毕业设计-100t船用起重机设计计算说明书

毕业设计-100t船用起重机设计计算说明书

100t船用起重机计算说明书

上海海湾机电港口工程有限公司武汉理工大学

2008.06

目录

第1章绪论 (1)

1.1起重机工作条件 (1)

1.2起重机的主要性能参数 (1)

1.2.1起重机和各机构的工作级别 (1)

1.2.2主要性能参数 (2)

1.2.3机构工作使用工况 (2)

1.3设计依据 (2)

1.4计算载荷 (2)

1.5计算工况 (3)

1.6动态系数Cv计算 (3)

第2章机构设计 (5)

2.1 主起升机构设计 (5)

2.1.1工况1设计计算（100t工况） (5)

2.1.2工况2设计计算（50t工况） (10)

2.1.3工况4计算（检验工况） (14)

2.1.4 100t吊钩组计算 (15)

2.1.5 50t吊钩组计算 (28)

2.2副起升机构设计 (40)

2.3 回转机构设计 (46)

2.3.1由SWL引起的载荷 (46)

2.3.2由于臂架引起的载荷 (49)

2.3.3由于油缸引起的载荷 (53)

2.3.4由转台机房引起的载荷 (55)

2.3.5计算载荷汇总 (57)

2.3.6回转大轴承选型 (58)

2.3.7回转减速机选型 (59)

2.4主变幅机构设计 (69)

2.4.1.计算参数 (69)

2.4.2设计载荷计算 (69)

2.4.3主臂架变幅油缸最大推力计算 (74)

2.4.4变幅油缸缸径计算、行程确定及选型76

2.4.5主变幅油缸压杆稳定性计算 (77)

2.4.6变幅油缸流量、工作压力及功率计算77

2.4.7各工况计算结果统计 (78)

2.4.8主变幅油缸装配销轴校核 (78)

2.5副变幅机构设计 (81)

2.5.1.计算参数 (81)

2.5.2设计载荷计算 (81)

2.5.3副变幅油缸最大推力计算 (85)

2.5.4变幅油缸缸径计算、行程确定及选型86

2.5.5油缸选型 (86)

2.5.6副变幅油缸压杆稳定性计算 (86)

2.5.7变幅油缸流量、工作压力及功率计算87

2.5.8副变幅油缸装配销轴校核 (88)

第3章液压系统设计 (90)

3.2主液压泵站选型设计 (90)

3.2.1系统主要执行元件最大工作情况汇总90

3.2.2主泵组驱动电机选型计算 (90)

3.2.3主泵组液压泵选型计算 (93)

3.3应急备用泵组选型设计 (94)

3.3.1应急备用泵驱动电机选型 (94)

3.3.2应急备用泵选型计算 (94)

3.4液压泵控制形式 (95)

3.5液压油箱及其附件选型 (95)

3.5.1液压油箱容积计算 (95)

3.5.2油箱附件 (95)

3.5.3循环过滤冷却泵组 (95)

3.6 CVG主控制阀块 (96)

3.6.1进油模块 (96)

3.6.2 控制模块 (96)

3.6.3 尾部模块 (97)

3.6.4回转马达平衡安全阀块 (97)

3.6.5 主变幅油缸平衡安全阀块 (97)

3.6.6 副变幅油缸平衡安全阀块 (97)

3.6.7主起升马达平衡安全阀块 (98)

3.6.8副起升马达平衡安全阀块 (98)

3.6.9应急释放回路 (99)

第4章结构设计 (100)

4.1臂架结构设计 (100)

4.1.1计算标准 (100)

4.1.2 计算工况 (100)

4.1.3 计算载荷 (101)

4.1.4计算结果 (105)

4.2 主起升机构平台计算 (125)

4.2.1 计算标准 (125)

4.2.2 计算载荷 (125)

4.2.3 计算工况 (125)

4.2.4 计算模型 (125)

4.2.5 材料及许用应力 (126)

4.2.6 计算结果 (127)

4.2.7 与平台撑杆连接销轴校核 (133)

4.2.8 销轴耳板校核 (134)

4.3 转台与机房总成结构计算 (135)

4.3.1 计算标准 (135)

4.3.2 计算载荷 (135)

4.3.3 计算工况 (135)

4.3.4 计算模型 (140)

4.3.5 材料及许用应力 (141)

4.3.6 计算结果 (142)

4.4支承圆筒结构计算 (148)

4.4.1支承圆筒结构有限元计算 (148)

4.4.2支承圆筒结构的稳定性校核 (154)

第1章绪论

100t船用起重机是按照《100t船用起重机技术规格书》的要求，由上海海湾机电港口工程有限公司和武汉理工大学共同设计的一种电动液压折臂近海甲板起重机。起重机包括主起升机构、副起升机构、油缸变幅机构、回转机构、主臂架、副臂架、转台与机房总成、支承圆筒、液压系统、电气控制系统、安全装置等等，其中起升机构、变幅机构和回转机构采用液压驱动。起升机构设有起重量100t/50t 的主吊钩各1个和起重量10t的副吊钩1个。变幅机构采用液压油缸变幅，起重机通过液压油缸的变幅达到各种工况要求的高度和幅度，并且通过油缸的变幅，可以使臂架放倒至水平状态，从而降低整个起重机的重心，方便航行。回转机构可实现360°全回转，回转支承采用三排滚柱式回转支承。整机控制采用PLC可编程序控制器和智能触摸屏，对起重机各机构的动作进行逻辑控制，对各安全装置的信号进行收集并处理，保证起重机安全可靠地工作。

1.1起重机工作条件

航区：近海开敞水域

主钩使用工况：风力蒲氏4级

浪高0.9~1.5m

副钩使用工况：风力蒲氏5级

浪高1.5~3m

船舶最大纵倾2°，最大横倾斜5°

海水温度：0~+35℃

大气温度：-10~+40℃

1.2起重机的主要性能参数

1.2.1起重机和各机构的工作级别

整机工作级别：A4

起升机构工作级别：M4

变幅机构工作级别：M4

回转机构工作级别：M4