摘 要

船用起重机以其独特的优势广泛应用于船舶运输，并随着我国对外交流和物流发挥着越来越重要的作用。相比其他传动方式，液压传动凭借高功率质量比而大规模应用在船用起重机上，而按照变速方式的不同，液压系统可分为开式系统和闭式系统。开式系统结构简单，对恶劣环境的适应性强，与负载敏感控制结合可以显著改善其效率低的短板，在船用起重机的运用有其长处。

起升机构、变幅机构和回转机构是船用起重机的主要组成部分。本文的设计思路是通过起升马达接减速器带动卷扬机实现起升和下降，成对液压缸进行变幅，双对称布置马达驱动转台。

本文设计了50T船用起重机液压系统，采用开式系统搭配负载敏感控制，保证其高适应性的同时也有不错的输出功率。考虑到系统特殊的工作环境，本文有针对性地进行系统原理设计。基于工作要求和技术参数，进行系统设计计算，根据工作压力和排量挑选液压马达和液压缸，进而确定求得泵的排量和最大工作压力，确定泵的选型；以此为基础计算得到整个系统的最大输出功率，从而确定主电机的规格。最后，根据计算公式，验算系统的性能特点，主要包括压力损失计算、系统总效率验算和油箱温升计算。验算结果表明，本文所设计的液压系统满足设计要求。

关键词：船用起重机；开式系统；负载敏感。

Abstract

Marine cranes are widely used in ship transportation with their unique advantages, and play an increasingly important role with China's foreign exchange and logistics. Hydraulic transmission is widely used in marine lifting because of its high output power per unit volume. According to the speed regulation mode, the hydraulic system is divided into two types: open and closed. The open system has the advantages of simple structure, strong adaptability to harsh environment, and combined with load-sensitive control can significantly improve its low efficiency and has its advantages in the use of marine cranes.

The marine crane is mainly composed of hoisting mechanism, luffing mechanism and rotary mechanism. In this paper, the hoisting machine is driven by the hydraulic motor, and the pair of hydraulic cylinders are used to change the luff angle. Double symmetrical arrangement of the motor drive turntable.

This paper designed a 50T marine crane hydraulic system, using open system with load-sensitive control to ensure its high adaptability and good output power. Taking into account the special working environment of the system, this paper has targeted the design of the system principle. Based on the working requirements and technical parameters, the system design calculation is carried on. According to the working pressure and displacement select the hydraulic motors and hydraulic cylinders. Based on previous results, the displacement and maximum working pressure can be obtained so that the pump is determined. Then the system's maximum output power is calculated, which means the determination of the main motor. Finally, the system performance checking, including the calculation of pressure loss, the total efficiency of the system and the calculation of tank temperature rise, is conducted. The results show that the hydraulic system designed in this paper meets the design requirements.

Key words: ship crane; open syetem; load-sensitive control.

目 录

摘 要 I

Abstract II

目 录 1

第1章 绪论 1

1.1 选题背景 1

1.2 国内外发展现状 1

1.2.1 国外发展概况 1

1.2.1 国内发展概况 1

1.3 研究目的及意义 2

1.4 本章小结 2

第2章 船用起重机开式液压系统原理的拟定 4

2.1 主要技术指标 4

2.2 性能要求 4

2.3 系统原理的选定 5

2.4 系统特点 9

2.5 本章小结 11

第3章 船用起重机开式液压系统元件选型 12

3.1 起升回路的设计计算 12

3.2 变幅回路的设计计算 13

3.2.1 主变幅液压缸的选型 13

3.2.2 副变幅液压缸的选型 14

3.3 回转回路的设计计算 15

3.4 液压泵和主电机的选型 15

3.5 液压系统其他元件的选择原则 17

3.5.1 液压控制阀的选择原则 17

3.5.2 过滤器的选择原则 18

3.5.3 冷却器的选择原则 18

3.5.4 压力表和压力表开关的选择原则 18

3.6本章小结 19

第4章 船用起重机开式液压系统性能验算 20

4.1 液压系统压力损失的验算 20

4.1.1 起升回路压力损失 20

4.1.2 变幅回路压力损失 20

4.1.3回转回路压力损失 20

4.2 液压系统总效率的验算 21

4.2.1 起升回路效率验算 21

4.2.2 变幅回路效率验算 21

4.2.3 回转回路效率验算 21

4.3 液压系统发热温升的计算 21

4.4 本章小结 22

第5章 节能环保与经济性分析 23

5.1 经济性分析 23

5.2 节能环保分析 23

5.3本章小结 23

第6章 结论 24

参考文献 25

附录 27

致谢 31

第1章 绪论

1.1 选题背景

船用起重机是在海上进行吊装作业的起重机械，当远洋船舶运输货物或者补给物资时，往往需要通过船用起重机实现转载。转运货物过程中，两船通过缆绳相连，保持相对静止，然后利用船载起重机实现货物的转移，如图1所示。

船用起重机在各大行业都有重要的应用。在民生领域，经济全球化日益加深，远洋运输处于快速发展中，船用起重机成为许多大型运输船舶的首选，不但可在船舶停靠港口时进行装卸工作，而且也可实现双船过驳和吊装。在军事领域，中国提出了海军强国战略，越发重视海洋权益，舰船必然会执行长期的远洋任务。然而远洋作业过程中，舰船只能在海上进行机器设备和生活用品的补给，船载起重机自然对远洋作战和提升舰船续航能力产生重大作用。另外，海洋蕴藏极为丰富的资源，随着陆地资源的日益枯竭，国家越发重视对海洋的开发，而船舶起重机在海洋开发过程中也是一个不错的助力。不仅仅如此，船舶起重机也可涉及打捞救援任务和科学研究工作中。