摘 要

在科学技术飞速发展的今天，港口物流运输也日渐壮大。桥式抓斗卸船机凭借着其工作效率高和运营成本低等优点，被广泛应用于港口的铁矿、粮食和煤炭等散货装卸。近几年，桥式抓斗卸船机更以其独特的优势成为了散货港口码头的主要装卸运输设备。本文以1200t/h桥式抓斗卸船机为研究对象，主要介绍了卸船机陆侧立柱的结构设计计算。通过有限元模型的仿真，分析了在不同工况下的载荷种类和载荷组合对陆侧立柱的结构受力情况。完成了立柱最大受力位置和危险截面及危险点的分析。为实际情况中的立柱结构设计提供了依据。在立柱的强度和稳定性验算中，对立柱结构的模型简化以及加载方式和设计规范参考了《起重运输机械》中对箱型梁结构的强度计算。计算中特地计算了有风工况下的稳定性验算，在港口运输机械的设计中有重要意义。本文中的陆侧立柱设计能有效的满足该抓斗卸船机的工作要求，对卸船机运行的安全性和工作效率提供了保障。

关键词：卸船机 有限元 金属结构

Abstract

In today's rapid development of science and technology, port logistics and transport is also growing. Bridge-type grab ship unloader are widely used in port of iron ore, grain and coal and other bulk cargo loading and unloading with its high efficiency and low operating costs. In recent years, the bridge type grab ship unloader became the main loading and unloading of bulk cargo port and transportation equipment with its unique advantages. Based on the 1200t/h bridge-type grab ship unloader for the study, this article mainly introduces the unloader landside structure design and calculation of the column. Through simulation of finite element model, analysed under different conditions of load type and load combinations on the side post of the land force. Finished column analysis of maximum force and dangerous sections. Column structure is designed to provide the basis for the practice. In the strength and stability of column, column structure simplification as well as loading and design specifications reference of the crane box-girder strength calculation. Specially calculated under windy conditions in the calculation of stability is important in the design of port machinery. Landside column design in this article can meet the work requirements of the grab bucket ship unloader, the unloader of safety and efficiency is guaranteed.

Keywords: ship unloaders; ansys; metal construction

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪 论 1

第二章 载荷计算 2

2.1符号及参数说明 2

2.2金属结构部分 2

2.3整机固定部分 4

2.4前大梁总成 5

2.5 整机重量及重心 6

2.6小车总成 7

2.7 风载荷计算 9

2.8起升载荷计算 13

2.9 动载荷计算 13

第三章 轮压计算 15

3.1 漏斗及货物重量 15

3.2 轮压计算 15

第四章 起重机稳定性计算 17

4.1 静载情况下倾覆力矩计算 17

4.2动载情况下倾覆力矩计算 17

4.3突然卸载情况下倾覆力矩计算 18

4.4暴风下非工作状态的倾覆力矩计算 19

第五章 陆侧立柱的内力计算 20

5.1 节点选取说明 20

5.2工况和工位说明 20

5.3 各工况剪力和弯矩计算 21

第六章 陆侧立柱的强度和刚度验算 45

6.1 主要截面几何特性计算 45

6.2 陆侧立柱的强度验算 46

6.3 陆侧立柱的刚度验算 52

6.4 陆侧立柱的稳定性验算 54

6.4.1 腹板的局部稳定性验算 54

6.4.2 翼板的局部稳定性验算 54

6.4.3 横向加劲板和纵向加劲杆尺寸的确定 54

第七章 经济性分析 56

7.1 材料用量计算 56

7.2加工及检验成本 57

第八章 结 论 58

参考文献 59

致谢 60

第一章 绪 论

自从开辟了海运路线，海上航运就不断发展壮大，船舶的结构型号也不断改进，这就要求货物的集散运输能力需要提高。桥式抓斗卸船机具有机动灵活性好、作业受波浪影响小、维修工作量小等特点，能够很好地适应这种情况。被广泛应用于我国内陆海港和河港的装卸作业中。桥式抓斗卸船机对货物和运输船有较高的适用性，且运营成本低于同等其他类型卸船机，同时能够有效避免海上运输时船只颠簸对货物和卸船机造成的损伤，使得桥式抓斗卸船机在与其他类卸船机的竞争中脱颖而出。另外，机械自动化和机电一体化的发展，使得卸船机的制造趋向于多远化发展。同时人们的环保意识的提高，卸船机防尘抑尘技术也需不断改进。传统的装卸方法将会有较大的更新换代。如绳索绕绳简单以及超长寿命的使用方法的应用，使得缠绕复杂且投绳量大的补偿小车卸船机被大量的替代。 而随着电气自动化和智能化的应用与发展，电气差动卸船机会成为新时代的装卸主流机型，自动无人操作卸船机也将逐步推广。我国的内陆港口居多，由于大型港口机械设备结构庞大，迎风面积较大，在台风或突发性阵风发生时，容易遭受风力的袭击。大型港口机械设备一旦损坏，不仅直接影响港口的安全性，造成重大经济损失，而且还可能造成人员伤亡。所以防风问题一直是港口安全生产的重点工作。根据《起重机安全规程》，所有的港口机械均需配置防风措施，像桥式卸船机类的轨道式大型港机，防风要求主要分抗滑移能力和抗倾覆能力两个方面。卸船机的结构特性方面和强度计算采用有限元分析软件ANSYS，模拟各种工况下的载荷情况和最大应力进行检验。本文介绍的是1200t/h卸船机陆测立柱设计，为保证卸船机在各种工况下的平稳运行，对立柱的结构设计参考了国内外的一些先进的技术，对卸船机进行了整体的稳定性计算和立柱的强度验算。使得此次的设计能够符合港口起重运输机械的一些基本要求，能够对立柱结构设计方面有一个新的认识，提高机械制造和自动化的效益。

第二章 载荷计算

2.1符号及参数说明

G(t)-重量（t） H(m)-重心高度

G*H(t.m)=重量×重心高 Xw(m)-重心距海侧距离