抓斗卸船机金属结构有限元分析.pdf

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1、抓斗卸船机金属结构有限元分析许海翔刘恩频上海市特种设备监督检验技术研究院上海200065摘要：基于MSCNastran／Patran软件及起重机设计规范，对卸船机金属结构进行强度和刚度分析，详细叙述了卸船机整机结构模型的简化及边界条件的施加，并将有限元分析结果与现场静应力测试做了对比。关键词：卸船机；金属结构；有限元分析中图分类号：U653．928l文献标识码：A文章编号：1001—0785(2011)02—0009—05Abstract：0nthebasisoftheMSCNastran／Patransoftware

2、anddesignspecificationsofcrane，thepaperanalyzesthestrengthandstiffnessofthemetalstructureoftheshipunloader，describesthestructuralmodelsimplificationofthewholeshiDunloaderaswe11astheapplicationofboundaryconditionsindetail，andcomparesthefiniteelementanalysisresult

3、andtheon．sitestaticstresstest．Keywords：shipunloader；metalstructure；finiteelementanalysis随着全球范围港口散货运输量的快速增长，小车、抓斗、机器房、司机室、大车机构、小车散货装卸设备的作用越来越重要，对装卸设备金牵引机构、起升开闭机构、卸料系统、小车运行属结构的承载能力提出了更高的要求。由于桥式缠绕系统、俯仰缠绕系统等构成。工作时，前大卸船机对散货种类与船舶种类的变化适应性强，梁处于水平状态，抓斗在船舱内抓取物料，经小具有出力大、运营

4、成本低等优点，在散装物料的车起升机构与小车运行机构的复合运动运至机内搬运中得到广泛应用，因而成为散货港口码头的料斗的上方，抓斗打开，卸料进入料斗再到振动主要设备。本文以500t／h单悬臂小车自行式抓斗给料器，将物料送到带式输送机上，然后根据需卸船机为研究对象，对其金属结构进行强度和刚要由移动带式输送机将物料分别送至码头的2条度分析，检验整机的承载能力。地面带式输送机。不工作时，前大梁仰起，通过安全钩和梯形架固定，小车锚定于停车位置。5001桥式抓斗卸船机技术参数t／h抓斗卸船机主要技术参数见表1。桥式抓斗卸船机由门架结

5、构、臂架、主梁、表1卸船机主要技术参数参数机构起升开闭小车运行大车运行臂架俯仰司机室运行生产率600(最大)工作级别M8M8M5M5M5／(t·h)500(额定)起重量／t16速度／(m·m_in)801202523．7抓斗容积／m10抓斗前．申距／m21．5海侧280海侧240最大轮压／kN工作非工作陆侧280陆侧2902模型简化及约束条件譬善IJ’因此本文以一维和二单元选择应遵循在误差范围内尽可能选用一整体模型采用梁单元以及杆单元形式，其中《起重运输机械》2011(2)一9一前拉杆及后拉杆为杆单元，其他部件为梁单元

6、。电器机房、卷扬机构、驾驶室、料斗杆采用集中单元，作用在主梁及前臂上。前臂与前拉杆、后拉杆与主梁、门架结构与前后拉杆为铰接连接，建模时对这些节点采用MPC处理，分别建立铰接约束。将小车、抓斗及机房等质量简化成集中力作用在相应位置。表2为部件的集中质量表。图1为含约束及集中质量的卸船机有限元模型，其中4图2含截面属性的卸船机模型个支点约束分别为一边限制所有平动，另外一边仅限制z向平动，对所有转动不作约束。图2为含3卸船机载荷种类截面属性的卸船机模型。3．1固定载荷·表2部件集中质量表固定载荷为卸船机自重，由于对模型进行了

7、部件质量／kg作用位置简化，因此需通过调整密度来达到各部件质量与图纸的一致。小车34942主梁及前臂3．2移动载荷抓斗及附件6017主梁及前臂移动载荷始终作用在前臂或主梁上，移动载载荷16O00主梁及前臂荷包括小车自重34942kg、抓斗及附件重量6017kg、起吊载荷16000kg。按照规范，小车起升载荷机械电气室35860主梁后端3000mill处的2个点动载系数=1．25。小车车轮轨距为2800mm，臂架起升机构23438陆侧支腿上横梁中心前后轮距为4500mm，抓斗在小车的中心线位置。臂架挂钩装置1797前门架

8、顶部两端小车运行速度为120m／min，起制动时间3s，起煤斗车555271／2作用在主梁两侧制动惯性加速度’。，=120÷60÷3=0．667m／s电气部件36164均布于主梁及前臂按规范小车起制动惯性力值班室220o一侧斜撑杆支撑梁处=1．5ma：1．5X(34942+6017+16000)x0．667维修吊车l2900作用于