起重船重吊系固系统结构设计
集装箱船系固系统及其设计要点
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Vol.29 No.2 General Serial No.319
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明，集装箱底座处以及角件上下之间不产生分离力， 间转锁、底转锁、半自动扭锁或自动可锁堆锥代替
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则可以在内侧集装箱的底角件处安装横向双堆锥 堆锥。受空间限制，舱内集装箱系固一般不采用扭
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或连接板来代替中间转锁，但在外侧集装箱的底角 锁，但仍需要通过系固受力计算确定是否选用锁具。
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DOI: 10.13340/j.cont. 2018.02.006
Vol.29 No.2 General Serial No.319
集装箱据悉＠系统怠其银针要点
杭州现代船舶设计研究有限公司 章泉，王朝 杭州西湖水域管理处吴敬一
(2 ）绑扎 若系固受力计算结果表明，集装箱所 受外力超出其许用负荷，仅用紧固设备无法减轻外 力对箱体的作用，则需要对集装箱实施绑扎（见图 1 ），以抵消作用在集装箱上的水平外力 。 绑扎分为 交叉绑扎和垂直绑扎：交叉绑扎可防止集装箱倾斜 或歪斜，分为单层绑扎和双层绑扎，应根据受力计 算结果确定具体的绑扎方式；垂直绑扎可防止集装 箱倾斜，常用于计算所得的分离力不超过 375kN 的 情况。在集装箱仅堆放 1-2 层或未满载货物的情况 下，一般仅采用角锁固定集装箱，而不采用绑扎方 式； f旦对于堆放在距船首 0万倍船长范围内的载货 集装箱，需要经核算确定是否采用绑扎方式。
深水海洋工程船起重机基座结构设计
深水海洋工程船起重机基座结构设计发布时间：2023-02-17T05:13:45.028Z 来源：《工程建设标准化》2022年10月19期作者：吴春美[导读] 为确保补给、生产、维修和登船作业，深水工程船舶通常配备起重机吴春美天津博迈科海洋工程有限公司天津 301800摘要：为确保补给、生产、维修和登船作业，深水工程船舶通常配备起重机，以便在补给区、卸货区和居住区进行起重作业。
起重机运行频率高，基础结构长期承受各种可变载荷，可能导致结构变形和疲劳损伤。
因此，各船级社的规格将起重机底座及相应的壳结构归入近海结构。
现场运行状态是起重机基础设计的受控运行状态。
保证起重机基础和船体连接结构的强度、刚度和疲劳性能是保证起重机运行安全可靠、减少起重机关键机构疲劳损伤的必要前提。
关键词：深水海洋；工程船起重机；基座结构设计引言甲板起重机俗称克令吊。
固定在甲板上，用以装卸货物的回转起重机。
其主要特点是构造紧凑，工作面大(在360°范围内任何一点都能作业)，操作方便、安全平稳，具有良好的定点着放能力和较高的装卸能力。
它的主要任务是用于船舶货物的运输转移、海上补给、水下作业设备的投放与回收等。
1起重机基座形式设计为了避免起重机底座和起重机筒结构之间的应力集中以及连接构件的疲劳，起重机底座顶部的直径与起重机底座的圆柱直径一致，从而更好地将起重机载荷传递给壳体结构。
通用起重机基座的底部通常为圆柱体和子圆-顶部圆。
圆筒形底座结构设计简单，减少了起重机基座侧壁上垂直和水平桁条的数量，从而减少了起重机底座的整体重量和施工成本；同时，以这种结构形式使用基座可以减少起重机底座过渡阶段的应力集中，并在施工过程中降低焊接过程的难度。
尽管上圆底机基座可以很好地将起重机的载荷传递到壳体结构上，但壳上需要增加四个舱壁来传递起重机的载荷，在结构的过渡阶段很难实现该计划的实施，且需要较高的施工精度。
2结构设计要求起重机基座结构强度分析考虑自重、船体总纵弯矩、船体运动惯性、风和起重机作业等各种载荷在起重机各作业方向的最不利组合。
船舶吊机立柱架设计与结构优化
摘要船舶吊机是海面作业的重要机械设备之一，主要对装卸的物品进行搬运。
船舶吊机主要由甲板基座、立柱架、起吊臂和控制室等部分组成。
立柱架是船舶吊机的基本结构，连接甲板基座和起吊臂，承载了吊机作业的全部负载力矩，根据载荷分布情况，立柱架需要有较好的强度、刚度和稳定性。
因此立柱架结构设计的合理性和安全性是保证吊机正常工作的重要条件之一。
本文进行了船舶吊机立柱架设计与结构优化的全部过程，通过分析吊机的起吊形式确定工作情况及大致尺寸参数；运用力学和几何学知识建立动力学方程；通过MATLAB 进行数值分析，得出各位置下力的变化曲线；进行结构设计，运用SolidWorks软件建立三维模型；将三维模型导入ANSYS Workbench中进行有限元分析和结构优化。
本次设计在参考了大量有限元分析案例文献的基础上，综合运用了结构设计、力学计算、MATLAB数值分析、三维建模、ANSYS有限元分析等各方面的知识，是一个完整而有意义的设计过程，既使以前所学的知识得到加强和巩固，又增长了许多新的知识。
关键词：船舶吊机；有限元分析；结构优化设计；ANSYS Workbench；MATLABAbstractShip crane is one of the most important mechanical equipment in sea operations,mainly for loading and unloading goods handling.Ship crane mainly consists of a deck base,frame column,lifting arm,a control room and other parts.Frame column is basic structure of ship crane,which is connected to the deck base and the lifting arm,carrying all the load torque of the hoisting machine,and according to the distribution of the load,frame column need to have better strength,rigidity and stability.Therefore,the rationality and safety of the column frame structure design is one of the important conditions to ensure the crane normal work.In this paper,the whole process of the design and structure optimization of the ship crane is carried out.Through the analysis of the crane lifting form to determine the conditions and approximate size parameters;Dynamic equations are established by using the knowledge of mechanics and geometry;Numerical analysis is carried out by MATLAB,and to get the output of the change curve;Structural design,using SolidWorks software to build three-dimensional model;and then three dimensional model is introduced into workbench ANSYS to be carried out finite element analysis and structural optimization.Based on in reference to a large number of finite element analysis of the literature,this design comprehensively used of structural design,mechanical calculation,MATLAB numerical analysis,three-dimensional modeling,ANSYS finite element analysis and other aspects of knowledge,which is a complete and meaningful design process,even if previously learned knowledge has been strengthened and consolidated,and a lot of new knowledge is increased.Key words :Ship Crane ;Finite Element Analysis ;Structural Optimization Design ;ANSYS Workbench ;MATLAB目录1绪论 (5)1.1 课题研究的背景 (5)1.1.1 船舶吊机简介 (5)1.1.2 课题的国内外研究现状 (6)1.1.3 数值分析与有限单元法 (6)1.1.4 有限元法的发展 (7)1.1.5 优化设计与拓扑优化 (7)1.1.6 ANSYS workbench在静态结构分析中的运用 (8)1.2 课题研究的目的和意义 (9)2船舶吊机立柱架的结构设计 (10)2.1 课题的设计内容 (10)2.1.1 课题名称 (10)2.1.2 设计内容 (12)2.2 船舶吊机的受力分析 (13)2.2.1 船舶吊机的工作状况介绍 (13)2.2.2 简化模型 (13)2.2.3 给定参数 (14)2.2.4 受力分析 (14)2.3 MATLAB数值分析 (16)2.3.1 目标函数 (16)2.3.2 约束条件 (16)2.3.3 最优解的搜索 (16)2.3.4 求解结果及其分析 (17)2.4 立柱架的结构设计 (19)2.4.1 立柱架整体外形的初步确立 (19)2.4.2 立柱架的设计 (23)2.5 建立立柱架三维模型 (29)3船舶吊机立柱架的有限元分析 (30)3.1 立柱架整体的有限元分析 (30)3.1.1 有限元模型 (30)3.1.2 材料参数 (31)3.1.3 设计载荷 (31)3.1.4 边界条件 (33)3.1.5 计算结果及分析 (33)3.2 立柱的有限元分析 (37)3.3 立柱支撑架的有限元分析 (38)4船舶吊机立柱架的优化设计 (39)设计总结 (40)参考文献 (41)致谢 (41)附录A——MATLAB程序 (43)附录B——二维工程图 (45)附录C——三维模型 (45)附录D——ANSYS载荷步 (47)附录E——立柱架图纸清单 (48)1 绪论1.1 课题研究的背景本课题来源于生产实践，其研究对象是船舶吊机立柱架。
船体结构与结构设计PPT课件
主要尺度及参数 总长 231.00 m 垂线间长 214.20 m 型宽 32.20 m 型深 18.80 m 设计吃水/结构吃水 12.00 m 载重量 41000 t 集装箱数 3534 TEU (14吨/箱装箱量 2250 TEU) 主机型号 MAN - B&W 7K90MC-C 1 set MCR 31920 kW x 104 rpm CSR 28728 kW x 100.4 rpm 服务航速 22.2 kn （at CSR with 15% S.M.）
趋向于建造尾机型船或中后机型船。
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图1－1 28000T多用处干货/集装箱船
主尺度：总长*型宽*型深*吃水 (m)＝181*26*14.4*10.02； 吨位：总吨位（GROSS)＝19354 ， 净吨位(NET)＝9614； 航速：15.5kn；主机：型号*功率*台数＝MAN B&W5S50MC*6400*1
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图1－8 30万吨油船
主尺度：总长*型宽*型深*吃水（m） ＝333*58*31*22.2
大型起重船的构造与设计分析
大型起重船的构造与设计分析大型起重船是一种用于进行重型物资和设备吊装、运输和安装的特种海上工程船舶。
它以其巨大的起重能力和灵活性在海洋工程、石油钻探以及桥梁、海港等重型建设项目中扮演着不可或缺的角色。
为了保证大型起重船的安全性和有效性，船舶的构造和设计是至关重要的。
大型起重船的构造一般由上部结构和下部结构组成。
上部结构主要包括桅杆、起重臂、起重机、吊具等。
桅杆是船舶的支撑结构，起重臂通过液压缸控制伸缩，起重机是起重船的核心设备，通过旋转、升降、伸缩等动作实现吊装作业。
吊具包括钢索、夹具等，用于固定和操控吊装物。
下部结构包括船体、船底、液压系统、动力系统等。
大型起重船的设计分析涉及多个方面，如船体结构、吊装能力、运载能力等。
首先是船体结构的设计，它需要具备足够的强度和稳定性，以确保船舶在吊装作业中不会发生翻覆或结构损坏。
船体结构通常采用钢质材料，通过合适的布局和加固来满足吊装作业的需求。
其次是吊装能力的分析，包括吊装高度、吊装距离、吊装角度等参数的确定。
这些参数需要根据实际作业需求和起重机的性能来进行合理规划，以确保起重船可以完成各种复杂的吊装任务。
最后是运载能力的评估，它涉及到船舶的载重能力以及稳定性的控制。
合理的运载能力设计可以提高起重船的作业效率和安全性。
在大型起重船的设计分析过程中，还需要考虑一些关键的技术要求和挑战。
首先是抗风和抗浪能力。
由于起重船大多用于海上作业，在海上环境中面临复杂的气象和海况条件。
因此，船舶设计师要考虑到船体的稳定性和操纵性，以确保起重船在恶劣天气条件下的安全运行。
此外，起重船的设计还要考虑到船体的结构和性能，以适应各种吊装任务的需求。
例如，对于需要更高高度的吊装任务，起重船的桅杆和起重臂需要具备更强的强度和刚性。
同时，吊具的设计也需要与吊装物的特性相匹配，以确保吊装作业的安全和高效。
大型起重船的构造与设计分析需要充分考虑船体结构、吊装能力和运载能力等多个方面。
通过合理的设计和分析，可以确保起重船在各种工程项目中发挥其最大的作用。
《船舶系固设备》课件
确保设备符合安全和功能要求。
2
维护方法和技巧
定期保养和检修设备，延长使用寿命。
3
故障排查和处理
鉴定设备故障原因，进行修复和替换。
船舶系固设备的求职和发展
行业背景和就业形势
船舶系固设备行业就业前景广 阔。
职业划和发展路径
通过学习和经验积累，提升职 业发展。
学习和进修建议
不断学习和更新知识，适应行 业发展需求。
《船舶系固设备》PPT课 件
这是一份关于船舶系固设备的PPT课件，通过本课件您将了解船舶系固设备的 定义、分类、功能以及主要部件的介绍。
船舶系固设备的分类
机电设备
包括发动机、锅炉、发电机等。
货舱设备
包括货舱门、货舱盖板等。
船体结构
包括甲板、舱口、船壳等。
电气设备
包括导航设备、通信设备等。
船舶系固设备的功能
结语
1 船舶系固设备的重要性
2 学习船舶系固设备的意义
船舶系固设备是船舶安全和运营的关键。
为了提高船舶运行和维护的技能。
3 展望船舶系固设备行业的未来
随着技术的发展，船舶系固设备行业将持续发展。
1 运输功能
确保货物的安全运输。
3 环境保护功能
减少船舶对环境的污染。
2 安全功能
保障船舶和船员的安全。
船舶系固设备的主要部件
船体结构
包括船体的形状、结构和材料。
货舱结构
包括货舱的布局、舱壁和货舱门。
转舵系统
用于控制船舶转弯的设备。
锅炉设备
提供船舶动力的设备。
船舶系固设备的检验和维护
1
检验标准和要求
起重机结构设计毕业设计
前言起重机械是用来起落物品或人员的，有的还能使这些物品或人员在其工作范围内作水平或空间移动的机械。
取物装置悬挂在可沿桥架运行的起重小车或运行式葫芦上的起重机，称为桥架型起重机。
桥架两头通过运行机构直接支承在高架轨道上的桥架型起重机，称之为“桥式起重机”。
桥式起重机一样有大车运行机构的桥架、装有起升机构和小车运行机构的起重小车、电气设备、司机室等几大部份组成。
外形像一个两头支承在平行的两条架空轨道上平移运行的单跨平板桥。
起升机构用来垂直起落物品，起重小车用来带着载荷作横向移动，以达到在跨度内和规定高度内组成的三维空间里做搬运和装卸货物用。
桥式起重机是利用最普遍、拥有量最大的一种轨道运行式起重机，其额定起重量从几吨到几百吨。
最大体的形式是通用吊钩桥式起重机，其他形式的桥式起重机都是在通用吊钩桥式起重机的基础上派生进展出来的。
起重机的产品型号表示为：类、组、型代号特点代号主参数代号更新代号例如：QD20/5桥式起重机表示为，吊钩桥式起重机，主钩20t，副钩5t。
在设计进程中，结合起重机的实际工作条件，注意了以下几方面的要求：整台起重机与厂方建筑物的配合，和小车与桥架的配合要适当。
小车与桥架的彼此配合，要紧在于：小车轨距（车轮中心线间的水平距离）和桥架上的小车轨距应相同，第二，在于小车的缓冲器与桥架上的挡铁位置要配合好，小车的撞尺和桥架上的行程限位装置要配合好。
小车的平面布置愈紧凑小车愈能跑到靠近桥架的两头，起重机工作范围也就愈大。
小车的高度小，相应的可使起重机的高度减小，从而降低了厂房建筑物的高度。
小车上机构的布置及同一机构中各零件间的配合要求适当。
起升机构和小车平面的布置要合理，二者之间的距离不该过小，不然维修不便，或造成小车架难以设计。
但也不该太大，不然小车就不紧凑。
小车车轮的轮压散布要求均匀。
如能知足那个要求，那么能够取得最小的车轮，轮轴及轴承箱的尺寸，而且使起重机桥架主梁上受到均匀的载荷。
一样最大轮压不该该超过平均轮压得20%。
海上起重机的结构及其要素
海上起重机的结构及其要素海上起重机是一种用于海上船舶、平台的起重和装卸作业的机器设备，它是海上工程中不可或缺的重要装备。
本文将分析海上起重机的结构和要素，以及对其进行一些深入的研究。
一、结构1.主体结构海上起重机的主体结构主要由吊臂、顶驱、平衡重、抱杆、行车等组成。
吊臂是起重机的主体，通常由一块长材料制成，承受起重的重量和力量，由吊缆支撑。
在吊臂的下部配备了一个抱杆，用来保持吊臂与船体的连接，增强吊臂在运动中的稳定性。
顶驱是起重机的核心部件之一，它通过液压或电动机驱动吊钩上下运动，可以快速高效的完成吊装作业。
顶驱通常由一个液压缸和两个卷轴组成，用来提升吊臂和吊钩。
平衡重通常安装在吊臂的底部，用来平衡吊臂的重量，有效地减少了起重机本身的重量，从而减轻了起重物的负载压力。
平衡重的重量和位置可以根据各种场合的需要进行调整。
行车是起重机的另一个核心部件，可以使吊臂在水平方向上移动，方便起重操作。
行车通常由电动机、推进器和移动轮组成，可以使起重机在水平方向上自由移动。
2.辅助部件海上起重机还配备了各种辅助部件，如液压系统、电气控制系统、传感器等。
液压系统是起重机的主要能源来源，提供了各种动力和控制。
液压系统主要包括液压泵、液压缸、管道和液压油箱等部件。
电气控制系统是起重机的另一个重要部件，主要用于控制起重机的各种运动和功能。
电气控制系统通常由控制盘、电缆、开关和电机等组成。
传感器是起重机的重要传感器，主要用于监测起重机的各种状态和参数，如载荷重量、角度、速度等。
二、要素1.起重量起重量是衡量起重机性能的重要指标之一，通常用吨来衡量。
起重量通常取决于吊臂的长度、最大承载能力和配重情况等。
2.工作半径工作半径是指从起重机中心到吊臂的末端的水平距离，通常用米来衡量。
工作半径决定了起重物在水平方向上的操作范围。
3.起升高度起升高度是指起重机可以达到的最大高度，通常用米来衡量。
起升高度取决于吊臂长度、顶驱承载能力和其他因素。
起重船旋转吊机的布置及支撑结构设计
起重船旋转吊机的布置及支撑结构设计摘要：旋转吊机是起重船的一种特殊设备，其利用旋轴原理旋转作业，可以在很短的时间内完成从一种工作位置到另一种工作位置的换装作业，提高了起重船的作业能力，在海洋石油开发中发挥着越来越重要的作用。
为了适应海洋石油开发对作业效率和安全性的要求，旋转吊机也越来越多地被应用到海洋石油开发作业中。
本文通过分析旋转吊机的结构特点和工作原理，对其进行布置设计，并对旋转吊机支撑结构设计进行分析和研究，从满足其强度要求出发，对支撑结构进行选型和优化，从而提高旋转吊机在海洋石油开发中的使用效果和安全性。
关键词：起重船；旋转吊机；布置；支撑结构在海洋石油开发中，旋转吊机是一种特殊的起重设备，通常用于海上钻井平台或其它特殊作业位置的吊装、安装和拆卸。
旋转吊机是起重船的一种特殊设备，其特点在于可以利用旋转机构将吊机旋转一定角度，在很短的时间内完成从一种工作位置到另一种工作位置的换装作业，从而大大提高起重船的作业能力和作业效率。
旋转吊机由主臂、副臂、副臂和驱动机构等组成，主臂通过转轴与副臂相连，而副臂则通过旋转机构与驱动机构相连。
主臂可以在甲板上或甲板下旋转，而副臂则可以在甲板上或甲板下以一定角度旋转，从而可以在很短的时间内完成从一种工作位置到另一种工作位置的换装作业。
1 起重船旋转吊机的概述1.1 起重船旋转吊机的结构特点起重船旋转吊机的结构形式主要分为两种，一种是传统的船用旋转吊机，另一种是自升旋转吊机。
传统的船用旋转吊机结构形式比较简单，主要由主支撑、起重臂、主起升液压缸、吊耳、电气控制系统组成。
旋转吊机的主起升液压缸结构设计，该液压缸在船中固定，起升时靠两个主起升液压缸的油压将起升油缸伸出，从而带动起升油缸上的旋转支架转动，起重臂采用双主臂布置形式，主臂为一主一备，即一个旋转支架一套升降系统，而且起重臂和旋转支架组成了一个整体，旋转吊机通过两个主臂连接起来，主臂与旋转支架之间通过丝杠螺母实现同步转动。
1500吨起重船起重系统设计
1500吨起重船起重系统设计作者：李敏来源：《广东造船》2012年第05期摘要：本文着重介绍了起重船起重系统的特点，并对起重设备选型需考虑的主要问题做了简要论述。
关键词：起重系统；有限元分析；起重设备选型1 前言随着海洋开发的深入发展，海上工程、海上救助、港口、码头、桥梁建设等吊装的需求日益增长，大型起重船的作用越来越重要，作为海上建设项目、打捞作业中不可替代的装备，近几年来有了非常快的发展，起吊能力不断加大，作业能力不断增强，作业区域从沿海港口向近海及远海发展。
2 船舶概况本船为单连续甲板、钢质焊接结构、自航、固定变幅式起重船，最大起吊能力1 500 t，主钩最大起升高度为75 m，副钩起升高度为82 m，主要用于我国沿海地区海域进行起吊作业，拖带航行航区为近海航区。
3 起重系统设计起重系统主要由吊臂、人字架、主钩起升机构、副钩起升机构、变幅机构、电气系统及安全装置组成。
3.1 作业环境条件（1）船舶最大横倾5°，最大纵倾2°；（2）港口或遮蔽水域环境条件；（3）风速不超过20 m/s，相应风压不超过250 Pa；（4）起重荷载的运动不受外力的制约。
3.2 工作状况起重机作业时，主钩起升机构、副钩起升机构与变幅机构只能单独工作，只有在空载时主钩起升机构与变幅机构、副钩起升机构与变幅机构可同时工作。
在过桥状态、避风及调遣拖航时，所有吊钩均被收藏在船舶首部甲板上并加以固定。
3.3 起重构架强度计算起重构架主要是首部的A型吊臂和尾部人字架。
固定变幅式大型起重船吊臂主要有三种形式：桁架（组合杆）形式、箱型梁形式和圆柱形式。
因为本船吊臂长度较长，约88 m，吊臂自重会产生较大的垂向弯矩，而横向载荷较小，对吊臂绕水平轴的惯性矩要求要比绕垂直轴的惯性矩大得多，因此本船不推荐使用圆柱形式。
对于桁架（组合杆）形式和箱型梁形式，经有限元直接计算都满足规范要求，但箱型梁吊臂结构在重量上比桁架（组合杆）吊臂结构重了许多，这会引起其余起重设备的重量增加，并且受风面积较大，对本船稳性不利，因此本船最终选用桁架（组合杆）形式。
大型起重船的工作原理与动力系统解析
大型起重船的工作原理与动力系统解析大型起重船作为现代海洋工程中必不可少的装备之一，拥有强大的起重能力和灵活的工作性能。
本文将详细解析大型起重船的工作原理与动力系统，以帮助读者更好地了解这一重要的海洋工程设备。
一、工作原理大型起重船主要通过起重机构，将物体由水平位置抬升至所需高度，并进行转运、装卸或安装等操作。
起重机构通常由起重机钢丝绳、动作机构和起重机构支架等组成。
起重机钢丝绳是起重机构的核心部分，它由多股细钢丝编织而成，具有很高的拉伸强度和耐磨性。
钢丝绳通过驱动鼓轮的旋转，使载荷上升或下降。
同时，起重机钢丝绳还可以通过钢丝绳绳鼓的转动实现对物体的水平移动。
动作机构是起重机构的关键组成部分之一，它由起重机主马达、行走马达和拖缆机构等组成。
起重机主马达提供起重机的动力，驱动鼓轮和绳鼓旋转，从而使物体上升或下降。
行走马达用于起重船的行进，使起重机能够在工作区域内自由移动。
拖缆机构通过钢丝绳的绞合和放松实现大型起重船的定位。
起重机构支架是起重机构的另一个重要组成部分，它起到支撑和保护起重机钢丝绳的作用。
起重机构支架通常由钢结构和液压系统组成，能够承受大量的工作负荷，并提供稳定的工作环境。
二、动力系统大型起重船的动力系统主要由发动机、传动系统和控制系统组成，它们共同工作，为起重船提供动力和保障工作的安全可靠性。
发动机是大型起重船最重要的动力单元之一，常见的发动机类型包括柴油发动机和电动机。
柴油发动机通常被用于起重船的主要动力来源，具有功率大、负载能力强和燃油经济性高等特点。
电动机则在一些特殊情况下被使用，如需要低噪音和零排放的工况。
传动系统将发动机产生的动力传递给起重机构和行走马达等部件，以实现各项工作任务。
传动系统通常采用液压传动和机械传动两种方式。
液压传动通过液压泵、液压缸和液压阀等组件，将发动机的动力转化为液压能量，以实现起重机构的升降和旋转等运动。
机械传动则通过齿轮、链条和皮带等零部件，将发动机的动力传递给起重机构和行走马达。
大型起重船的操纵系统设计与优化
大型起重船的操纵系统设计与优化大型起重船是一种重要的工程装备，广泛应用于港口、船厂、建筑工地等领域，用于吊运重物、安装大型构件等任务。
操纵系统的设计和优化对于大型起重船的安全性、效率和精确度具有重要影响。
本文将从操纵系统的设计原则、关键技术和优化方法等方面进行探讨。
1. 操纵系统设计原则大型起重船的操纵系统设计需要考虑以下原则：1.1 安全性：操纵系统的设计应确保起重船在各种工况下保持稳定，防止倾覆和其他安全事故的发生。
1.2 精确度：操纵系统应具备高度的精确度，可以准确地控制起重船的位置、姿态和运动速度。
1.3 可靠性：操纵系统的设计应考虑到设备的可靠性和故障的容错能力，以确保系统的长期稳定运行。
1.4 人机工程学：操纵系统应符合人机工程学的原则，提供易于操作和理解的界面，减少人为操作错误的可能性。
2. 关键技术2.1 传感器技术：传感器是操纵系统获取起重船位置、姿态和负载信息的关键装置。
常用的传感器包括压力传感器、力传感器、陀螺仪等，通过测量各种参数，为操纵系统提供准确的反馈。
2.2 控制算法：控制算法是操纵系统的核心，用于根据传感器信息计算出合适的控制指令以实现起重船的精确操作。
常用的控制算法包括PID控制算法、模糊控制算法和模型预测控制算法等。
2.3 通讯技术：大型起重船的操纵系统通常需要多个单元之间进行数据传输和信息交换。
通讯技术的选择和设计直接影响系统的响应速度和稳定性。
常用的通讯技术包括CAN总线、以太网和现场总线等。
2.4 动力系统：大型起重船的操纵系统通常需要控制液压系统或者电动机驱动系统。
动力系统的设计需要兼顾功率输出、响应速度和能耗等方面的考虑。
3. 优化方法3.1 响应速度优化：操纵系统的响应速度是影响起重船效率的重要因素。
通过优化控制算法、提高传感器采样频率和优化通讯技术等方式，可以有效提高操纵系统的响应速度，提高起重船的工作效率。
3.2 姿态控制优化：大型起重船通常需要在复杂的环境中进行操作，如海上风浪或者建筑工地的狭小空间。
机械设计之船用液压吊机的结构设计
机械设计之船用液压吊机的结构设计随着船舶建造和运输工业的不断发展，对于船用液压吊机的需求越来越高。
船用液压吊机是在海上进行物品装卸的重要工具之一。
设计船用液压吊机时需要考虑到各种复杂的工况以及深海环境对吊机的影响。
本文将着重介绍船用液压吊机的结构设计。
首先，一般来说船用液压吊机由下述部分组成：基座，油缸和吊臂。
其中，基座是整个吊机的支撑组件。
油缸是吊机的动力传输之所在，将电力转化为液动力以驱动吊杆。
吊杆是将货物悬挂并运输的组件。
吊杆通常由两个部分组成，即吊钩和吊链。
吊杆的加工材料一般有钢丝绳和钢制品，后者由于其更高的重量承受能力而被广泛使用。
其次，船用液压吊机的设计还需要考虑到各种复杂的工况及关键部件的选择。
对于吊机结构的设计而言，要考虑到多种情况，例如不同的吊货量、贬船船型和海况等。
因此，在设计时需要结合以上各种因素进行综合考虑。
此外，在关键部件的选材上也需要下功夫。
例如，对于油缸的选择，需要根据液压吊机所处的环境、使用频率以及安全性能等多项指标进行评估；在选择吊杆材料和制造工艺上，需要考虑到材料的可靠性、安全性以及对船载全重的负担以及维护方便性等多个因素，同时需要根据作业现场的高度、角度等要素对吊杆进行相应的定制。
最后，关于船用液压吊机的结构稳定性，需要注意的是，吊机的安装位置和支撑组件都需要进行强化。
如果没有足够的支撑和强化，可能会导致吊机在使用过程中出现抖动、变形、位移等问题，极端情况甚至会导致吊机崩坏而引发安全事故。
因此，在设计过程中，需要对各个支撑部位进行精确计算和细致考虑，同时还需要根据具体的作业情况对各个支撑部件进行钢结构或混凝土加固，确保吊机的稳定性和安全性。
总之，船用液压吊机的设计涉及到多个方面，需要对各项要素进行深度分析和细致考虑。
只有在考虑到各种复杂因素的前提下，才能保证吊机的安装性能的稳定性以及安全性，以满足船舶建造和运输工业的需求。
92500DWT散货船上层建筑联吊方案设计
92500DWT散货船上层建筑联吊方案设计
一、船舶参数
二、吊装设备
在散货船的建筑设计中，吊装设备是至关重要的一部分。
针对本船的
设计，我们选择了一套主吊杆和两套辅助吊杆的联吊方案。
主吊杆的最大
起重量为50吨，辅助吊杆的最大起重量为30吨。
这样设计既能保证吊装
效率，又能保证船舶的稳定性。
三、吊装位置
根据船舶的结构和建筑特点，我们设计了4个吊装位置，分别位于船头、船尾和两侧。
这样可以满足不同区域的货物进出需求，提高装卸效率。
同时，吊装位置之间的距离也考虑到了船体的结构和稳定性，确保吊装过
程中船舶不会出现倾斜或破损。
四、安全设计
在船舶的建筑设计中，安全始终是第一位的考虑因素。
针对本船，我
们采取了一系列安全设计措施，如在吊装设备上安装安全防护装置、增加
救生设备、设置紧急停机按钮等，以确保船员和货物在吊装过程中的安全。
五、舱口设计
舱口设计是散货船上层建筑联吊方案中的关键环节。
我们根据船舶的
载重量和吊装需求，设计了4个舱口，分别位于船头、船尾和两侧。
每个
舱口都配备了专用的吊门和固定装置，以确保货物能够顺利进出，并且不
会在航行中出现漏货或污染环境的情况。
六、操作流程
在船舶的上层建筑联吊方案设计中，操作流程是非常重要的一环。
我
们设计了一套完整的吊装操作流程，包括货物装卸前的准备工作、吊装设
备的调试和检查、船员的操作指导等。
这样可以确保吊装过程的顺利进行，提高装卸效率。
总结。
机械设计之船用液压吊机的结构设计
淮阴工学院毕业设计(论文)开题报告学生姓名：顾永峰学号：1061101513 专业：机械设计制造及其自动化设计(论文)题目：船用液压吊机的结构设计指导教师:2010 年 3 月12 日毕业设计（论文）开题报告1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述文献综述1 引言20世纪50年代以来,计算机技术的迅速发展为工程设计、分析和优化技术带来了全面的变革。
计算机、应用数学、力学、计算机图形学、应用软件等技术的不断融合，推动着设计理念、理论、方法、技术乃至工具的进步，使得设计理论研究和新技术应用空前繁荣。
与此同时，世界造船业的飞速发展对船用起重机械的要求也越来越高，船用起重机械的设计计算方法需要不断地更新、充实和完善、使船用起重机械向更注重功能性、经济性、可靠性和安全性的方向发展。
长期以来，船用起重机械的设计方法多采用静态设计为主，并没有有效的动态仿真设计新方法[1]。
产品设计的数字化是企业信息化的重要内容之一，随着国民经济的不断发展以及国防技术的需要，机械系统的构型越来越复杂，产品复杂性及多样性的不断增长，企业之间的竞争日趋激烈，传统的设计方法很难满足新的设计要求，为了能在竞争中处于有利地位，实现产品设计的数字化势在必行[2]。
随着技术的不断进步，仿真在产品设计过程的应用变得越来越广泛，虚拟样机技术正是这一发展趋势的典型代表，可应用于产品构思、设计、开发、制造、运行、评估，直至报废等产品全生命周期的各个阶段，实践证明有效合理的利用能大幅度缩短产品的研制时间，提高产品质量，降低生产成本等[3]，目前已在汽车制造、工程机械、航空航天、造船、通用机械等众多领域得到了很好的应用[4～6]。
2 虚拟样机技术的定义虚拟样机技术是一种新型的基于一体化产品和过程开发策略新的设计、开发手段。
设计师利用计算机技术建立系统的数值模型，进行仿真分析并以图形方式显示该系统在真实工程条件下的各种特性，从而修改得到最优化设计方案的技术。
起重船旋转吊机的布置及支撑结构设计
起重船旋转吊机的布置及支撑结构设计作者：马亮蒋晟梧李明明来源：《广东造船》2021年第02期摘要：對于水上起吊作业工程船，其工作甲板上会设置旋转吊机作为主要工作设备，对其工作环境有严格要求，而且需要做足够强度的支撑加强。
本文叙述了通过有限元建模进行吊机支撑结构的直接计算，校核吊机的船体支撑结构是否满足CCS《钢质海船入级规范》及其修改通报、CCS《船舶与海上起重设备规范》及CCS《油船结构直接计算分析指南》的强度和屈曲要求，为相关技术人员在结构设计中提供参考。
关键词：旋转吊机;筒体支撑;有限元中图分类号：U663.7 文献标识码：AAbstract： For the lifting engineering ship， a rotary crane is arranged on the main deck as the main work equipment， which needs strict work environment such as wind speed and to be supportedby steel structure in the hull of enough strength. This paper describes the direct calculation by using FEM to check if the crane support structure in the hull meets the strength and buckling requirements of CCS Rules for the classification of Seagoing Steel Ships， CCS Specification for Ships and Offshore Lifting Equipment and CCS Guide for Direct Calculation and Analysis of Tanker Structure， which will provide reference for the related technical personnel in the structural design.Key words：Rotary crane; Cylinder support structure; FEM1 前言在客船、工程船的甲板上往往会设置旋转吊机。
船舶起重机设计说明书(论文)
摘要船舶起重机是船上的一种大甲板机械，液压船舶起重机是船舶上普遍使用的一种装卸设备。
主要结构包括吊臂，塔身和基座几个部分。
本文首先介绍了船舶起重机的总体结构和特点。
重点对船舶起重机的回转机构及其驱动系统进行了设计。
驱动系统采用了液压驱动，它工作平稳，换向冲击小，操作轻便，工作可靠，使用寿命长。
回转机构采用液压马达驱动回转支承实现。
关键词:船舶起重机；回转机构；液压系统AbstractThe ship crane is a big ship deck machinery,hydraulic pressure vessel cranes is widely used on ships of a kind of loading and unloading heavy equipment.The main structure includes the lazy arm, the tower body and base several parts.This paper introduces the overall structure and characteristics of the crane.Focus on the main agency and ship crane driving system design.The design of hydraulic driving system was adopted,It is smooth, impulsion, convenient operation, high reliability, long service life.Rotary organization adopts hydraulic motor drive erde Germany.Keywords ship crane rotation fulcrum arrangement hydraulic system目录第1章绪论11.1 概论 11.2 船舶起重机研究背景及意义 1第2章船舶起重机结构及性能特点 32.1 船舶起重机简介 42.2 液压船舶起重机的特点42.3 船舶起重机主要性能及参数 52.4 液压船舶起重机液压系统的组成及工作原理6第3章船舶起重机吊臂选型与计算7第4章回转机构设计 94.1 轴承的选型分析 94.1.1 安装部位94.1.2 受力特点及常用轴承结构94.2 轴承的主参数设计104.2.1 安全系数 104.2.2 主参数设计 104.3 材料及密封结构的选择 114.4 工况及载荷 124.5 回转支撑强度验算 134.5.1 回转支撑联接螺栓计算 134.6 回转机构的设计 144.6.1 回转机构的类型 144.6.2 回转机构驱动装置设计 15第5章液压系统原理设计及液压元件选择 195.1 液压系统型式 195.1.1 开式和闭式系统 195.1. 2单泵和多泵系统 195.2 液压系统的控制 205.2.1 定量节流控制系统 205.2.2 变量系统 205.3 船舶起重机液压系统设计 215.4 液压缸的选择 225.4.1 缸体与缸盖连接结构 225.4.2 活塞与活塞杆连接结构 225.4.3 活塞杆头部结构 235.4.4 导向套结构 235.4.5 封与防尘结构 235.4.6 缓冲结构 235.4.7 液压缸的选择 235.5 其他液压元件的选择 24 5.6 液压系统性能验算 265.7 液压油的性能要求 285.7.1 粘度 285.7.2 粘度指数 28结论 30致谢 31参考文献 32附录 33 附录 1 33 附录 2 45第1章绪论1.1概论船舶起重机可以装配在船舶上进行船上的重物装卸，因而这对于船舶上大量重物的与之相适应的船舶配套业。
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第45卷 第1期 2018年1月天 津 科 技TIANJIN SCIENCE & TECHNOLOGYV ol.45 No.1Jan. 2018收稿日期：2017-12-04应用技术起重船重吊系固系统结构设计雷夕勇(江苏省南通中远船务工程有限公司 江苏南通226006)摘 要：近年来，随着油价低位运行，传统意义上的自升式钻井平台市场一直徘徊在低位需求，而逐渐兴起的海洋工程辅助特种工程船，如风车安装船、风场维护船、铺管船、钻井驳船、起重船等发展形势趋于良好，很多新型船舶正向着复合型多用途方向发展。
重吊铺管船既能实现海底铺管的功能，又具备海上大型吊装能力，受到市场的高度关注。
以南通中远船务曾经交付马来西亚船东的起重铺管船为例分析了具备重吊功能主吊车的吊装系固的结构设计思路及实际应用效果。
关键词：海工产品 重吊铺管船 系固结构设计中图分类号：F53.7 文献标志码：A 文章编号：1006-8945(2018)01-0048-03Structural Design of Tie -back System in Heavy Lifting VesselLEI Xiyong(COSCO (Nantong )Shipyard Co.，Ltd.，Nantong 226006，Jiangsu Province ，China )Abstract ：In recent years, the market of traditional jack-up has been maintaining in lower demand. At the same time, off-shore auxiliary special engineering vessels are developing fast, such as wind farm installation vessel, wind farm operation and maintenance support vessel, pipe lay vessel, drilling barge, heavy lifting vessel, etc. Lots of them are developing towards composite multipurpose vessels, especially heavy lifting pipe lay vessel. The vessel has the function of marine pipe laying and the ability of large-scale hoisting, which is attracting more and more attention from the international market. Based on the application case of Malaysian owner deepwater heavy lifting pipe lay vessel ，which was delivered from COSCO (Nan-tong ) Shipyard Co., Ltd., this article analyzes the structural design of tie-back system in the previous vessel in order to pro-vide definite reference for the follow-up similar project.Key words ：offshore products ；heavy lifting pipe lay vessel ；tie-back system design随着船舶与海洋工程的飞速发展，船舶设计日益复杂化，不仅要实现运输目的，而且要实现特定的功能，因此船用设备在船舶整体中所占比例越来越重，船舶上配备大型吊机或超大型吊机成为工程船舶的主流配制。
本文中的起重铺管船是一艘负责在海洋中铺设石油管线的船舶，配备1台1200t 的主吊机，该主吊机由船东供货。
因主吊机布置于船体艉部中线处，在船体左右两侧进行重物吊运时，都可以通过在起重侧的另一侧调驳压载水而使船舶在起吊时更好地处于平衡状态。
但如果起吊重物位于船艉部，便不能利用压载来调节船舶配重。
在这种情况下，为了使吊车起吊重物时保持船舶平衡，减小起吊重物时对船舶总纵强度的影响，就需要通过适当方式来保证船舶平衡，但目前还没有有效技术手段来解决这一问题。
当前主流思路是采用甲板钢丝绳系固方式来实现。
下文对这种系固方式的结构型式进行简单的设计分析。
1 确定主吊机系固的布置和距离对该吊车总体布置结合系固方式确定主吊车系固的布置和距离。
根据1200t 吊车的总布置图(见 图1)，主吊车系固眼板布置位于主甲板之上，船长方向距离主吊车中心线60.57m 。
模拟起吊重物位于船体艉部的时候，将吊车上部分旋转180 °，可以看出需要在船体上设计一个牵拉固定装置以匹配船体艉部起吊重物的重量，这个牵拉固定装置即系固装置。
该系固装置主要由主船体上系固结构、系固滑轮组、滑2018年1月 雷夕勇：重吊船重吊系固系统结构设计 ·49·轮轴、钢丝绳等组成。
图1 主吊车系固布置侧视图Fig.1 Side view of tie -back layout of the main hoist根据厂家的滑轮组图，确定了采用两块耳板对夹的结构型式，即采用两对主板附带4对腹板，再加上滑轮轴的联接型式。
该耳板采用主板DH36的30mm ，腹板采用AH36的10mm 和20mm 两块作为加厚贴附。
这样两组耳板可以将系固滑轮组限定在两组耳板的间距范围之内，使滑轮组装配之后能运转灵活，同时在滑轮组和两块耳板之间预留了10mm 的间隙。
由于该位置受到的载荷较大，我们采用的滑动轴也是经过调质处理后的34CrNi1Mo ，端部采用卡轴板的型式，防止滑动轴的松动。
该位置的滑轮轴采用h8配合，孔内表面粗糙度为6.3，装配时孔与轴的配合处都需要涂满油脂。
这种滑轮轴需要厂家提供相应的化学成分分析和机械性能数据，作为后续结构计算时的核准依据。
接着，根据总体结构布置，优化局部结构型式，确定整个系固结构设计的方案和图纸。
根据系固布置图中的系固位置再结合主船体的基本结构图发现，最外侧耳板位置刚好位于船体纵向舱壁3500mm 处，而连续的纵向舱壁能够承受较大应力，所以考虑充分利用该纵向舱壁，将耳板设计成与该纵向舱壁的一体式结构，而增加的耳板理论线尺寸与主船体中的附件结构的理论线存在一定偏差。
为了保证主船体系固位置的确定性，决定在主船体中增加加厚插入板，使得增加的耳板插入到主甲板下面，保证主耳板的连续性，同时保证耳板理论线与主船体原始结构理论线的一致性。
而靠近船中内侧耳板距船中2800mm ，本处虽然有纵骨，但是纵骨不足以抵抗重吊时的钢丝绳拉力，所以在该位置需要增加纵向T 型材。
T 型材穿出甲板部分设计为眼板形式，由于眼板承受较大的拉力，纵向T 型材需要延伸到邻近肋位，以保证眼板承受拉力时，载荷能传递到附近的主船体结构构件上。
另外为了防止耳板的屈曲变形，在耳板一圈增加弧圈作为加强，对所增加的两对耳板的结构进行局部反顶加强和增加横向连接肘板等。
焊接要求：眼板穿出主甲板位置的焊接需要全焊透，其余位置采用双面连续焊即可。
剩余的结构设计工作就是增加相关图纸细节，完善结构设计图纸(见图2)。
图2 系固结构设计图Fig.2 Schematic of tie -back structure design最后，根据设备资料和方案设计图纸进行FEA [1]计算。
因为该起重铺管船入级美国船级社，属于海洋工程辅助船舶，所以FEA 计算需要依据美国船级社海洋工程辅助船规范(简称为ABS OS V )进行强度校核。
同时该系固结构设计也属于吊装分析范畴，因此，FEA 的计算也需要依据ABS Guide for Certifica-tion of Lifting Appliance 。
对船体结构按FEMAP 要求进行简化，板材按板架建模，球扁钢简化为扁钢型式，也按板架建模。
耳板范围分布于FR26-FR27，因此选取了FR25-1400～FR28+1400的范围进行建模。
由于该模型选取了船体内局部建模，因此，除了底部位置为自由支持边界条件，其他几个方向均为根据X/Y 对称。
该几何模型的物理特性如下：主船体厚度20mm 以下的材质为AB/A ，耳板位置10mm 、20mm 厚度的腹板材质为AB/AH36，30mm 厚度的材质为AB/DH36。
根据ABS 规范要求，普通钢的最小屈服强度为235MPa ，高强度钢的最小屈服强度为355MPa 。
普通钢和高强钢共同的物理特性：杨氏模量为205.8GPa ，密度为7850kg/m 3，泊松比为0.3。
一般结构进行网格划分时，普通网格大小为300mm 为宜，考虑到主吊车系固结构承受较大的拉力，对此部分结构网格大小可以取100mm ，然后按照FEMAP 软件操作，定义各区域位置不同的板厚。
下面主要工作是确定力的加载条件，本结构模型主要有3个作用力，即结构自身重量、甲板载荷和钢丝绳的·50·天 津 科 技第45卷 第1期最大拉力。
结构自身重量在建模时由FEMAP软件根据材料特性(板厚和密度等)进行计算自动生成。
甲板载荷可以查看甲板载荷分布图(见图3)，该主甲板的甲板载荷为12t/m3，为均布载荷，可以按FEMAP 软件要求加载到计算模型中去。
图3系固结构FEA模型和综合应力图Fig.3FEA model of tie-back structure and comprehen-sive stresses2 结 语钢丝绳最大拉力根据厂家提供的资料和力的分解原理得出钢丝绳的最大拉力为330N。
对于该结构模型仅仅选取了一种工况条件，即3个作用力的安全系数均选取1作为工况条件。
最后对模型进行加载，完成计算分析以及后处理。
针对本文所述的系固眼板，因设定的网格大小为100mm，而本船的纵骨间距为700mm，网格大小为1/7纵骨间距，所对应的眼板结构中板架单元的普通钢的极限应力为263MPa，高强度钢的极限应力为361MPa。
根据ABS OS V规范，要求动荷载和静载荷混合作用下，眼板结构中普通钢的极限剪应力为125MPa，高强度钢的极限剪应力为188.8MPa。
应用FEMAP软件计算后，眼板的最大综合应力为149MPa，最大剪应力为57MPa，两者均小于最大许用应力。
结果说明所设计的系固耳板及加强结构强度满足规范要求，证实了系固结构设计的有效性。