1、 毕业设计开题报告 机械设计制造及其自动化 30 方浮式抓斗起重机起升系统设计 一、课题的目的意义 世界 贸易的增长增加了对集装箱港口和航道的需求，港口数量也不断增加，港口的大型化和深水化也越来越明显，导致建设性和维护性疏浚量的不断增加。 这样大型挖泥船越来越受到广大用户的青睐。而抓斗式挖泥船具有作业范围大（可适用于中、小航道锚地的疏浚工防波堤、系船码头、河床的挖掘）；同时，适用范围广（除了挖取粘土、淤泥、卵石外，容重比大的抓斗能挖掘硬质土、珊瑚礁等），被广泛应用于各种工程施工中。 近年来，伴随着大型疏浚工程的增多 ，大型疏浚装备快速发展，抓斗式挖泥船作为疏浚业的关键技术装备快速增加，大型抓斗
2、式挖泥船市场需求量巨大。据统计，到 2009 年，浙江省有各类抓斗式挖泥船 200 余艘，主要以 3-20m3 的中小型抓斗式挖泥船为主。我省的船舶制造业相对发达，国外先进的抓斗式挖泥船船型基本也能制造，但作为挖泥船的重要装备 抓斗机，其核心技术的引进和应用还有不小差距。目前国内所用的大中型挖泥船抓斗机，都是从国外进口的 二手抓斗 机，以日本制造的 SKK（四国建机）品牌 为多。这些引进的二手抓斗机，大约有 50%是超期服役，设备陈旧老化严重，不能满足 日益发展的疏浚市场的需求。大多数企业存在拼设备、吃老本现象，设备不能及时修复和有效的更新。 目前，国内专业制造挖泥船抓斗机的厂家甚少，主要以生
3、产小型挖泥船抓斗机为主，大型的抓斗机，基本依赖进口。国产的挖泥船抓斗机自动化程度不高、能耗大、营运效益差，工作时船舶上空一片黑烟，周围噪音此起彼伏，起重机司机劳动强度大，不能满足起重机向高效自动化、节能环保型发展的趋势。国内疏浚企业迫切希望彻底改观起重机这一作业现状。为尽快抢占市场，发展民族工业，本公司决定研究开发、研制生产新一代具有自主知识产权的高效自动化、节能环保 型的大型挖泥船抓斗机，以增强自主创新实力，为填补国内在大型式挖泥船抓斗机制造领域的空白，并进而开拓国际市场打下坚实的基础。 二、近年来国内外研究现状 国外挖泥船抓斗机的设计与制造主要集中在美国和日本。其中以日本的四国建机集团生产
4、的 SKK系列挖泥船抓斗机最为著名。其技术在目前世界抓斗挖泥船制造行业中比较先进，在大型抓斗机制造技术领域拥有主导地位。开发的 GPS 疏浚控制系统和水平疏浚控制系统，可以进行挖深控制、抓斗精确定位及海床平整控制等功能。 随着疏浚工程规模的大型化，促使国外挖泥船抓斗机向大型化、专业化、高效 化、智能化方向发展，新挖泥船的建造达到了一个新高潮。如：日本已经建造了斗容达到 200 m3 的超大型抓斗式挖泥船，该船最大生产能力达到 6000 m3/h。挖泥船作业高度仪表化和自动化。通过计算机技术和仪表将在水下不可见疏浚作业时取土过程的过程及时、准确地显示在操作人员面前，大大简化了操作程序，提高了效率
5、，进而提高了经济性。 由于我国 抓斗挖泥船制造业 起步较晚，投入也不足， 抓斗挖泥船制造 水平一直得不到快速提高，我国造船企业几乎不能建造技术含量高的大型 抓斗 挖泥船，只能建造小型的、技术含量不高的 抓斗挖泥船。目前， 国内 大型 抓斗 挖泥船基本都是从国外买的。 而抓斗式挖泥船的技术复杂性主要体现在抓斗机系统方面。挖泥船制造厂商都特别注重抓斗挖泥机具的专项开发研究，与 美、日等工程机械强国 相比，我国在这方面的差距尤为突出。 主要表现在几个方面：一是设计能力跟不上。 我国挖泥船抓斗机在设计和建造上多年来相对较弱。国内设备及液压部件普遍重量偏重，尺寸偏大，使用性能欠佳。 二是制造水平落后。
6、在主要仪表及液压部件等配套装备制造工艺、周期方面有 较大 的 差距 。多年来仅 限于 制造小型的抓斗机，而大型的尤其是超大型的抓斗机主要依赖进口。三是在 产品寿命、可靠性以 及产品 自动化程度 上 ，跟国外差距明显。因此， 亟须通过技术创新予以解决。 三、设计方案的创新点和难点分析 本文的设计方案是 30 方浮式抓斗起重机起升机构的设计，虽然与国外 200 方的相比不算先进，但国内来讲 30 方的抓斗机已是很大型的，属于国内领先。 起升机构包括了吊具，卷筒，减速器，制动器，电机等多方面，在设计时，可能难以处理的问题有下面 2 个方面： 1.减速器和电机，卷筒在起重机上的布局 因为三者之间距离的
7、改变会影响到联轴器选用和制动器选用。加上起重量增加带来的相应设备的增大和增重，如何尽量在达到起重量情况下缩小布 局是个难以处理的问题。 2.卷筒设计 我认为卷筒设计是起升机构设计的关键环节，卷筒的壁厚取决于最大起升重量，卷筒的长度由钢丝绳的直径和卷筒节距确定。只有卷筒的选择符合设计要求，才能根据所给的起升速度确定减速器输出端转速和电动机的选择，再由所选电机的输出转速和减速器输出转速确定减速器的传动比，选择合适型号的减速器。 四、参考文献 1 起重机设计规范编写组 .GB3811-2008 起重机设计规范 M. 北京：中国标准出版社中国国家标准管委会发布 ,2008. 2船舶与海上设施起重设备编
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