摘 要

本文详细叙述了1250吨/小时的桥式抓斗卸船机的起升机构的设计方案与步骤：包括确定设计参数，对钢丝绳选型，卷筒的计算，电动机、减速器、联轴器和制动器的选型，并对启、制动时间进行校验，以及卸船机整机的轮压计算、抗倾覆稳定性的验算。最后利用计算机辅助设计软件CAD画出零件图、装配图，将整个起升机构直观地呈现出来。

本文的特色在于通过计算起升机构的各项数据设计出机构整体及零部件，然后在CAD里将各项数据转换为平面模型，更直观地看到设计出来的起升机构，以便于对卸船机的起升机构进行设计改进。

关键词：卸船机；起升机构；轮压和稳定性；CAD画图；校验。

Abstract

In this paper, there is a detailed description about lifting mechanism design scheme and steps of the 1250 tons / hour of bridge type grab unloading ship machine, include determining design parameters, on the choice of the steel wire rope, calculation of the drum, the selection of motor, reducer, coupling and checkout the start and braking time, and the calculation of the unloading ship machine wheel pressure, the checking of stability against overturning. In the end, the computer aided design software CAD is used to draw the part drawing and assembly drawing, and the whole lifting mechanism is visually presented.

Key words: the unloading ship machine; lifting mechanism; wheel load and stability;

draw by CAD; checking.

目录

第1章 绪论 1

1.1课题的研究目的和意义 1

1.2国内外研究现状 1

1.3课题研究内容 1

第2章 轮压及稳定性计算 2

2.1基本参数计算 2

2.1.1符号说明 2

2.1.2金属结构部分 2

2.1.3整机固定部分 5

2.1.4前大梁总成 6

2.1.5整机质量及重心（DL=DW BOOM不计入小车） 7

2.1.6小车总成 8

2.1.7风载荷计算 9

2.2稳定性验算 14

2.2.1基本稳定性 14

2.2.2动态稳定性 14

2.3轮压计算 19

2.3.1风由陆侧向海侧吹，风速25m/s，小车在最大前伸距，带额定载荷 19

2.3.2小车在最大前伸距，带额定载荷，工作风沿着大车轨道平行方向吹 19

2.3.3大梁仰起，风平行于大车轨道，风速55m/s，小车位于停机位 20

2.3.4大梁仰起，风垂直大车轨道，风速55m/s，小车位于停机位 20

2.4本章小结 21

第3章 起升机构设计计算 22

3.1起升机构的设计参数 22

3.2起升机构的工作级别 22

3.3起升机构的传动方案 22

3.4起升滑轮组的倍率 22

3.5选择钢丝绳 22

3.5.1计算钢丝绳最大静拉力 22

3.5.2选取钢丝绳 23

3.5.3确定钢丝绳的直径 23

3.6确定滑轮和卷筒尺寸、计算卷筒转速 25

3.6.1计算滑轮尺寸 25

3.6.2卷筒尺寸 25

3.6.3卷筒转速 28

3.7选择电动机 28

3.7.1计算电动机功率 28

3.7.2初选电动机 29

3.7.3电动机的校验 30

3.8选择减速器 31

3.8.1计算传动比 31

3.8.2确定减速器传动比 32

3.8.3选取减速器 32

3.8.4校核减速器 33

3.8.5校核低速轴的强度 34

3.8.6校核实际起升速度 34

3.9选择联轴器 34

3.9.1高速轴联轴器 35

3.9.2低速轴联轴器 36

3.10选择制动器 36

3.10.1高速轴制动器 36

3.10.2低速轴制动器 37

3.11机构启动、制动时间校验 37

3.11.1启动时间校验 38

3.11.2启动平均加速度 39

3.11.3制动时间验算 39

3.11.4制动平均减速度 39

3.12卷筒半轴的设计 40

3.12.1半轴直径的计算 40

3.12.2半轴的强度校核 40

3.12.3轴承的选择 41

3.13本章小结 42

第4章 经济性分析 43

第5章 结论 44

参考文献 45

致谢 46

第1章 绪论

1.1课题的研究目的和意义

港口的快速发展对港口机械的要求也越来越高，因此，港口装卸机械也要与时俱进，改进设计方法，使产品更注重功能性、可靠性和经济性。卸船机作为港口的重大接卸设备，对系统的工作效率起着至关重要的作用，而起升机构在卸船机的取料、卸料方面发挥了不可替代的作用。希望通过本次对桥式抓斗卸船机的起升机构的设计，提高卸船机的工作效率，改进卸船机，满足各大港口的需求。

本次设计中，我的任务就是对卸船机进行整体设计、对起升机构进行设计计算，利用计算机辅助设计软件CAD进行机械制图，并检验自己的设计是否合理。本次设计将会为我积累宝贵的设计经验，提高我的手工绘图能力、CAD机械制图能力以及设计计算能力，对我以后的学习和工作起到非常重要的影响。

1.2国内外研究现状

我国港口装卸设备正在由过去的大型化、高速化、自动化向专业化、智能化、节能环保型方向发展转变^[1]。而近年来国外在连续卸船机的发展方面体现出两大趋势，一是在专业化大型散货码头上接卸矿石、煤炭等流动性较差的重散货,趋向于采用大型高效的连续卸船机；另一方面,对于接卸化肥、粮食、饲料甚至水泥等流动性较好的轻散货，国外一些厂商推荐采用小型、流动式、多用途的连续卸船机^[2]。与此同时桥式抓斗卸船机的改进主要体现在小车结构型式、机房位置、抓斗、驱动系统、自动控制、环保措施和发运与安装等方面^[3]。至于起升机构的改进，可以改变驱动形式，驱动装置的布置等。随着卸船机技术的不断发展，卸船机核心部分—抓斗小车，其型式经历了自行小车式和钢丝绳牵引小车式两大发展阶段。其中钢丝绳牵引小车式又经历了主副小车牵引式和机械差动四卷筒牵引小车式,近几年又发展了电差动四卷筒牵引小车式^[4]。随着港口、码头、船舶的大型化以及不断增长的运输需求，桥式抓斗卸船机的技术也在不断提高与进步，卸船机的适应能力也在不断的加强^[5]。

1.3课题研究内容

本次设计过程中，将首先分析桥式抓斗卸船机的基本参数，并参照相关资料手绘卸船机总图，计算轮压、校核稳定性，然后对起升机构分零部件进行设计计算，最后将零部件汇总成整个起升机构，利用CAD画出零件图和装配图，得到所要设计的起升机构。

第2章 轮压及稳定性计算

2.1基本参数计算

2.1.1符号说明

G(t)-重量（t） H(m)-重心高度（m） G*H(t·m)=重量×重心高

(m)-重心距海侧距离 (m)-重心距陆侧距离