大型港口门座起重机象鼻梁金属结构失效分析及修复设计开题报告

 2020-02-20 09:02

1. 研究目的与意义(文献综述)

门座起重机作为露天物料搬运广泛采用的大型装卸机械,与其它类型的起重机相比,具有起重量大,作业空间大,货场面积利用率高,装卸效率高,基建投资少,运行成本低等优点。其中门座起重机的臂架系统按结构型式可分为四连杆组合臂架式和单臂架式,单臂架式门机变幅方式为绳索变幅,结构总体布置较为简单,方便制造与安装,自重较轻,但是臂架下方的有效空间较小,影响门机变幅;悬挂钢丝绳过长,影响装卸作业的便捷性。组合臂架式门机的诞生弥补了单臂架式的缺陷,因此应用更为广泛。由臂架、象鼻梁与大拉杆通过铰轴构成了组合臂架系统,在门机俯仰过程中,象鼻梁的端点移动轨迹近似为双叶曲线。四连杆臂架系统具有吊载水平位移补偿机构,在门机变幅过程中,吊载可以沿水平线或者近似水平轨迹移动,从而降低能量损耗。臂架系统中的象鼻梁是距离门机回转中心最远,直接承受物品载荷的构件,象鼻梁是门座起重机具有重要作用的构件。

象鼻梁因位置特殊,导致其拆装相对困难,维修成本很高。一旦象鼻梁结构发生变形失效,将直接影响港口的正常作业,甚至产生重大的安全事故。港口门座起重机在实际作业过程中,象鼻梁金属结构直接或间接地承受着吊重载荷和运行带来的惯性载荷以及各种偏摆载荷,应力变化十分复杂。另外,由于港口环境气候潮湿,空气含盐量较高,金属结构和焊缝结构很容易受到疲劳腐蚀、过载冲击而发生断裂、开裂等各种形式的失效。

近年某港频繁出现门座起重机象鼻梁主梁下翼缘板薄厚板对接部位失效变形现象,经笔者对失效门机象鼻梁的统计分析,失效门机象鼻梁的主梁下缘板皆采用了薄厚板对接的型式,厚板的金属结构没有问题,而薄板部位出现了变形失效现象。这样不仅会产生各种故障和安全隐患,还会影响港口的生产效率。因此,研究门座起重机象鼻梁金属结构的失效原因,并对其进行改善,以此减少此类故障隐患是很有必要的。另外,结合设备管理的相关要求,要对港口门座起重机日常运行设定相应的维护和管理措施,做到事前预防,事后维修总结,做好港口门座起重机的安全管理和检查工作,以避免安全事故的发生。

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2. 研究的基本内容与方案

在四连杆门座起重机的金属结构中,象鼻梁作为位于整个结构的最前和最上的部件,其设计的好坏对整台机器的自重和工作的安全可靠起到非常重要的作用。而此次的分析部位,是由于起重机主梁的下缘板采用薄厚板对接的型式,故厚板没有出现什么问题,反而薄板那边出现了失效的问题。针对这一现象,对门座起重机象鼻梁进行分析,研究故障产生的原因,并进行改善。作以下的方案和措施:

1. 熟读3811起重机设计规范;

2. 就所需分析的部位选择好载荷工况;

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3. 研究计划与安排

2019.2.12-2.28文献检索及翻译;
2019.3.1-3.30 起重机产品标准检验方法检测大纲编制;
2019.3.30-4.15金属结构受力计算;
2019.4.15-4.30 建模并有限元分析;
2019.5.1-5.30 论文撰写;
2019.6.1-6.10 论文整理及装订打印。

4. 参考文献(12篇以上)

[1]. 胡静波, 倪大进。基于ansys的门座起重机象鼻梁静力分析。建筑机械, 2009(21):85-87.

[2]. 刘成鑫。港口门座起重机四连杆组合臂架结构优化设计研究。武汉理工大学, 2013。

[3]. 陈昆,胡吉全,钱开元,高清港。门座起重机象鼻梁结构设计的研究。港口装卸 2008年 第2期

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