摘 要

自上世纪九十年代至今，我国经济历经二十多年的高速发展，地域间、国际上的贸易持续繁荣，大宗散货贸易的高频度集散使得卸船机这一兼顾内河航运和海运货物装卸的港口起重机械发挥了重要的作用。在卸船机的型号中，桥式抓斗卸船机以其机动灵活性好、作业受波浪影响小、维修工作量小的优势得到最广泛的应用。本文以1200t/h桥式抓斗卸船机为研究对象,涉及了桥式抓斗卸船机具体运行过程中，在不同的工况和工位下的工作状态，通过卸船机的总体计算设计、梯形架（塔架）结构的设计计算介绍了相关的内容，并运用有限元分析结合理论计算，提供了一点关于桥式抓斗卸船机的设计计算思路和方法，特别地对梯形架这一结构进行具体的设计计算，保证了该卸船机安全平稳工作的要求，对该起重机械的整体正常运行提供了必要的补充和保障。

关键词：卸船机 梯形架 结构设计

Abstract

1200t/h to get good models of the distribution of high frequency since the last century 90's up to now, China's economy has gone through 20 years of rapid development, regional, international trade continued prosperity, bulk cargo trade ship unloading machine this into account in inland river shipping and maritime cargo handling port lifting machinery play a important role in ship unloading machine, bridge type grab ship unloader machine with its flexibility and operation by the waves, maintenance workload is small the advantage of the most widely used. This paper bridge type grab unloader ship machine as the research object, involving the bridge type grab ship unloader machines running process in different conditions and under the station working state. After unloading ship machine's overall design calculation, trapezoidal frame tower structure design and calculation of the related content, and the use of finite element analysis combined with theoretical calculations, provides a bridge type grab unloading ship machine design and calculation method of, in particular the trapezoid frame the structure design and calculation of concrete, to meet requirements of the ship unloader is safe and stable work, provide necessary supplement and support for the lifting of the normal operation of the entire.

Key words: ship unloaders，trapezoidal frame ，structure design

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 3

2.3整机固定部分 6

2.4前大梁总成 7

2.5 整机重量及重心 9

2.6小车总成 10

2.7 起升载荷计算 13

2.8动载荷计算 13

2.9 风载荷计算 14

第三章 轮压计算 21

3.1 漏斗及货物重量 21

3.2 轮压计算 21

第四章 起重机稳定性计算 23

4.1 静载情况下倾覆力矩计算 23

4.2动载情况下倾覆力矩计算 24

4.3突然卸载情况下倾覆力矩计算 25

4.4暴风下非工作状态的倾覆力矩计算 25

第五章 梯形架的内力计算 26

5.1 节点选取说明 26

5.2工况和工位说明 27

5.3 各工况工位载荷计算 27

第六章 梯形架的强度和刚度验算 54

6.1 AD段截面几何特性计算 54

6.2 AD段的强度验算 56

6.3 AD段的刚度验算 61

6.4 AD段的稳定性验算 63

6.4.1 腹板的局部稳定性验算 64

6.4.2 翼板的局部稳定性验算 64

6.5 AB段截面几何特性计算 65

6.6 AB段的强度验算 65

6.7 AB段的刚度验算 67

6.8 AB段的稳定性验算 67

第七章 经济性分析 68

7.1 材料用量计算 68

7.1.1 钢材用量计算 68

7.1.2焊缝用量计算 68

7.2加工及检验成本 69

第八章 结论 70

参考文献 71

致谢 73

第一章 绪 论

经济增长与技术进步、产业升级相互促进，表现在航运业内就是货运船舶吨位的进一步增大，参与贸易的船舶数量极大的增多，货物集散速度的显著提升，表现在港口行业就是单一的港口起重机械越来越难承担日益增长的装卸任务，原来依靠单一起重设备的港口面临效益下降的现实危机。卸船机作为适用于散货装卸的港口起重机械，自问世起就有力地补充了港口起重机械的功能，进一步明晰了货物装卸设备的职能分工，为提高港口码头货物装卸的效率与效益作出了很大贡献，如何基于卸船机的运行原理与功能实现发展更高效、更安全、更实用的卸船机，是各大展开散货装卸作业的港口码头一直非常重要的问题。在此间，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。在与桥式抓斗卸船机有关的研究讨论中，一部分综述了国内外抓斗卸船机的起源与发展，一部分着重于如何控制桥式抓斗卸船机的成本与提高卸船机的效率，一部分基于桥式抓斗卸船机与其他港口运输设备的优势结合设计，开发更多功能。然而，最大的一部分研究讨论集中在使用各个方面的方法与技术手段监测卸船机金属结构的力学性能，卸船机在工作时，由于其结构巨大，司机室工作高度较高，货物装卸重量大，一旦出现安全问题将造成灾难性的后果，而卸船机的工作特性决定了其大部分时间在周期性的重复运行，任何设计上的微小失误都会在这样的工作循环中逐步积累放大，出现不可测的后果。本文立足于1200t/h桥式抓斗卸船机，从总体设计入手，继而选取桥式抓斗卸船机的特定结构-----梯形架(塔架）作设计计算，在校核结构的强度刚度稳定性一系列力学性能之后，可以从经济成本方面考量结构轻量化的问题，亦可从安全性方面考量结构尺寸、连接、材料方面的选取与应用。通过本次具体的结构设计计算，也能串联一些学科相关领域的理论及应用，产学研一体，更深刻地理解设计计算中运用到的思路和知识。

第二章 载荷计算

建立坐标系，如图

2.1符号及参数说明

G(t)-重量（t）