WGQ600港口重载桅杆式起重机结构设计与有限元及动态分析

发布时间：2020-09-17 14:00

　　随着我国经济的快速发展及国际影响力的逐步提升,带动了港口物流业的快速发展,港口设备作为码头的重要起重运输设备,得到快速的发展。随着装载货物重量的越来越大,传统的岸边桥式起重机、门座式起重机、轮胎式起重机等设备,无法满足超大件、超重件等运输货物的要求;而大型浮式起重机,存在造价高、调度使用费用高、受港口外界环境影响大。本文针对港口物流的新需求,以600t港口桅杆式起重机为研究对象,进行结构设计,满足多种工况下的不同静力学和动力学要求,针对不同工况进行结构优化设计。完成了面向港口新型重载桅杆式起重机的结构设计:首先,利用《GB/T3811-2008起重机设计规范》中,针对双向压弯构件的结构形式,给出了该压弯构件的整体稳定性计算公式,先利用该公式计算了桅杆式起重机起重臂、人字架两大双向压弯构件在最危险工况下的整体稳定性;其次,通过ANSYS有限元分析软件,合理的建立了桅杆式起重机的有限元分析模型,针对整机的危险工况进行了静力学强度分析;与《规范》计算的整体稳定性结果进行对比,验证了设计的合理性;同时,利用ANSYS软件的非线性屈曲模块,对危险工况下,整机的结构稳定性进行了分析计算,指导结构设计;然后,利用ANSYS分析软件得到桅杆式起重机整机柔性体分析模型,通过ANSYS与ADAMS的接口,形成mnf文件;利用ADAMS动态仿真分析软件,对重物突然卸载工况进行仿真,得到起重臂位移振动曲线;通过MATLAB对振动曲线进行数据处理,得到突然卸载冲击系数,证明计算突然卸载冲击系数时,依据规范计算的结果更加安全,为结构计算突然卸载工况提供了数据参考。
【学位单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TH213.2
【部分图文】：

港口,浮式起重机,轮胎式起重机

c）浮式起重机 d) 港口用轮胎起重机图 1-1 港口用起重机浮式起重机也成为浮吊，通常该设备安装在船的甲板上，广泛应用于水重作业。根据浮式起重机的使用用途不同，可分为装卸型和吊装型。目前式起重机的起重量达到了上千吨，常用于海洋资源的开发、运输等作业。浮式起重机起吊服务价格昂贵，造价高昂，调度、使用费用很高，且受气候道、泊位等因素的制约很大，极易造成货物装卸不及时，发生压船、滞港，延长物流周期，增加额外的货物存储费用，且安全性相对较低。港口用轮胎式起重机是轮胎式起重机的一种，应用于港口、车站、货场所，进行散货的装卸与搬运作业，同时也承担港口设备的维修、拆卸与安业。目前港口用轮胎起重机，起重量为 3-2-80t，作业幅度有限，不能满足船起吊大型部件。对比目前港口用起重设备的特点，桅杆式起重机则具有结构简单、维修卸等方便，起升重量大，受施工场地限制小，成本相对相同起重能力的其械大大降低，具有极高的性价比。因此尤其适合港口码头施工场地的起吊

桅杆式起重机,起重设备,把杆,拔杆

e)缆绳式 f)斜撑式图 1-2 桅杆式起重机类型桅杆式起重机根据其结构形式，又被人们简称为拔杆或把杆，是一种简起重设备。桅杆式起重机具有拆卸简便、结构制作简单，整机起重能力大重量大，整机工作环境不受场地范围狭小的限制等特点。特别适用于吊装构配件时，该起重设备对比其他起重设备更显它的优越性。但传统的桅杆重机由于结构特点，需要设置多根缆风绳，已增加整机的稳定性，导致整动变得十分困难。另外，其起重半径小，灵活性差。因此，桅杆式起重机用于吊装构件重量大、吊装作业环境复杂、空间狭小等环境中。在工程实际中应用最多的是缆绳式和斜撑式。缆绳式桅杆式起重机是一过绳索与周围地形地物形成一种结构体；而斜撑式桅杆式起重机是依靠自构形成的结构体。如图 1-3 所示，是一种采石矿用的简易纤缆式桅杆式起重机。该起重机简单，是一种“因地制宜”，土制土造简易桅杆吊[2]。如图 1-4 所示，是建筑设备安装采用的一种简易的桅杆式起重机。如图 1-5 所示，斜撑式桅杆式

桅杆式起重机,设备安装,斜撑式

通过绳索与周围地形地物形成一种结构体；而斜撑式桅杆式起重机是依靠自身结构形成的结构体。如图 1-3 所示，是一种采石矿用的简易纤缆式桅杆式起重机。该起重机结构简单，是一种“因地制宜”，土制土造简易桅杆吊[2]。如图 1-4 所示，是建筑工地设备安装采用的一种简易的桅杆式起重机。如图 1-5 所示，斜撑式桅杆式起重机，应用到桥梁施工、货场用以及码头卸货。

【参考文献】