1200吨小时卸船机俯仰机构设计毕业论文
2021-07-12 09:07
摘 要
7. 翻译与本课题相关的外文专业资料，不少于5000个汉字注：完成设计图纸总计不少于折合A1幅面3张，其中计算机绘图量不少于A1幅面1张。
目 录
第一章 绪论 7
1.1选题背景 7
1.2.选题目的及意义 7
1.3 发展现状 7
1.3.1国内发展现状 7
1.3.2国外发展现状 7
第二章 总体计算 8
2.1轮压计算 8
2.2稳定性验算 17
2.2.1静载工况 17
2.2.2动载工况 18
2.2.3突然卸载 21
2.2.4 非工作工况 21
第三章 俯仰机构设计计算 22
3.1俯仰运动过程分析 22
3.2选择钢丝绳 24
3.2.1计算钢丝绳最大静拉力 24
3.2.2选取钢丝绳 24
3.3确定滑轮和卷筒尺寸，计算卷筒转速 25
3.3.1滑轮尺寸 25
3.3.2计算卷筒尺寸与转速 25
3.4选择电动机 27
3.4.1计算电动机功率 27
3.4.2选择电动机 27
3.4.3电动机的校验 27
3.5选择减速器 28
3.5.1计算传动比 28
3.5.2计算运转功率 29
3.5.3 初选减速器 29
3.5.4计算许用最大功率与许用最大转矩 29
3.5.5校验减速器功率与转矩 29
3.5.6计算实际热功率 30
3.5.7校验减速器热功率 30
3.5.8 校验卷筒实际线速度 30
3.5.9校核减速器低速轴径向载荷 30
3.6选择联轴器 31
3.6.1选择高速轴联轴器 31
3.6.2选择低速轴联轴器 31
3.7选择制动器 32
3.7.1选择高速轴制动器 32
3.7.2选择低速轴安全制动器 32
3.8 半轴设计 32
3.9选择滚动轴承 33
3.10 启动时间和制动时间校验 34
摘 要
本文内容大致可分为两部分。第一部分对1200t/h桥式抓斗卸船机的轮压及稳定性进行了计算，包括静载，动载，突然卸载等工况。第二部分设计计算了1200t/h桥式抓斗卸船机的俯仰机构，如钢丝绳、卷筒、电机、减速器选型等。
稳定性验算通过计算各种载荷产生的轮压代数相加，并将所有不利因素集中在一条支腿上，只要该支腿轮压不小于零，卸船机稳定性便满足。
俯仰机构设计首先计算出钢丝绳静张力，然后循序渐进完成各种零件，标准件的选型。机构设计过程必须十分严谨，一处错误可能会使整个设计过程都要重新来过。
论文研究结果表明卸船机的总体稳定性满足要求，且设计的俯仰机构也能投入使用。
关键词：抓斗卸船机；稳定性；俯仰机构；选型
Abstract
This paper is divided into two parts.The first part calculates wheel pressure and stability of the 1200t/h bridge type grab ship unloader, including dead load, dynamic load, unloading and other conditions. The second part design and calculate the luffing mechanism of 1200t/h bridge type grab ship unloader, such as steel wire rope, drum, motor, reducer selection, etc.
Stability checking calculation by calculating a variety of load generated by the wheel pressure algebra. And all the negative factors concentrated in a leg. As long as the leg wheel pressure is not less than zero, the ship unloading machine to meet the stability.
The luffing mechanism is designed to calculate the wire rope tension first.Then complete the selection of spare parts and standard parts step-by-step.The mechanism design process must be very rigorous. An error may cause the whole design process to be over again.
The results of this paper show that the overall stability of the ship unloading machine meets the requirements.And the design of the luffing mechanism can also be put into use.
Key Words：grab ship unloader;stability;luffing mechanism;model selection
第一章 绪论
1.1选题背景
近年来由于人们不断要求降低散货运输成本，以及大型运输船舶的出现，使得抓斗卸船机朝着大型化，高效率，易维护，高可靠性发展。卸船机是目前散货码头的主要装卸设备，对整个码头的系统工作起到了重要作用。目前国内外煤炭、矿石码头多采用桥式抓斗卸船机。[2] 桥式抓斗卸船机广泛应用于港口、电力、建材、冶金等行业，是一种成熟、安全、高效的卸船设备。
俯仰机构用于提升前大梁，完成卸船机从非工作状态到工作状态的转换，其效率也影响了卸船机的工作效率，从而影响码头的收益，一个高效率，可靠性高的俯仰机构也是抓斗卸船机不可缺少的一环。
1.2.选题目的及意义
通过本次课题，熟悉设计工作的基本内容，选型的依据以及正确性，将所学的知识用于实际，并且掌握了俯仰机构的传动方式，为将来步入社会参加工作打下基础。
1.3 发展现状
1.3.1国内发展现状
国内卸船机正朝着大型化发展，且对环保，节能要求越来越严苛。为了防止物料在提升过程中摇摆，需要最佳的运行轨迹，自动控制技术也越来越普及。结合了变频控制和PLC控制的电气控制系统也越来越完善。
1.3.2国外发展现状
国外卸船机相对于国内起步更早，其性能也日趋完善，目前国外卸船机要求更高效率，更好性能以及新型的功能。国外卸船机正朝着多元化发展。
第二章 总体计算
1200t/h卸船机稳定性和轮压计算
2.1轮压计算
一、 | 基本参数计算 |
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| 1.1符号说明 |
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| G（t）-重量（t） | H(m)-重心高度（m） |
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| G*H(t.m)=重量×重心高 |
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| Xw(m)-重心距海侧距离 |
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| Xl(m)-重心距陆侧距离 |
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| 轨距: | 16 | m | ||
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| 海测轮数: | 16 | 个 | ||
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| 陆侧轮数: | 16 | 个 | ||
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| 海测基距 | 16 | m | ||
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| 1.2金属结构部分 |
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| 1.2.1门框结构 |
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序号 | 名称 | G(t) | H(m) | G*H(t.m) | Xw(m) | G*Xw(t.m) | Xl(m) | G*Xl(t.m) | |
1 | 海侧梯形架 | 13 | 40.9 | 531.7 | 0 | 0 | 16 | 208 | |
2 | 海侧上横梁 | 18.5 | 33.49 | 619.565 | 0 | 0 | 16 | 296 | |
3 | 海侧立柱 | 36 | 18.13 | 652.68 | 0 | 0 | 16 | 576 | |
4 | 海侧下横梁 | 12 | 3.38 | 40.56 | 0 | 0 | 16 | 192 | |
5 | 陆侧立柱 | 36 | 18.13 | 652.68 | -16 | -576 | 0 | 0 | |
6 | 门框斜撑 | 10.6 | 23 | 243.8 | -8 | -84.8 | 8 | 84.8 | |
7 | 电机房撑梁 | 11 | 33.49 | 368.39 | -7 | -77 | 9 | 99 | |
8 | 后拉杆 | 8.5 | 41.82 | 355.47 | -11.2 | -95.2 | 4.8 | 40.8 | |
9 | 陆侧上横梁 | 18.5 | 33.49 | 619.565 | -16 | -296 | 0 | 0 | |
10 | 陆侧下横梁 | 12 | 3.38 | 40.56 | -16 | -192 | 0 | 0 | |
11 | 门框联系横梁A | 8 | 15.6 | 124.8 | -8 | -64 | 8 | 64 | |
12 | 门框联系横梁B | 8 | 6.8 | 54.4 | -8 | -64 | 8 | 64 | |
13 | 海侧门框联系横梁C | 4 | 15.8 | 63.2 | 0 | 0 | 16 | 64 | |
14 | 门框小斜撑A | 1.256 | 11.31 | 14.20536 | -3.51 | -4.40856 | 12.49 | 15.68744 | |
15 | 门框小斜撑B | 1.244 | 11.31 | 14.06964 | -8.81 | -10.95964 | 7.19 | 8.94436 | |
16 | 门框小斜撑D | 1.166 | 11.31 | 13.18746 | -13.54 | -15.78764 | 2.46 | 2.86836 | |
17 | 陆侧门框连系梁C | 3.53 | 13.58 | 47.9374 | -16 | -56.48 | 0 | 0 | |
18 | 右门框联系梁 | 4 | 13.58 | 54.32 | -8 | -32 | 8 | 32 | |
| 合计 | 207.3 | 21.76 | 4510.848 | -7.57 | -1569.261 | 8.43 | 1747.539 | |
合计项中：H=∑G*H/∑G=21.76m
Xw=∑G*Xw/∑G=-7.57m
Xl=∑G*Xl/∑G=8.43m
| 1.2.2金属结构固定部分 |
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序号 | 名称 | G(t) | H(m) | G*H(t.m) | Xw(m) | G*Xw(t.m) | Xl(m) | G*Xl(t.m) |
1 | 门框结构 | 207.3 | 21.76 | 4510.848 | -7.57 | -1569.261 | 8.43 | 1747.539 |
2 | 销轴及连接 | 1.543 | 28.9 | 44.5927 | 2 | 3.086 | 18 | 27.774 |
3 | 后大梁小车轨道 | 3.24 | 30.7 | 99.468 | -10.5 | -34.02 | 5.5 | 17.82 |
4 | 机房底架 | 30 | 33.5 | 1005 | -8.5 | -255 | 7.5 | 225 |
5 | 后大梁 | 44 | 30.3 | 1333.2 | -15.1 | -664.4 | 0.9 | 39.6 |
6 | 后大梁司机室轨道 | 3.5 | 28.5 | 99.75 | -13.6 | -47.6 | 2.4 | 8.4 |
| 合计 | 289.58 | 24.49 | 7091.8142 | -8.86 | -2566.6 | 7.14 | 2067.6012 |
合计项算法同1.2.1
| 1.3.整机固定部分 |
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序号 | 名称 | G(t) | H(m) | G*H(t.m) | Xw(m) | G*Xw(t.m) | Xl(m) | G*Xl(t.m) | |
1 | 金构固定部分 | 289.58 | 24.49 | 7091.8142 | -8.86 | -2565.6788 | 7.14 | 2067.6012 | |
2 | 机器房围棚 | 30 | 37 | 1110 | -10.5 | -315 | 5.5 | 165 | |
3 | 起升开闭机构 | 60 | 36.1 | 2166 | -9.4 | -564 | 6.6 | 396 | |
4 | 俯仰机构 | 20 | 36.4 | 728 | -4.6 | -92 | 11.4 | 228 | |
5 | 室内维修起重机 | 7 | 38.7 | 270.9 | -7.4 | -51.8 | 8.6 | 60.2 | |
6 | 电器柜等 | 8.8 | 36 | 316.8 | -7 | -61.6 | 9 | 79.2 | |
7 | 大车行走机构 | 48 | 1.5 | 72 | -8 | -384 | 8 | 384 | |
8 | 梯子平台（不包括前大梁梯子） | 30 | 25 | 750 | -12 | -360 | 4 | 120 | |
9 | 水箱装置 | 7.5 | 5.4 | 40.5 | -16 | -120 | 0 | 0 | |
10 | 动力控制电缆卷取装置 | 3.39 | 16.7 | 56.613 | -7.6 | -25.764 | 8.4 | 28.476 | |
11 | 安全钩 | 3.5 | 50.3 | 176.05 | 2.1 | 7.35 | 18.1 | 63.35 | |
12 | 梯形架俯仰滑轮 | 1.68 | 51.45 | 86.436 | 0.05 | 0.084 | 16.05 | 26.964 | |
13 | 张紧装置（包括液压站等） | 2.5 | 30.1 | 75.25 | -25.8 | -64.5 | -9.8 | -24.5 | |
14 | 铭牌 | 0.326 | 13.6 | 4.4336 | -9.9 | -3.2274 | 6.1 | 1.9886 | |
15 | 俯仰操纵室 | 1.1 | 35.6 | 39.16 | 0.95 | 1.045 | 16.95 | 18.645 | |
16 | 第二电器操作室 | 1.545 | 8.2 | 12.669 | -5.98 | -9.2391 | 10.02 | 15.4809 | |
17 | 卸料系统 |
| 60 | 14.3 | 858 | -3.5 | -210 | 12.5 | 750 |
18 | 卸料皮带机 | 14.5 | 7.3 | 105.85 | -10 | -145 | 6 | 87 | |
19 | 电梯 |
| 20 | 21 | 420 | -16 | -320 | 0 | 0 |
20 | 后大梁滑轮组 | 0.614 | 31.2 | 19.1568 | -30 | -18.42 | -14 | -8.596 | |
21 | 钢丝绳托架 | 1.641 | 31 | 50.871 | -20 | -32.82 | -4 | -6.564 | |
22 | 户外维修行车 | 0.935 | 33 | 30.855 | -8 | -7.48 | 8 | 7.48 | |
23 | 其他 |
| 3 | 20 | 60 | -15 | -45 | 1 | 3 |
| 合计 | 615.6 | 23.62 | 14540.472 | -8.75 | -5386.500 | 7.25 | 4463.100 | |
合计项算法同1.2.1
| 1.4.前大梁总成 |
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| 1.4.1大梁水平 |
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序号 | 名称 | G(t) | H(m) | G*H(t.m) | Xw(m) | G*Xw(t.m) | Xl(m) | G*Xl(t.m) | |
1 | 前大梁 | 38 | 30.3 | 1151.4 | 18 | 684 | 34 | 1292 | |
2 | 梯子 | 6 | 29.8 | 178.8 | 14.18 | 85.08 | 30.18 | 181.08 | |
3 | 小车轨道 | 4.5 | 30.7 | 138.15 | 15 | 67.5 | 31 | 139.5 | |
4 | 前大拉杆 | 7.09 | 55.5 | 393.495 | 19.4 | 137.546 | 35.3 | 250.277 | |
5 | 俯仰滑轮 | 1.678 | 31.46 | 52.78988 | 23.5 | 39.433 | 39.5 | 66.281 | |
6 | 大梁滑轮组 | 0.898 | 32.9 | 29.5442 | 33.3 | 29.9034 | 49.3 | 44.2714 | |
7 | 托架 | 1.399 | 32.4 | 45.3276 | 18.075 | 25.286925 | 34.08 | 47.67792 | |
8 | 户外维修行车I | 0.502 | 31.2 | 15.6624 | 34.3 | 17.2186 | 50.3 | 25.2506 | |
9 | 其他 |
| 5 | 26 | 130 | 15 | 75 | 31 | 155 |
| 合计 | 65.07 | 32.81 | 2134.9467 | 17.84 | 1160.8488 | 33.84 | 2201.9688 | |
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| 1.4.2大梁仰起 |
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序号 | 名称 | G(t) | H(m) | G*H(t.m) | Xw(m) | G*Xw(t.m) | Xl(m) | G*Xl(t.m) | |
1 | 前大梁 | 38 | 48.02 | 1824.76 | 4.4 | 167.2 | 20.4 | 775.2 | |
2 | 梯子 | 6 | 45.6 | 273.6 | 5.4 | 32.4 | 21.4 | 128.4 | |
3 | 小车轨道 | 4.5 | 44.7 | 201.15 | 3.6 | 16.2 | 19.6 | 88.2 | |
4 | 前大拉杆 | 7.09 | 47 | 333.23 | 3.18 | 22.5462 | 19.18 | 135.9862 | |
5 | 俯仰滑轮 | 1.678 | 52.5 | 88.095 | 4.23 | 7.09794 | 20.23 | 33.94594 | |
6 | 大梁滑轮组 | 0.898 | 62 | 55.676 | 5.01 | 4.49898 | 21.01 | 18.86698 | |
7 | 托架 | 1.399 | 45.8 | 64.0742 | 1.72 | 2.40628 | 17.72 | 24.79028 | |
8 | 户外维修行车I | 0.502 | 62.5 | 31.375 | 5.01 | 2.51502 | 21.01 | 10.54702 | |
9 | 其他 |
| 5 | 31 | 155 | 4 | 20 | 20 | 100 |
| 合计 | 65.07 | 46.52 | 3027.0564 | 4.22 | 274.5954 | 20.22 | 1315.715 | |
合计项算法同1.2.1
| 1.5.整机质量及重心（DL=DW BOOM不计入小车） |
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| 1.5.1前大梁水平 |
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序号 | 名称 | G(t) | H(m) | G*H(t.m) | Xw(m) | G*Xw(t.m) | Xl(m) | G*Xl(t.m) |
1 | 整机固定部分 | 615.600 | 23.620 | 14540.472 | -8.75 | -5386.500 | 7.25 | 4463.100 |
2 | 前大梁总成 | 65.070 | 31.810 | 2069.877 | 17.84 | 1160.849 | 33.84 | 2201.969 |
3 | 合计 | 680.670 | 24.500 | 16676.415 | -6.21 | -4226.961 | 9.79 | 6663.759 |
合计项算法同1.2.1
卸船机简图如图所示
W L
D（A） C(B)
