机械设计毕业论文：桥式卸船机运行机构设计.doc

1、本科毕业论文（20 届）桥式卸船机运行机构设计所在学院 专业班级 机械设计制造及自动化 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 毕业生本科论文II摘要随着抓斗卸船机的发展越来越注重卸船机的效率，要求提高卸船机的小车运行速度及抓斗起升速度，因此抓斗卸船机的合理设计是设计者必须注意的问题。抓斗卸船机的作业大致作业过程大致为：抓斗从船舱料堆上取料，提升出舱，边提升边随着小车运行。到料斗上小车开斗卸料，然后空斗回程，下降入舱，形成一个工作循环，如此周而复始，频繁工作。在设计中首先确定卸船机的背景及市场，以保证此设计的可行性，通过对桥式抓斗卸船机工作原理的认识从几种方案中选取一种进行设计。设计

2、主要从小车系统，大车运行机构，日常维护以及焊接工艺入手， 通过此整体方案对各种过程进行设计，设计不是独立的，按考虑各方面的影响。对大车运行机构的设计中从多方面进行设计，考虑到各种可能出现的因素。并尽可能去排除可能出现的问题。桥式卸船机作为一种户外运行的起重机器，地势，风力都是应当考虑的问题。在实际设计过程中发现有很多问题是不可避免的，对于钢丝绳的磨损只能尽可能去控制，设计发现通过减轻整机的质量和对选材上的慎重可以很大程度上减少磨损量提高其寿命，还可以通过日常维护去控制，在这环节中润滑油的使用尤为重要，既要考虑投入又要考虑钢丝绳的磨损从中取一个平衡值。这需要日常维护人员的注意。关键词：桥式抓斗卸

3、船机；小车系统；大车运行机构毕业生本科论文IIIABSTRACTAlong with the development of bridge-type grab ship unloader paid more and more attention to the ship unloader efficiency,Demands for higher ship unloader speed and grab the car hoisting speed , So grab ship unloader is the designer must the reasonable design of atten

4、tion to the problems . Grab shipunloader homework assignment process for roughly roughly : Grab from the cabin material pile material taking, to ascend out of cabin, edge ascending side with cars running. To fight on open hopper car, and then unloaded return, descend into the empty fights, forming a

5、 work cycle tank, so round and round, frequent work . In the design of ship unloader first define the background and market, in order to ensure the design is feasible, through to the bridge type grab shipunloader working principle understanding of several scheme selection from one of design. Design

6、mainly from car system, cart mechanism, routine maintenance and welding technology, through the whole scheme of various process of design, the design is not independent, by considering the effects. On the design of the cart mechanism from several design, consider all sorts of possible factors. And a

7、s far as possible to eliminate problems that may occur. Bridge ship unloader as an outdoor running hoisting machines, topography, the wind is ought to consider. In actual design volation of many problems during is inevitable, to the wire rope wear only as far as possible to control, design of reduce

8、 the discovered through to the selection of quality and carefully can largely reduce wear quantity and improve their lives, but also through the daily maintenance to control, in this link is especially important in the use of lubricating oil, both must consider input and to consider the wire rope we

9、ar take a balance value from. This requires the attention of daily maintenance personnel. 毕业生本科论文IV目 录前言 1第 1 章 绪论 21.1 桥式卸船机的研究意义和背景 21.2 国内外研究动态 21.3 本课题的研究内容 3第 2 章 桥式抓斗卸船机的介绍 42.1 桥式抓斗卸船机的工作原理 42.2 机械差动四卷筒牵引小车式的特点 42.3 机械差动四卷筒不同绕线方式的比较 62.4 设计参数设定 8第 3 章 小车运行系统的设计计算 93.1 钢丝绳的设计计算 93.2 滑轮的设计计算 10

10、3.3 卷筒结构的确定及强度的核算 123.3.1 卷筒机构的确定 133.3.2 卷筒心轴的核算 143.4 小车的设计 17第 4 章 大车运行机构的设计 184.1 设计的基本原则和要求 184.2 机构传动方案 184.3 大车运行机构的计算 194.3.1 确定机构的传动方案 194.3.2 选择车轮与轨道并验算其强度 19毕业生本科论文V4.3.3 运行阻力计算 214.3.4 选择电动机 224.3.5 验算电动机的发热功率条件 224.3.6 减速器的选择 234.3.7 验算运行速度和实际所需功率 234.3.8 验算起动时间 234.3.9 起动工况下校核减速器功率 254

11、.3.10 验算启动不打滑条件 254.3.11 选择制动器 274.3.12 选择联轴器 284.3.13 浮动轴的验算 284.3.14 缓冲器的选择 30第 5 章 桥式卸船机维修保养 325.1 润滑 325.2 磨损和损坏 325.3 异常处理 325.4 紧固件的松动 32第 6 章 焊接工艺设计 33总结与展望 36设计总结 36展望 36致谢 37参考文献 38毕业生本科论文1前言桥式抓斗卸船机是当今世界普遍用于散货接卸港的主要机械设备之一，无论什么样的物料流程都必须通过前沿机械将货物从船舱内取出来。尽管近年来各国争先研制连续式卸船机，以代替桥式抓斗卸船机，但抓斗卸船机固有的特

12、点以及优点，致使目前国内外现有的或将建设的散货接卸港扔大多数用间歇式作业的桥式抓斗卸船机。可以预见，桥式抓斗卸船机在散货接卸作业中仍占主导地位 1。毕业生本科论文2第 1 章 绪论1.1 桥式卸船机的研究意义和背景随着经济的不断发展,各种专业化码头的地位也越发重要。作为散货码头的重要卸船和输送设备,卸船机选型正确与否对输送系统乃至主机的安全运行影响甚大。桥式卸船机对散货种类与船舶种类的变化适应性强,具有出力大,运营成本低等优点,在散装物料的搬运中得到广泛应用,因而成为散货港口码头的主要设备。在卸船作业中，除谷物较广泛运用气吸式连续卸船机外，其它货种大多数还是以抓斗卸船机作业为主，抓斗作业又称之

13、为间歇式作业，它与连续式卸船机相比有明显的不同。不管是现在还是今后的一段时间内，桥式抓斗卸船机在港口码头等地方的作用会随着经济的发展越来越重要。抓斗卸船机有许多优点，也有其缺点。从长远看，在一些大型专业化码头上将会陆续采用一些连续式卸船机。但限于技术的可靠性，船舶型式较复杂和码头负荷能力较低等情况，可以预见，在今后相当长的时间内，抓斗卸船机扔占主要地位，就我们今后十余年的发展情况看，一些大型接卸港或发电厂将会选用一些连续式卸船机机械，但大多数的中小型港或用户码头扔将大量选用抓斗式卸船机。因此，抓斗式卸船机的需求量将不会因连续式卸船机的出现而减小。我国北煤南运的客观条件和南方水路交通便利条件适合

14、于在南方建设中小型煤炭接卸码头，因而抓斗卸船机的需求量将会大幅度增加，抓斗下船级系列化配套问题将是当务之急。我国北煤南运的现实情况决定了在北方的秦皇岛等装煤码头要形成年装一亿顿的能力，而南方各港各电厂年卸煤 400-500 万吨的煤炭接卸码头将会相继建成。这些码头中除少数环保要求较高的地区需选用连续式卸船机外，绝大多数扔将需啊用抓斗卸船机，尤其是在投资较少，码头水工建筑较差的地方，大量的选用桥式抓斗卸船机势在必行。目前，我国的机种还比较单一，尚不能满足用户不同作业条件的要求。因此，尽快制定桥式抓斗卸船机的机型系列是很有必要的 3。1.2 国内外研究动态在当今世界全球化越来越成为不可阻挡的趋势，

15、经过了前几年的金融危机，如今经济有了复苏的迹象。港口作为一个国家国际贸易的门户，地位相当重要。港口是海运和陆运的交接点，是工业活动基地，港口已成为综合物流的中心，是城市发展的增长点，并且港口具有社会经济发展促进效应，一个港口的运作，会带动其他诸多方面的经济发展。21 世纪前 5 年，中国港口业以锐不可挡之势，创造了一个又一个奇迹，货物吞吐量和集装箱吞吐量一路飙升，连续 3 年雄居世界港口业榜首。 “十五”期间共有 10 个港口跻身世界亿吨大港行列，其中上海港吞吐量 2005 年首次超过新加坡港，成为名副其实的世界第一大港口。大宗散货以及以水运最为经济，近年来大宗散货煤炭、散粮、水泥等运输的快速

16、增长使得传统的多用途散货码头向各种专用码头发展。煤炭专用码头针对煤炭物料特性与大宗煤炭运输转运要求与特点，建立专用装卸系统，相对传统多用途散货码头大毕业生本科论文3大提高了装卸转运的效率、减少了货损、降低了物流费用，如针对我国煤炭主要产地之一的山西煤炭运输改建的秦皇岛煤炭码头。另一方面，使用集装箱转运货物，可直接在发货人的仓库装货，运到收货人的仓库卸货，中途更换车、船时，无须将货物从箱内取出换装，因此集装箱的地位也越来越重要，我国也有专门的集装箱港口，如上海港、宁波港，他们的吞吐量都位于世界前列 4。看到我国港口发展如此之快，我们也更多地关注到港口设备等方面，港口设备先进与否直接关系到港口经济

17、效益。首先要说的就是港口专业装卸货物的卸船机。卸船机有各种各样的形式，如抓斗卸船机、连续卸船机等，有装卸散货的，也有用于集装箱装卸的。卸船机发展到今日已相当成熟，也越来越趋于大型化。就说我们毕业实习去到的宁波港，现代化程度很高，决定其生产能力的就是装卸桥、卸船机等这些设备的能力。我们需要对卸船机的各方面进行研究，对其稳定性及安全性进行计算。卸船机陆侧的上下横梁设计影响到整座机器的稳定性和可靠程度，非常重要。1.3 本课题的研究内容桥式卸船机的生产率越来越高，因此卸船机的小车运行速度越来越快，起升速度及起重量也越来越大，为此桥式卸船机在作业时所需要的动态特性是决定设备好坏的关键问题之一。但由于考

18、虑到个方面的原因，本文将采用静态分析的方法进行设计。牵引小车的桥式卸船机的静态设计原理及方法是包括多方面，本来将于其中比较突出的问题进行设计，首先是关于小车牵引系统钢丝绳及小车，货物在一个工作循环中的运动表现，包括货物在作业循环中的移动和受力情况，钢丝绳的受力情况，已经提升货物时的运动情况和受力情况。然后是关于卸船机大车结构移动的计算。包括传动方案的选择，电动机的选择，减速器的选择以及轨道的选择。上面两个问题并不是孤立的，是相互偶合在一起的，因此在设计方案时因全面考虑问题。保证其平衡的循环环境。本论文分两步走：第一步，设计出整个小车系统的运行方案，起重量的确定。第二步，考虑整个卸船机的移动问题

19、。1.对几种小车运行缠绕型式进行比较；2.对钢丝绳的设计计算；3.对滑轮的设计计算；4.对卷筒构造设计；5.对该种小车运行机构分析；6.对大车运行机构的计算。毕业生本科论文4第 2 章 桥式抓斗卸船机的介绍2.1 桥式抓斗卸船机的工作原理桥式抓斗卸船机依靠小车机构运行来实现抓斗的水平移动。随着桥式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 5。其工作原理是抓斗从船舱料堆上取料，提升出舱，边提升边随着小车运行。到料斗上小车开斗卸料，然后空斗回程，下降入舱，形成一个工作循环，如此周而复始，频繁工作。其中钢丝绳牵引小车式又经历了主副小车牵引式和

20、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。本文主要是分析机械差动四卷筒牵引式桥式抓斗卸船机。2.2 机械差动四卷筒牵引小车式的特点四卷筒结构是法国 Caillard 公司研究开发的技术，其结构型式为：起升电机、开闭电机与小车行走电机通过两台特殊设计的行星减速器组合装配，用来驱动 4 只卷筒。同侧的两只卷筒分别绕出两根钢丝绳，分别绕过桥架头部和尾部的改向滑轮，绕向抓斗小车，再通过抓斗小车上的改向滑轮固定在抓斗上。抓斗起升、开闭、小车行走所有功能都通过两台行星减速器内圈、外圈的差动实现各种动作组合。保持两个起升卷筒不动，两个开闭卷筒同向转动实现抓斗的开闭；两个起升卷筒和两个开

21、闭卷筒同向转动实现抓斗的起升；两个起升卷筒和两个开闭卷筒反向转动实现小车的运行以完成整个卸货的进行。机械差动四卷筒牵引小车系统的优点：a.由于只有 1 个抓斗小车，4 根钢丝绳，缠绕系统非常简洁明了。相应钢丝绳用量少，磨损少，需要的滑轮也少。b.抓斗的起升、开闭、小车行走机构组合在一起，只有 4 只卷筒，结构非常紧凑。c.只有 l 台小车，后大梁可缩短，整机自重减轻。机械差动 4 卷筒牵引小车系统的缺点：由于采用两台复杂专用的行星减速器，设备的通用性较差，不利于日常检修。2四卷筒机械同步牵引式小车结构形式。国内已能自行设计制造，其核心部件是2 台行星差动减速器，结构见图 2.1，钢丝绳缠绕系统

22、参见图 2.2。毕业生本科论文5图 2.1 行星差动减速器图 2.2 钢丝绳缠绕系统该方案通过 4 个卷筒的不同方向转动来实现抓斗的起升、开闭与牵引小车的运行。当小车电机制动时，开闭和起升电机通过各自的行星差动减速器带动二个卷筒同向转动来实现抓斗的起升和开闭。当起升和开闭电机制动，仅开动小车运行电机时，带动四只卷筒两两对应正反回转，则小车向前或向后运行。当起升、开闭和小车运行电机同时开动时，抓斗可走复合的曲线运动。四卷筒牵引式小车与 80 年代常用的钢丝绳牵引式小车相比，钢丝绳数量由 9 根减少到 4 根，使用钢丝绳的总长度减少 50左右，卷筒和滑轮的用量也相对减少；钢丝绳穿绕简单了，弯折次数少，且在同样的起重量情况下，每根钢丝绳受力只有原牵引式小车钢丝绳受力的一半，因而钢丝绳磨损少；整个系统维修和更换钢丝绳工作也简单方便了。由于四卷筒牵引式小车比自行式小车自重轻，相应对整机结构的静、动载荷减小。由于钢丝绳受力只是常用牵引式小车的一半，以及钢丝绳缠绕系统的原因，在同样起重量工况下，使用机械差动四卷筒牵引式小车时，海侧滑轮支承结构的受力只是常用牵引式小车的一半，陆侧只是后者的