摘 要

随着国际间贸易的日益繁荣，在远洋物流中具有不可或缺地位的散货运输船日益向着大型化方向发展，作为散货码头主要装卸设备的桥式抓斗卸船机也不断创新发展。作为桥式抓斗卸船机主体结构的金属结构，结构尺寸大，载荷状态复杂，安全性要求高。在设计过程中必须严格按照设计规范对金属结构进行强度、刚度、稳定性的计算校核。

本文主要按照起重机设计规范，对桥式抓斗卸船机整机轮压、抗倾覆稳定性进行计算校核，同时计算后大梁部分在各种工况下的强度、刚度、稳定性进行计算。本文以1250t/h桥式抓斗卸船机为例，结合GB/T3811-2008起重机设计标准，对卸船机整体在各种工况下的抗倾覆稳定性进行了校核，并计算出各工况的最大轮压值；然后对桥式抓斗卸船机的后大梁进行了合理简化，选取典型工况，对后大梁的强度、刚度、稳定性进行了校核计算，并提出加强后大梁局部稳定性的具体措施。

关键词：桥式抓斗卸船机；整机设计；后大梁

Abstract

With the growing prosperity of international trade, the ocean logistics bulk carriers increasingly towards the direction of large-scale development. As the major bulk cargo wharf handling equipment of bridge type grab unloading ship machine also continuous innovation and development. The metal structure as the main structure of ship unloader, structure size, and load condition is complex, high safety requirements. In the design process, the strength, rigidity and stability of the metal structure must be checked strictly according to the design code.

This paper mainly study bridge type grab unloading ship machine of wheel pressure, anti-overturning stability checking calculation, and calculation portion of the girder strength under various conditions, stiffness, stability calculation according to the crane design specification,. This paper to 1250t/h bridge type grab unloading ship machine as an example, combined with the crane design standard GB/T3811-2008, for unloading ship machine as a whole under various conditions anti overturning stability check and calculate the condition of maximum wheel pressure value; and bridge type grab unloading machine ship girder is reasonably simplified, the typical operating conditions, to beam strength, stiffness, stability check calculation, and put forward to strengthen the local stability of beam concrete measures.

Key Words: bridge type grab ship unloader；machine design；girder

目 录

第1章 绪论 1

1.1研究背景及国内外现状 1

1.2研究目的及意义 2

第2章1250t/h桥式抓斗卸船机整体设计 3

2.1基本参数 3

2.1.1符号说明 3

2.1.2金属结构部分 4

2.1.3整机固定部分 7

2.1.4前大梁总成 7

2.1.5整机重量及重心 8

2.1.6小车总成 10

2.1.7风载荷计算 13

2.2稳定性验算 20

2.2.1静载工况 20

2.2.2动态稳定性 21

2.2.3非工作最大风载荷时的稳定性 23

2.2.4钢丝绳断裂时的稳定性 25

2.3轮压的计算 26

2.3.1起重机处于工作状态 26

2.3.2起重机处于非工作状态 27

第3章 1250t/h桥式抓斗卸船机后大梁的设计计算 29

3.1.主要设计参数与设计标准 29

3.1.1主要参数 29

3.1.2设计标准 30

3.1.3许用应力 30

3.2.载荷及载荷组合 31

3.2.1载荷及载荷系数 31

3.2.2风载荷 31

3.2.3载荷组合 32

3.3小车位置计算 32

3.4截面几何性质计算 33

3.5后大梁的设计计算 34

3.5.1后大梁的内力计算 34

3.5.2后大梁危险界面的强度校核 41

3.5.3后大梁的刚度计算 44

3.5.4后大梁的稳定性计算 45

3.6经济性分析 47

第4章 总结与展望 48

参考文献 49

致谢 50

第1章 绪论

1.1研究背景及国内外现状

港口作为各国交通的重要基础设施，是实现对外经济贸易的窗口，因此港口在国际间贸易交往中扮演着不可替代的角色。目前，桥式抓斗卸船机主要用于大宗散货的卸船作业^[1]。桥式抓斗卸船机与其它港口起重机一样主要由工作机构、金属结构、动力装置、电气与控制系统、安全辅助装置等构成，其中工作机构主要由起升机构、小车行走机构、大车行走机构、前大梁俯仰机构组成。在进行作业时，卸船机首先通过抓斗将物料提升至特定位置，然后经小车运送至漏斗上方，最终由漏斗下方的皮带机输送到堆场。

一，桥式抓斗卸船机整机的国内外发展情况：

桥式抓斗卸船机发展已有百余年历史，主要适用于散货驳船的卸船作业，被广泛地应用于世界各大港口。从上世纪七、八十年代，世界较大的散货卸船港口，已经逐步开始采用大型化、高效率的抓斗卸船机，甚至某些大型桥式抓斗卸船机已经能够满足20多万吨级的散货运输船的卸船作业^[1]。而我国桥式抓斗卸船机的发展与发达国家相比起步较晚，首先在上世纪90年代以前，我国生产的卸船机主要为门机和小型卸船机，其中卸船机的主要控制系统和部件还依靠进口；接着到了上世纪末期，随着国力以及科技的发展，我国在港口机械方面的技术有了很大的提高，其中卸船机已能够与进口设备同时竞争，并且开始向着大型化迈进；当今，我国已是卸船机的最大生产国和使用国，国产卸船机的性能已完全能满足用户的需求，并且国产的卸船机开始走出国门，出现在世界各大港口^[2]。

近年来，随着国际间贸易来的日益频繁，海上运输船舶不断向着大型化的方向发展，例如集装箱运输船已从第3代巴拿马集装箱船的13排增大到现在超巴拿马船的14～17 排箱，甚至20 排箱的船也即将问世^[3]。同样散货船舶自身的运载量也不断增加，作为散货装卸的主要设备，桥式抓斗卸船机也向着高参数和大型化方向发展，目前2500～3000t/h的桥式抓斗卸船机已经得到普遍使用，甚至，在一些专业化转运矿石码头3500t/h的卸船机也已开始使用^[4]。