摘 要

随着国际商贸业的繁荣与世界经济一体化的发展，港口对国家的经济发展和对外贸易的意义日益重要。由于全球铁矿和煤炭资源的分布与需求区域极不相称,推动铁矿石和煤炭的海上运输量持续增长。作为装卸这种干散货的主要设备,抓斗卸船机的工作能力直接影响整个码头的散货装卸效率。

目前卸船机构件规模大幅增长,且由于卸船机本身的复杂结构也致使其受力状况复杂。因而正确地分析出卸船机的受力状况,对卸船机的整体设计的作用不容忽视。

本次毕业设计主要由两大部分组成：卸船机各种工况下的轮压计算与整体稳定性计算，在此基础上对卸船机前大梁的截面几何特性的计算以及强度、刚度、稳定性校核。

关键词：桥式抓斗卸船机；轮压；整体稳定性；前大梁；强度、刚度、稳定性校核

Abstract

With the international trade industry booming and the rapid development of the world economy, the port plays an increasingly important role in the country's economic development and foreign trade. Because the global demand for iron ore and coal resource did not match the regional distribution, the volume of maritime transport of iron ore and coal is promoted to grow continuingly. Bridge-type grab ship unloader is the traditional equipment of such bulk dry bulk unloading whether it can work normally directly affects the efficiency of the loading and unloading of bulk cargo terminal.

All parts' sizes of a ship-unloader become greater along with the increase of ship scale, while the stress distribution is more complex because of their complex structure. That comprehensive and accurate calculation of stress to various parts of the ship unloader is especially important in the machine design.

The graduation design includes two components: calculation of ship unloader wheel pressure and stability of the whole machine under various conditions, sectional geometric properties of girders as well as the calculation of strength, rigidity and stability check

Key Words: bridge-type grab ship unloader; wheel pressure; overall stability; boom; strength, rigidity and stability check

目 录

摘 要 1

Abstract 2

1 绪论 1

2 卸船机总体设计计算 2

2.1 技术参数 2

2.2 轮压计算 2

2.2.1 金属结构部分 2

2.2.2整机固定部分 4

2.2.3前大梁总成 5

2.2.4 整机重量及重心 6

2.2.5 小车总成 7

2.2.6 风载荷计算 11

2.2.7 动载荷计算 18

2.2.8 载荷汇总 25

2.3稳定性计算 25

2.3.1 基本稳定性 26

2.3.2 动态稳定性 26

2.3.3 非工作时最大风载荷 27

2.3.4 突然卸载 28

3前大梁设计计算 30

3.1截面几何特性计算 30

3.1.1截面面积计算 30

3.1.2截面型心计算 30

3.1.3截面对型心惯性矩计算 30

3.1.4截面抗弯模量计算 31

3.1.5截面静矩计算 31

3.2载荷计算 31

3.2.1载荷与载荷系数 31

3.2.2载荷组合 32

3.3各种工况的内力计算 33

3.3.1最大前伸距处 34

3.3.2前拉杆铰接点与前后大梁铰接点的中间 35

3.3.3前大梁受扭计算 38

3.4前大梁危险截面的强度验算 38

3.4.1弯曲正应力计算 38

3.4.2剪应力计算 40

3.4.3挤压应力计算 42

3.4.4危险截面的危险点处强度验算 42

3.4.5内力汇总表 43

3.5前大梁刚度校核 44

3.6前大梁稳定性验算 45

3.6.1前大梁的整体稳定性 45

3.6.2腹板及受压翼缘板的局部稳定性 45

4经济性分析 47

4.1经济性分析总述 47

4.2卸船机前大梁生产成本分析 47

设计总结 48

参考文献 49

致 谢 50

1 绪论

随着国际商贸业的日益繁荣和世界经济一体化的飞速发展，港口在整个物流链中的作用日趋重要^[1]，对国家经济发展和对外贸易的意义日益重大。港口货物装卸功能的实现，是港口机械共同作用的结果，岸桥、抓斗卸船机、门座起重机等是港口进行装卸生产的主要设备。由于全球铁矿和煤炭资源的分布与需求区域极不相称,推动铁矿石和煤炭的海上运输量持续增长。作为装卸这种干散货的主要设备,即使在卸船机技术发展迅猛的今天,桥式抓斗卸船机仍还有其用武之地 ^[2]。许多大型港口，如荷兰阿姆斯特，比利时安特卫普，德国汉堡等，仍在应用抓斗卸船机^[3]。

在20世纪中期，美国密西西比河上开始出现卸驳船链斗机，称得上是目前卸船机研究的开端。日本开始研制卸船机较晚，但在1980年以后，通过引进外国的先进卸船机技术进行研究，在卸船机的研制上取得了长足的进展^[4]。我国桥式抓斗卸船机技术发展历程大致可以分为以下三个时期: 第一时期是1900年之前，国产卸船机主要是门机和小型卸船机，大型卸船机依靠进口，国内厂家仅承担主要部件的制作和安装; 第二时期是1900~2000年间，我国卸船机技术生产和工作能力提升，使国产大型卸船机的性能逐渐得到需求方认可，第三时期是从21世纪初到现在，国内大型卸船机技术水平与国外的差距已很小，国产卸船机已完全能满足需求方的要求，甚至出口国外 ^[5]。

桥式抓斗卸船机是抓斗卸船机的一种，又被称抓斗装卸桥。桥式抓斗卸船机通过抓斗将船舱内的散货物料搬运并卸载至料斗内，进而通过与其相接的皮带机将散料传送至对堆场^[6]。相较于抓斗卸船机机型，桥式抓斗卸船机的小车运行速度高，起动快，拥有很高的卸船能力，且其前伸距大，更加适应大型船的工作要求。而其对物料种类和船舶种类变化的适应性，低运营成本和能避免船舶颠簸对卸船机的损伤等特性，使其具有其他卸船机所没有的优势，在散货物料的装卸中得到广泛应用^[7]。