300T-112M造船龙门起重机设计与主梁优化.pdf

湖南大学
硕士学位论文
300T-112M造船龙门起重机设计与主梁优化
姓名:肖雄亮
申请学位级别:硕士
专业:机械工程
指导教师:周志雄;张连志
20100504
摘要足,很难高效的进行起重机设计满足客户需求。随着造船业的兴起,各船场对造船龙门起重机的要求也朝着大型化、轻型化、高速化、自动化和智能化的方面快速发展。设计中如何在保证安全和使用要求的前提下有效减轻自重,对整机造价的节省显得尤为重要。而传统的大吨位造船用龙门起重机的设计方法存在方案设计周期长,误差大,设计不充分不系统,不能反映整个结构的应力分布,且受设计者经验限制,细节设计、方案优化复杂等不本文首先简要介绍了课题的研究背景和意义,及造船龙门起重机的发展趋势与设计方法;,;计算了该造船龙门起重机受到的静载荷、动载荷、风载荷、偏斜运行时的水平侧向力、碰撞力等等;计算了该型造船龙门起重机的轮压,校核了起重机的稳定性、正常工作状态和非正常工作状态的防风抗滑安全性;列出了该造船龙门起重机的典型工况,并在薪⒘整机结构有限元模型,且运用该模型分析了典型工况下的强度和刚度;最后采用母呒队τ眉际酰云鹬鼗髁航辛擞呕杓疲贸隽私孛娴淖钣沤猓并分析了优化后的造船龙门起重机的强度和刚度进行了分析,且得到了比较满意的结果;优化后造船龙门起重机的总体质量得到了比较大的减轻,且降低了制造成本。本文的设计思路与方法,对于今后同类机型的设计开发工作具有一定的指导性意义。关键字:龙门起重机;造船;有限元;优化设计齑牌鹬鼗杓朴胫髁挥呕Ⅱ
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第滦论造船龙门起重机的发展趋势研究背景和意义造船起重机有门座起重机与龙门起重机两种。门座起重机桥架通过两侧支腿支承在地面轨道或地基上的桥架型起重机。具有沿地面轨道运行,下方可通过铁路车辆或其他地面车辆。造船用龙门起重机是一种常用的用以实现工件翻转、吊运等要求的起重机。其是在水平桥架设置在两条支腿上构成门架形状的一种桥架型起重机。这种起重机在地面轨道上运行,主要用在露天船坞和港口等地进行搬运和安装作业。由于门座起重机存在一个整体稳定性问题,因而无法大幅度提高门座起重机的起重量和工作幅度。而造船龙门起重机则不存在吊重状态下自身稳定性问题,另外造船龙门起重机还可以使分段空中翻身,实现分段三维方向调节等优点。基于这些特点,造船龙门起重机应用愈来愈被人们所认识和重视。欧美日等国大量应用龙门起重机造船,年代韩国造船工业飞跃发展,也相继建造了很多造船龙门起重机。起重机正向大型化、高速化、轻型化、多样化、自动化、智能化、成套化、实用化发展,这也是社会发展的必然趋势【俊N夜谧酆霞际水平上与发达国家有较大差距,特别是在运用性齑鹬鼗纳杓坪优化上还不成熟。世纪年代开始,随着世界海上贸易的日益频繁。加入螅夜世界各国的经济贸易显著加强。国家对外进出口额逐年增加,其中占外贸运输总量%的外贸海运量以每年サ姆仍黾印】。由此而带来的港口货运吞吐量也大幅增长。全国港口年吞吐量达亿吨以上,港次喔觯渲型蚨忠上的泊位喔觥】。为了适应货运量的激增和船舶的大型化的迫切需要。世界造船事业迅速发展,造船起重机的需求量也随之迅猛增加。造船龙门起重机结构型式分为单梁和双梁。起重量和跨度较大时,采用单主梁较为经济,其主要由钢结构门架、上小车、下小车、大车运行机构、维修起重机、润滑、电梯及电气设备组成。随着造船工业的发展,造船工艺不断更新,愈来愈趋向于大分段的建造方式,由此造船龙门起重机也随着发展具体体现在以下几个方面。返拇笮突⒏咚倩⑶嵝突由于船舶运输吨位不断增加,生产效率日益提高,以及产品生产过程中物料工程硕士学位论文
造船龙门起重机设计方法装卸搬运费用所占比例逐渐增加,促使大型或高速造船龙门起重机的需求量不断增长,起重量越来越大,工作速度越来越高,并对能耗和可靠性提出更高的要求。而为降低整机造价,提高起重机生产企业的利润,有效减轻起重机的自重则是必然趋势。盗胁繁曜蓟⒛?榛妥楹匣面对造船龙门起重机多样化需求,用标准化、模块化和组合化的设计与生产方式代替传统的整机设计与生产是行之有效的途径。将造船龙门起重机中功能基本相同的构件、部件和零件制成有多种用途,有相同联接要素和可互换的标准模块,通过不同模块的相互组合,形成不同类型和规格的造船龙门起重机。使用这种标准化、模块化和组合化的生产方式,可使单件小批量生产的起重机改换成具有相当批量的模块生产,实现高效率的专业化生产,企业的生产组织也可由产品管理变为模块管理。从而达到改善整机性能,降低制造成本,充分满足用户需求的目的。沸阅茏远⒅悄芑褪只龙门起重机的更新和发展,在很大程度上取决于电气传动与控制的改