的轮压和整体稳定性进行了校核分析，通过这些校核分析展现了桥式抓斗卸船机的设计要求，对整机设计有重要的参考价值。整机计算完成之后，本文又对海、陆侧下横梁的结构强度、刚度、稳定性进行了校核分析，保证了结构达到了各项设计要求。然后根据用SolidWorks软件建立的三维模型生成了二维施工图纸，对桥式抓斗卸船机的施工建造具有重要的指导意义。在众多设计工作中，三维建模是本论文非常重要的一部分，本文着重介绍了三维建模软件并对于本次三维建模所遇到的问题进行了极为详尽的描述，对于整机的CAD图纸也进行了简单的介绍。

本文的特色： 本文系统且全面的介绍了桥式抓斗卸船机的设计建造过程，通过各种绘图软件展现了桥式抓斗卸船机的结构构成和各种零部件布置方位，对于研究卸船机由参考意义。

关键词：抓斗；卸船机；海、陆侧下横梁；计算校核；三维建模

Abstract

In this paper, the structural model of bridge grab ship unloader is fully presented by using CAD drawing software and SolidWorks 3d modeling software. After using the software to draw the graphics, this paper also carried out a check analysis of the wheel pressure and overall stability of the bridge grab ship unloader. Through the check analysis, the design requirements of the bridge grab ship unloader are presented, which has important reference value for the whole machine design. After the calculation of the whole machine is completed, the structural strength, stiffness and stability of the underbeam on the land and sea sides are checked and analyzed to ensure that the structure meets the design requirements. Then, according to the 3d model established with SolidWorks software, the 2d construction drawings are generated, which has important guiding significance for the construction and construction of bridge grab ship unloader. In many design work, three-dimensional modeling is a very important part of this paper, this paper focuses on the introduction of three-dimensional modeling software and three-dimensional modeling problems encountered in a very detailed description, for the whole machine CAD drawings are also briefly introduced.

Characteristics of this paper: this paper systematically and comprehensively introduces the design and construction process of the bridge grab ship unloader. Various drawing software is used to show the structural composition of the bridge grab ship unloader and the location of various parts, which is of reference significance for the research on the ship unloader.

Key Words：Grab; Ship unloader; Lower beams of land and sea sides; Calculation and check; 3 d modelin

目录

第一章 绪论 1

1.1课题研究的背景、目的和意义 1

1.2国内外研究现状 1

1.3课题研究内容 1

1.4预期目标 1

2.1、设计目的及要求 3

2.2、基本参数计算与说明 3

2.2.1符号说明与介绍 3

2.2.2 金属结构部分 3

2.2.3.整机固定部分重心位置合成 6

2.2.4. 前大梁总成 8

2.2.5. 整机重量及重心合成 10

2.2.6. 小车总体 12

2.2.7风载荷计算 16

2.3．稳定性验算 24

2.3.1 静载工况 24

2.3.2 动载工况 25

2.3.3. 钢丝绳破断时的稳定性计算 27

2.4、轮压计算 27

2.4.1 工作状态,最大工作风速20m/s: 28

2.4.2. 非工作状态,最大风速为 60m/s: 28

第三章1500t/h桥式抓斗卸船机海、陆侧下横梁结构计算 30

3.1、目的及意义 30

3.2、海侧下横梁的计算校验 30

3.2.1海侧下横梁的受力简图 30

3.2.2截面几何性质计算 31

3.2.3小车位于前伸距工况危险截面的强度和刚度验算 33

3.2.4小车位于最大后伸距工况危险截面的强度和刚度验算 35

3.2.5海侧下横梁的稳定性和加劲板的布置 37

3.3、陆侧下横梁的计算校核 38

3.3.1陆侧下横梁的受力简图 38

3.3.2截面几何性质计算 39

3.3.3小车位于前伸距工况危险截面的强度和刚度验算 41

3.3.4小车位于最大后伸距工况危险截面的强度和刚度验算 43

3.3.5陆侧下横梁的稳定性和加劲板的布置 45

第四章SolidWorks软件建模分析与建模 47

4.1SolidWorks软件建模分析 47

4.2建模过程及所遇到的问题 47

第五章经济性与环保性分析 49

5.1经济性分析 49

5.2环保性分析 49

致谢 50

参考文献 51

第一章 绪论

1.1课题研究的背景、目的和意义

在港口运输的过程中，使用的机械设施有许多不同的类型，这些设施的质量高低直接决定了生产效率的高低。在我国港口规模日益扩大的今天，抓斗卸船机的数量和质量需求一步一步的在扩大，提高抓斗卸船机的稳定性，加强抓斗卸船机的运输性能，才能不断加大码头吞吐量，确保经济效益的提升。为此，我们需要对抓斗卸船机的功能提出更高的要求，加强对抓斗卸船机性能提升方向的研究。在设计制造抓斗卸船机的时候，我们必须对抓斗卸船机的机械性能、生产成本有全面的了解，这样才能不断提升港口的经济效益。

1.2国内外研究现状

随着两带一路政策的出台，我国对于港口建设的投入越来越大，大量大型散货抓斗卸船机受到码头的青睐，世界各国的运输行业开始大力兴建大型运输船，这就使码头的卸船装置一步一步的走向效率更高，输送能力更强的目标。当前我国生产的散货机械设备中，以抓斗卸船机为例，最大生产能力达到3500 t/h，最大卸货能力4000 t/h。通过大量实践研究,国外的港口装卸系统不断扩大,对于25万t的散货运输船，在24h内可以卸完。装船机的能力不断提升,国产设备的装卸能力随之提升,可以达到12000 t/h标准,同类设备可以达到20 000 t/h,相配套的设备生产能力逐渐朝着大型化方向发展。^[10]所以我国港口散货机械想要往同国际化接轨，想要发展出更大型的机器，就需要更高的散货式抓斗卸船机的性能参数。同时与散货式抓斗卸船机相配套的维护性能也需要再度提升。

1.3课题研究内容

本课题主要研究桥式抓斗卸船机的设计制造及图纸绘制，通过对抓斗卸船机整机CAD图的绘制和三维建模，研究分析抓斗卸船机的受力构成，研究抓斗卸船机各个零部件的结构组成和受力状况。通过整机与结构的受力分析，从受力角度探求抓斗卸船机效率提升的方法。通过对整机结构的分析，寻求减少零部件或降低整体自重的途径，以此将抓斗卸船机的生产成本尽可能的降低。

1.4预期目标

采用CAD软件绘制一张关于抓斗卸船机整机的结构图形，将整个抓斗卸船机整体的轮廓和各个配件的细节展现出来，单个重要零件单独绘制零件图。将总体的各种计算公式，过程写入计算说明书中。要求每个公式的含义和公式中字母的意义都解释清楚。完成海、陆侧下横梁设计计算，确定海、陆侧下横梁的具体尺寸，对海、陆测下横梁的强度进行校核，对于处于不同工况下的横梁的疲劳强度进行校核。对横梁的稳定性进行校核。利用SolidWorks建立海、陆侧下横梁的三维模型。 通过对SolidWorks软件的学习，将前面已经设计计算好的海、陆侧下横梁在软件中绘制出来。在三维模型的基础上生成海、陆侧下横梁二维施工图纸。 通过SolidWorks的二维展开功能，将绘制好的三维建模展开成为可以直接供工人可以施工的图纸，同时图纸要考虑加工工艺性，满足可以加工的需求。

第二章1500t/h桥式抓斗卸船机轮压及整机稳定性计算

2.1、设计目的及要求

根据老师所给的许用轮压来校核该台抓斗卸船机的轮胎是否符合设计要求。对可能产生的卸船机倾覆进行校核，保证整机在任何工作状态下，都能够保持稳定。

2.2、基本参数计算与说明

2.2.1符号说明与介绍

G（t）-重量 H（m）-重心高度

Xw(m)-重心距海侧距离

Xl(m)-重心距陆侧距离

轨距: 14 m——轨道之间的距离

海侧轮数: 24

陆侧轮数: 24

海测基距： 18 m

陆测基距： 18 m

基距——轴距沿纵向运动方向的起重机械小车支承中心线之间的距离。

2.2.2 金属结构部分

金属结构由众多零部件构成，这些结构有着不同的重心位置，在计算轮压和校核稳定性时，可以将这些零部件的重心合成一个金属结构的总重心，以此来简便计算。金属结构的各零部件重心位置如下表：

2.2.2.1门框结构

H（m）-重心高度

Xw(m)-重心距海侧距离

Xl(m)-重心距陆侧距离

表2.1门框结构各零部件重心位置

将这些重心进行合成可得：

（式2.1）