摘 要

装船机是用于散料码头装船时使用的大型散料机械，其性能优劣将对整个散货运输的工艺系统及生产效率产生很大影响。本文通过对连云港装船机的基本结构、主要受载类型和现场检测情况的介绍，以及对其结构及检测数据的分析得出结论，由于臂架尾部的皮带机驱动机构下方的钢结构平台结构设计不合理导致刚度不足，造成装船机振动异常。进而通过对类似案例处理方法的分析得出对此结构修复的方案。然后通过对结构进行简化，利用ANSYS软件模拟受力计算得出合理修复方案。最后针对连云港装船机结构缺陷修复设计案例在设计计算方面提出相应的设备管理对策。

关键词：装船机；结构设计；刚度；缺陷修复；设备管理

Abstract

Ship loader is large-scale bulk machine, which is used to load ships in bulk terminal, its performance has great influence on productivity and the whole technological system that is used to transport bulk cargo. This paper introduces fundamental structure, load type and actual working conditions of ship loader in Lianyungang port at first, then come to a conclusion by means of analyzing the structure and detected data, structure design isn’t reasonable, insufficient stiffness of the steel structure beneath the tail boom’s belt drive mechanism leads to abnormal vibration, and then draw scheme by means of analysing the ways that are used to deal with similar case. Try to simplify the structure, and take advantage of ANSYS software to simulate force calculation to arrive at a conclusion that the scheme is reasonable. At last, propose analysis of related countermeasures about managing equipment in the matter of design and calculation aimed at the scheme which is about designing structural defect repair of Lianyungang port’s ship loader.

Keywords: ship loader；structural design；stiffness；defect repairs；equipment management.

目 录

第1章 绪论 1

1.1 课题研究背景 1

1.2国内外研究现状 1

1.3 课题研究目的及意义 2

1.4课题研究基本内容 2

第2章 连云港装船机基本介绍 3

2.1连云港装船机基本结构 3

2.2连云港装船机受载类型 4

2.3 连云港装船机的现场检测情况 5

2.4 本章小结 5

第3章 连云港装船机振动异常原因分析 6

3.1 连云港装船机振源分析 6

3.2 连云港装船机后伸臂结构分析 9

3.3本章小结 11

第4章 连云港装船机减振措施研究 12

4.1 悬臂梁减振措施分析 12

4.1.1对悬臂梁的截面进行重新设计 12

4.1.2在悬臂梁下方添加斜支撑梁或斜拉梁 13

4.2 连云港装船机后伸臂具体减振措施 14

4.3 采取减振措施之后与减振之前的工况对比分析 16

4.4本章小结 17

第5章 连云港装船机振动异常设备管理对策 18

5.1 连云港装船机结构设计总过程的设备管理对策 18

5.2 可靠性设计的一般方法 18

5.3 从计算方面来预防和控制连云港装船机结构设计缺陷 19

第6章 总结与展望 21

6.1总结 21

6.2展望 21

参考文献 23

致谢 24

第1章 绪论

1.1课题研究背景

装船机是用于散货码头装船时使用的大型散料机械。随着现代海洋运输的高速发展，装船机作为散货码头的重要装船和输送设备，其性能优劣将对整个散货运输的工艺系统及生产效率产生很大影响^[1]。装船机主要包括主体结构及尾车两部分，主体结构直接与货船关联，实现货物从岸边到货船上的装船作业，尾车部分则关联岸边货物与装船机主体结构部分，通过尾车中的带式输送机，实现货物从取料机械到装船机主机之间的传输作业。

装船机取料时本身所受到的外力载荷并不是很大，主要是受到静态均布载荷，而振动主要是来源于皮带驱动，并且装船机的两只支腿受力不均。从受力来看，装船机所受应力大多为自重应力，载荷应力所占比例较小。从实测情况来看，司机室、皮带机驱动电机机壳以及皮带机驱动电机下方的工字梁的振动很大。通过实际检测以及分析发现，由于装船机的某个部位结构设计不够合理，导致上述检测部位振动剧烈。本文即分析连云港装船机整机振源，进而分析出结构设计不合理之处，讨论相关方法减轻相应部位的振动强度，使得连云港装船机能够保持其原有的工艺性能及生产效率，进而更好地保证连云港港口的吞吐能力。

1.2国内外研究现状

目前，国内外对装船机结构振动异常原因的研究比较成熟，国内外学者通过一些真实案例对装船机结构进行分析，得出可能导致装船机结构振动异常的原因有：（1）前支腿刚性差，行走过程中挠度大；（2）主机与尾车相连的拉杆设计不合理；（3）两侧支腿的压力不平衡，振动严重的北侧支腿压力大；（4）北侧支腿压力大^[2]。另外，通过用ANSYS、Solidworks等三维建模、分析软件对装船机整体结构进行有限元计算以及薄弱点分析也可以得到相似的结果。

此外，国内外学者也有对装船机的某些机构振动的原因进行探究。国内有学者就对黄骅港SL6装船机卷扬机构平台振动进行了分析，其中就认为卷扬机构平台刚度较低，抵抗振动的能力较差^[3]。这在很大程度上也会对本人在本课题上的研究有所启迪。国外对于散粮装船机的缺陷振动方面研究相对较少，不过国外一些著名港口的散粮装船机及装船码头工艺布置也可以被用来参考，比如汉堡港KOHLBRAND散料码头，其装船机由高架廊道皮带机上的移动式卸料小车通过溜管向装船机供料。皮带机廊道与装船机连接处的封闭采用胶带挡帘型式, 结构简单；肯布拉港装船机由高架皮带机上的移动卸料小车为装船机尾架供料, 皮带机廊道与装船机连接处的封闭采用上下滑动式活动闸板窗，这种方法封闭效果好, 但闸板窗结构复杂笨重^[4]。

1.3课题研究目的及意义