1500吨小时抓斗卸船机起升机构设计及零件三维建模毕业论文
2020-02-19 19:21:03
摘 要
本设计报告书以对1500吨/小时的桥式抓斗卸船机整机稳定性以及轮压和起升机构为设计目的，在了解卸船机起升机构工作环境和设计要求的前提下，运用力矩平衡等原理，首先计算整机各个部分在不同工况下所受的载荷，并计算卸船机的的稳定性和所受的最大轮压，之后对其进行校验，同时运用CAD绘制整机总图，再根据计算得到的相应参数选择合适的起升机构所需要的零件选型，使所设计的机构具有很好的强度、刚度以及工艺性，并对起升机构的各个零件进行三维建模。
关键词：桥式抓斗卸船机；起升机构；三维建模。
Abstract
This design report is designed for the design of the hoisting mechanism of the 1500 ton/hour bridge grab ship unload. Under the premise of understanding the working environment and design requirements of the hoisting mechanism of the ship unload, the principle of torque balance is used first. Calculate the load of the various departments of the whole machine under different working conditions, calculate the stability of the ship unload and the maximum wheel pressure, and then verify it. At the same time, use CAD to draw the general plan of the whole machine, and then according to The calculated parameters are selected to select the appropriate part selection for the lifting mechanism, so that the designed mechanism has good strength, rigidity and manufacturability, and three-dimensional modeling of each part of the lifting mechanism.
Key Words：bulk material；ship unload；lifting mechanism.
目录
第1章 绪论 1
1.1对桥式抓斗卸船机的认识： 1
1.2桥式抓斗卸船机在国内外的情况： 1
1.3起升机构设计的目的与意义： 1
第2章 稳定性的基本参数计算 3
2.1符号说明： 3
2.2金属结构部分 3
2.3整机固定部分： 7
2.4前大梁总成 8
2.5整机重量及重心： 10
2.6小车总成： 12
2.7风载荷计算： 16
2.8对轮压的验算： 23
第3章 卸船机的稳定性验算 24
3.1.静载工况： 24
3.2动载工况： 25
3.3停机工况一： 26
3.4钢丝绳断裂的工况： 28
第4章 轮压的计算 29
4.1在工作状态下小车各个工况轮压的计算： 29
4.2当为非工作状态时小车各个轮压的计算： 30
第5章 起升机构的设计计算与选型 32
5.1起升机构的设计需求参数： 32
5.2起升机构的详细设计步骤： 32
第6章 三维建模的概述 50
第7章 经济性与环保性分析 51
第8章 结语 52
参考文献 53
第1章 绪论
1.1对桥式抓斗卸船机的认识：
桥式抓斗起重机主要是用在中、小型港口或者一些发电厂码头等一些船舶的物料散运等，可以用于输送煤炭、分配运输等工作。同时桥式抓斗卸船机速度快，效率高，而且自重轻，对环境的污染小，也可以自行运行，方便且快捷，桥式抓斗卸船机与港口起重机类似，也是由起升、俯仰、大车运行、小车行走等机构以及一些控制系统所组成。而且桥式抓斗卸船机的一个工作循环也要经过至少起升、小车行走、俯仰等三个机构，而且经过几十年的发展，桥式卸船机的应用范围越来越广泛。
1.2桥式抓斗卸船机在国内外的情况：
50年代末我国开始研制了连续卸船机，但因为当时的技术较落后，科技不发达，当时研制的卸船机效率也不高，所以逐渐不再被使用。自80年代以来，我国逐渐引进了各式各样的的卸船机械，近年来，随着一带一路政策的提出，船舶也向着大型化发展，卸船机的运输能力也在不断的扩大，因此各种参数的桥式抓斗卸船机也因为不同的工作环境和使用要求而被研制。同时自从到了90年代的中后期，我国抓斗卸船机的势头逐渐向高生产效率的桥式卸船机发展。而在国外，卸船机的技术仍在持续的发展进步，在国外的一些专业化的大型散货码头上，用来运输一些散料煤炭等，而且使用的卸船机多种多样，主要根据不同的工作环境而定。同时，对于一些流动性较好的货料，国外采用的连续卸船机多为小型的、多功能的、方便且快捷的（6)(7)。自2000年起，桥式抓斗卸船机以牵引小车为主要的使用形式。同时近十年来，我国已经有了非常好的的出口业绩，而且仍然在保持着增长趋势，其中以亚洲地区经济发展最为迅速，桥式卸船机的发展也促进了经济的全球化。
1.3起升机构设计的目的与意义：
本次设计目的是设计1500t/h的抓斗卸船机的起升机构，起升机构是使物料可以成功升降运输的机构，它也是整个卸船机不可缺少同时也是最重要的机构。而且它的优劣可以直接影响到卸船机的技术性能。起升机构主要是由驱动工作的装置，使机构制动的装置，以及钢丝绳滑轮组卷绕系统，和取物装置等组成。卸船机好的起升机构可以使整机有更高的效率和使用寿命，同时也可以使卸船机的应用区域更广。而随着社会的发展和生产力的不断进步，对各个型号的卸船机要求也不一样，更加自动化、智能化的抓斗卸船机不仅可以提高生产效率，而且可以降低对环境的污染，机型也不显得过于笨重。这更体现出符合社会主义绿色发展、创新的理念。同时此次设计对于我个人而言，也是一个很大的挑战，也是我完成自我突破的一个台阶。希望可以不断学习到更多的专业知识，为以后进入工作岗位打下一个良好的基础。
第2章 稳定性的基本参数计算
对1500t/h桥式抓斗卸船机的稳定性进行计算，首先要进行整体计算，求出基本的参数，再通过确定整体及各个部件的重量，确定车轮的数目，并计算支撑反力，计算最大轮压，再由重心的分布计算整体及局部的轮压。然后进行稳定系计算，通过对各个工况，参与工作的机构在一些环境下所受的载荷情况进行计算，再进行稳定性的验算。首先在确定重心位置时，定义向右指向为正，向左指向为负。
2.1符号说明：
G——重量（单位为吨t）
H（m）——重心高度（m)
G*H——为重量与重心高度的乘积（t*m)
Xw(m)——重心距海侧距离
Xl（m）——重心距离路侧距离
轨道距离——14m
假设海侧轮数——24
假设陆侧轮数——24
海侧基距——18m
陆侧基距——18m
2.2金属结构部分
2.2.1门框结构
表2-1
编号 | 名称 | G(t) | H(m) | G*H(t.m) | Xw(m) | G*Xw(t.m) | X1(m) | G*X1(t.m) |
1 | 海侧上横梁 | 21.2 | 37.4 | 793.7 | 0.0 | 0.0 | 14.0 | 297.3 |
2 | 海侧立柱 | 59.0 | 21.0 | 1240.0 | 0.0 | 0.0 | 14.0 | 826.6 |
3 | 漏斗横梁1 | 6.6 | 15.0 | 98.7 | 0.0 | 0.0 | 14.0 | 92.1 |
4 | 海侧门框短斜撑 | 3.9 | 9.7 | 37.5 | 0.0 | 0.0 | 14.0 | 54.2 |
5 | 海陆侧门框下横梁 | 33.4 | 4.7 | 156.8 | -7.0 | -233.5 | 7.0 | 233.5 |
6 | 门框联系横梁 | 16.8 | 37.7 | 633.2 | -7.0 | -117.7 | 7.0 | 117.7 |
7 | 门框斜撑 | 15.0 | 24.3 | 362.9 | -7.0 | -104.7 | 7.0 | 104.7 |
8 | 门框联系横梁2 | 7.3 | 15.3 | 112.2 | -7.0 | -51.4 | 7.0 | 51.4 |
9 | 门框间短斜撑1 | 4.7 | 10.6 | 49.4 | -7.0 | -32.6 | 7.0 | 32.6 |
10 | 门框联系横梁3 | 4.9 | 7.5 | 36.7 | -7.0 | -34.3 | 7.0 | 34.3 |
13 | 陆侧上横梁 | 23.8 | 37.4 | 888.3 | -20.0 | -475.4 | -6.0 | -142.6 |
14 | 陆侧立柱 | 59.4 | 21.0 | 1247.4 | -14.0 | -831.6 | 0.0 | 0.0 |
15 | 陆侧门框水平斜撑 | 3.6 | 14.3 | 50.9 | -14.6 | -52.0 | -0.6 | -2.1 |
16 | 陆侧门框斜撑 | 4.0 | 9.7 | 39.0 | -14.6 | -58.8 | -0.6 | -2.4 |
17 | 门框间短斜撑4 | 3.4 | 37.4 | 127.1 | -7.0 | -23.8 | 7.0 | 23.8 |
18 | 漏斗横梁2 | 7.0 | 15.3 | 106.4 | -6.5 | -45.2 | 7.5 | 52.1 |
19 | 门框联系横梁4 | 7.3 | 13.7 | 100.6 | -7.0 | -51.4 | 7.0 | 51.4 |
20 | 门框联系横梁5 | 4.9 | 7.5 | 36.7 | -7.0 | -34.3 | 7.0 | 34.3 |
21 | 陆侧门框上的梯子平台 | 25.0 | 26.5 | 662.1 | -7.0 | -174.9 | 7.0 | 174.9 |
22 | 电梯立柱支架 | 3.3 | 24.6 | 80.4 | -14.0 | -45.8 | 0.0 | 0.0 |
23 | 其他 | 10.0 | 10.0 | 100.0 | -7.0 | -70.0 | 7.0 | 70.0 |
合计 | 324.4 | 21.5 | 6960.1 | -7.5 | -2437.3 | 6.5 | 2103.7 |
对于合计的计算：
G1(t)为以上各个零部件的总重量。
H1（m）为门框结构重心相对的总高度。
而各个中心距离海测.
G×H(t*m)=G（t）×H(m)
G×Xw(t*m)=G（t）×Xw(m)
