《港口起重机 上》求取 ⇩

绪论1

1．港口起重机的发展及现状1

2．起重机的一般知识4

2.1起重机定义4

2.2起重机分类4

2.2.1按构造特点分类4

2.2.2按用途分类5

2.3起重机的基本构成部分5

2.4起重机的主要工作机构6

第一章港口起重机总体设计8

1．港口起重机主要参数的定义8

2．物料搬运技术的有关概念12

2.1一般概念12

2.2数量参数13

2.4搬运技术的基本部件13

2.3散货压缩比13

目 录13

计量单位名称及符号13

2.5搬运机具的布置14

2.5.1连续输送设备14

前言16

2.5.2非连续工作的搬运机具16

2.6连续与非连续工作的搬运设备联合工作16

2.7散贷自然坡角？16

2.8搬运机具的工作范围17

2.8.1非连续工作搬运机具的工作范围17

2.9.2与作业有关的影响因素18

2.9.1与物料有关的影响因素18

2.9搬运机具的选择18

2.8.2连续工作搬运机具的工作范围18

2.9.3与环境保护有关的影响因素19

2.9.4经济观点19

3．起重机机构工作级别19

3.1机构利用等级19

3.2机构载荷状态20

3.3机构工作级别20

3.4起重机机构工作级别举例21

3.5欧洲搬运技术协会（FEM）系列起重机机构分级25

4．港口起重机工作速度的合理选择27

4.1基本概念27

4.1.1速度27

4.1.2加速度，减速度27

4.1.4起重机工作循环29

4.1.3行程29

4.2选择起重机工作速度时需要考虑的影响因素30

4.2.1货物的种类30

4.2.2取货动作与卸货动作30

4.2.3行程的影响30

4.2.4臂架的机动性31

4.3港口用件货起重机的工作速度31

4.3.1臂架型旋转起重机31

4.3.1.1起升速度31

4.3.1.2旋转速度32

4.4.1使用抓斗作业的臂架型旋转起重机33

4.4港口用散货起重机的工作速度33

4.3.3集装箱装卸桥33

4.3.2装卸桥和龙门起重机33

4.3.1.3变幅速度33

4.3.1.4起重机运行速度33

4.4.2桥式抓斗卸船机34

5．载荷及载荷组合34

5.1载荷分类34

5.1.1基本载荷34

5.1.1.1自重载荷PG34

5.1.1.2起升载荷PQ34

5.1.1.3起升冲击系数？134

5.1.1.4起升载荷动载系数？234

5.1.1.6运行冲击系数？437

5.1.1.7水平载荷37

5.1.1.5突然卸载冲击系数？337

5.1.2附加载荷38

5.1.2.1起重机斜行时的水平侧向力Ps38

5.1.2.2风载荷Pw39

5.1.3特殊载荷44

5.1.3.1非工作状态风载荷及重物上的风载荷对结构产生的水平载荷44

5.1.3.2碰撞载荷Pc44

5.1.3.3带刚性起升导架的小车倾翻水平力PSL44

5.1.3.4超载动载试验载荷Pdt45

5.1.3.5超载静载试验载荷Pst45

5.2载荷组合45

5.3关于载荷组合的说明47

7．零件强度计算48

7.1计算载荷48

6．基本许用应力48

7.1.1传动零件疲劳计算基本载荷49

7.1.2工作最大载荷49

7.1.3非工作最大载荷50

7.1.4特殊载荷50

7.2等效载荷50

7.3应力循环次数52

7.4强度验算52

7.5疲劳强度计算53

7.6传动机构动载荷估算54

7.6.1机构起动时的惯性扭矩和疲劳计算基本载荷54

7.6.2传动机构的振动载荷56

8.1.1工作原理57

8.1异步电动机57

8．港口起重机电力驱动57

8.1.2异步电动机转速—转矩特性58

8.1.3鼠笼式转子异步电动机60

8.1.4鼠笼式转子异步电动机与液力耦合器的联合使用61

8.1.5滑环式转子异步电动机62

8.1.6起升机构滑环式转子电动机起升起动过程65

8.1.6.1时间继电器监控下起升机构电动机的起升起动65

8.1.6.2频率继电器监控下起升机构电动机的起升起动66

8.2起升机构滑环式转子电动机线路的特性曲线66

8.2.1低于同步转速带逆转起升的线路66

8.2.2直流制动的交流—逆转起升线路特性曲线68

8.2.3接有可控制涡流制动器（Wb）的交流—逆转起升线路68

8.2.4接有可调节涡流制动器（Wb）的交流—逆转起升线路69

8.2.5接有变频器的交流一逆转起升线路69

8.2.6电液制动控制70

8.3直流电动机71

8.3.1直流电动机的构造与工作原理71

8.2.7按于滑环式转子电动机的运行机构控制线路71

8.3.2直流电动机的线路72

8.3.3並激直流电动机72

8.3.3.1並激直流电动机的特性方程73

8.3.3.2並激直流电动机调速的可能性73

8.3.4串激直流电动机74

8.3.4.1串激直流电动机的特性方程74

8.3.5复激直流电动机75

8.3.6直流电动机的应用范围75

9．电动机的选择76

9.1概述76

9.3发热定律77

9.2电动机的工作制77

9.4电动机在不变载荷下持续工作时的温度变化过程79

9.5电动机在间歇工作时的温度变化过程79

9.5.1电动机在不变载荷下间歇工作79

9.5.2电动机在变载荷下间歇工作80

9.6电动机容量的确定81

9.6.1电动机持续工作时容量的确定81

9.6.2电动机间歇工作时容量的确定82

10．起重机的稳定性计算83

10.1臂架型旋转起重机工作状态下的稳定性计算83

10.2臂架型旋转起重机非工作状态下的稳定性计算84

10.3桥架型起重机的稳定性计算85

10.3.1沿轨道方向倾复的稳定性85

10.3.2沿桥架方向倾复的稳定性86

11.1按刚性车架假定计算支点压力87

11．起重机的轮压计算87

11.1.1起重机工作状态下刚性车架支点压力计算88

11.1.2起重机非工作状态下刚性车架支点压力计算89

11.3按第二种铰接车架假定计算支点压力91

11.4桥式抓斗卸船机、龙门起重机和装卸桥的支点压力92

12．起重机零件强度计算（附录）92

12.1概述92

12.2确定零件内作用的应力94

12.4.1 W？hler线图95

12.3按照传统强度计算法进行设计计算95

12.4由W？hler-Smith线图求许用应力95

12.4.2 Smith线图96

12.4.3应用Smith线图进行强度计算97

11.2按第一种铰接车架假定计算支点压力99

12.4.4对Smith线图计算方法的评价99

12.5工作强度计算法99

12.5.1工作强度计算法的基本思想99

12.5.2 Palmgren损伤线性累积理论100

12.5.3 Palmgren—Miner工作强度计算法102

12.5.3.1载荷集合102

12.5.3.2最大许用应力幅σa,max的确定103

12.5.4对Miner计算法的评论107

12.6建立在工作强度基本思想上的其它计算方法109

12.6.1西德标准DIN15020计算钢丝绳直径的方法109

12.6.2西德标准DIN15018计算承载结构的基本思想109

1.1.2吊钩的构造110

1.1.1吊钩的种类110

1．吊钩组110

第二章起升机构的主要零部件110

1.1吊钩的种类、构造及材料110

1.1.3吊钩的材料111

1.2吊钩组111

1.3吊钩的计算112

1.3.1计算载荷的确定112

1.3.2锻造单钩的验算113

1.3.3锻造双钩的验算115

1.3.4片式单钩的验算116

2．钢丝绳116

2.1概述118

2.2钢丝绳的分类119

2.3.2绳丝的截面形状120

2.3.3绳股的构造120

2.3钢丝绳的结构构造120

2.3.1绳丝的材料成份及制造120

2.3.4钢丝绳的构造122

2.3.5钢丝绳结构构造的名词、术语122

2.4钢丝绳直径的计算124

2.5钢丝绳传动的组成129

2.5.1滑轮直径129

2.5.2弯曲变换次数131

2.5.3绳槽形状134

2.5.4钢丝绳的偏转134

2.6.1单支悬挂重物135

2.6.2钢丝绳的连接135

2.6选用钢丝绳的方针135

2.6.3多支悬挂重物136

2.6.4弯曲变换次数很大时，钢丝绳的选用136

2.6.5钢丝绳受到的磨损与腐蚀136

2.6.6钢丝绳的绳芯136

2.7钢丝绳研究成果的有关结论137

2.7.1定义137

2.7.2弯曲耐久试验的结果137

2.7.2.1钢丝绳的拉力与滑轮直径137

2.7.2.2滑轮材料与滑轮槽衬料的影响138

2.7.2.3反向弯曲的影响138

2.7.2.4绳丝强度的影响139

3.1滑轮140

3．滑轮与滑轮组140

2.8钢丝绳的维护与检查140

3.2滑轮组141

3.3滑轮组的倍率142

4．卷筒143

4.1卷筒的材料及制造方法143

4.2卷筒的绳槽143

4.3卷筒的卷绕直径146

4.4卷筒长度146

4.4.1单支钢丝绳悬挂重物单层卷绕时的卷筒长度146

4.4.2双支钢丝绳悬挂重物单层卷绕时的卷筒长度147

4.4.3钢丝绳多层卷绕时的卷筒长度147

4.5卷筒的壁厚147

4.6钢丝绳绕上滑轮和卷筒时的偏斜问题150

4.7卷筒与减速器的连接方式151

4.8.1钢丝绳卷绕在卷筒上时的卷绕载荷153

4.8在钢丝绳卷绕载荷作用下卷筒应力计算（附录）153

4.8.2卷筒强度计算应力公式的推导154

5．摩擦轮157

6．钢丝绳的传动效率161

6.1定滑轮上的损失161

6.1.1钢丝绳的刚性161

6.1.2钢丝绳的内摩擦161

6.1.3轴承损失162

6.1.4定滑轮的总损失162

6.2卷筒上的损失163

6.2.1钢丝绳的刚性163

6.2.2钢丝绳的内摩擦163

6.2.4卷筒的总损失164

6.2.3轴承损失164

6.3动滑轮的效率165

6.4滑轮组的效率165

6.4.1重物起升时滑轮组的效率165

6.4.2重物下降时滑轮组的效率167

6.4.3重物起升时与重物下降时滑轮组效率间的关系168

6.5钢丝绳传动的总效率169

6.6举例169

7．机械制动器169

7.1概述169

7.2起重机制动器简介169

7.2.1起升机构制动器169

7.2.1.1减速制动器169

7.2.1.3.下降制动器171

7.2.1.2支持制动器171

7.2.2运行机构制动器172

7.2.3旋转机构制动器173

7.3机械制动器的结构构造型式173

7.3.1单制动块173

7.3.1.1单制动块上的作用力173

7.3.2双块制动器174

7.3.2.1双块制动器制动块上的作用力175

7.3.2.2双块制动器制动杠杆系上的作用力176

7.3.2.3制动轮直径的确定177

7.3.2.4制动衬垫的使用寿命（h）178

7.3.2.5制动轮发热179

7.3.3盘式制动器180

7.3.4带式制动器181

7.3.4.3综合带式制动器183

7.3.4.1简单带式制动器183

7.3.4.2差动带式制动器183

7.3.5园锥制动器184

7.4松闸器的结构和选用184

7.4.1制动电磁铁184

7.4.2电动推杆松闸器188

8．抓斗190

8.1抓斗的结构组成及工作原理190

8.1.1双绳抓斗的构造及工作原理190

8.1.2港口装卸用的船舶吊杆抓斗191

8.2抓斗的抓货过程192

8.2.1抓斗抓货时的运动过程及挖掘轨迹曲线192

8.2.2抓斗挖掘力与物料阻力194

8.2.2.1抓斗挖掘力194

8.2.2.2物料阻力195

8.3.1抓斗自重及其合理分配的影响196

8.3抓斗的抓取能力与影响抓取能力的主要因素分析196

8.3.2滑轮组倍率的影响198

8.3.3撑杆与颚铲铰接点位置的影响199

8.3.4抓斗最大张开度的影响200

8.3.5颚铲宽度的影响200

8.3.6颚铲几何形状的影响201

8.3.7物料性质的影响201

8.3.8操作方法的影响201

8.3.8.3闭合速度的影响202

8.4抓斗的设计计算202

8.4.1抓斗构造设计202

8.3.8.2抓货尖的操作法202

8.3.8.1投掷速度的影响202

8.4.2抓斗计算206

8.4.2.1设计计算抓斗的原始（已知）数据206

8.4.2.2设计计算方法与步骤206

8.5选用抓斗的基本原则215

8.6专用抓斗215

8.7其它类型的抓斗218

8.7.1单绳抓斗218

8.7.2马达抓斗（电动抓斗）219

第三章起升机构220

1．起升机构基础知识220

1.1概述220

1.2起升机构的运动图220

1.3.2起升功率PH221

1.3.1电动机功率的一般公式221

1.3起升机构电动机功率221

1.3.3重物加速功率PBL222

1.3.4旋转质量加速功率PBJ222

1.3.5考虑机构传动效率时电动机的功率222

1.4起升机构电动机的工作特性曲线223

1.5起升机构作为多质量系统处理223

1.6起升机构分类简介223

1.6.1单支钢丝绳悬挂重物的件货起升机构223

1.6.1.1钢丝绳内扭矩的形成224

1.6.2双支钢丝绳悬挂重物的件货起升机构225

1.6.3四分支钢丝绳悬挂重物的件货起升机构227

1.6.4多分支钢丝绳悬挂重物的件货起升机构228

1.6.6行星减速器传动的件货起升机构229

1.6.5适用于大起升高度的件货起升机构229

1.6.7安全性要求高的件货起升机构230

1.6.8抓斗起升机构231

1.6.8.1由两套相同绞车组成的抓斗起升机构231

1.6.8.2行星减速器传动的抓斗起升机构231

1.6.8.3单电动机驱动的抓斗绞车232

1.6.9装有多点悬挂横梁的起升机构232

1.7钢丝绳直径与钢丝绳分支数目的选择233

2．起升机构计算234

2.1概述234

2.2机构的起动234

2.3机构运动变化过程235

2.4机构起升和下降重物时主动和被动的定义236

2.5机构传动系统直线运动质量的能量观察237

2.7.2.1齿轮啮合损失238

2.7.2齿轮传动的功率损失238

2.6机构传动系统旋转运动质量的能量观察238

2.7效率238

2.7.1效率的定义238

2.7.2.2多级减速器的传动效率239

2.7.2.3园柱齿轮传动的实用效率值η240

2.7.3功率转换过程中效率的影响240

2.8机构传动系统质量惯性矩的折算242

2.8.1机构传动系统旋转运动质量向电动机轴上折算242

2.8.2直线运动质量向电动机轴上折算243

2.8.3同时把旋转运动质量和直线运动质量折算到电动机轴上243

2.9考虑效率时电动机加速度力矩的确定243

2.9.1功率从电动机流向被观察的质量（电动机驱动）244

2.9.2功率从质量流向电动机（电动机制动）244

2.10考虑传动效率时机构内部某一位置断面载荷的确定244

2.10.1.2加速运动阶段245

2.10.1功率从电动机流向机构（电动机驱动）245

2.10.1.1稳定运动阶段245

2.10.1.3加速运动阶段轴3上的总力矩246

2.10.2功率从机构流向电动机（电动机制动）246

2.10.2.1稳定运动阶段246

2.10.2.2加速运动阶段246

2.10.2.3加速运动阶段轴3上的总力矩247

3．起升机构工作循环各个阶段力矩关系图示247

3.1起升机构工作循环247

3.2起升机构工作循环各个阶段力矩关系247

3.2.1机构传动效率符号的规定247

3.2.2机构起升起动阶段248

3.2.3稳定起升阶段249

3.2.4起升制动阶段250

3.2.5下降起动阶段251

3.2.6下降制动（电动机制动）阶段252

4．起升机构电动机的驱动功率与驱动力矩252

4.1符号与因次252

4.2单位253

4.3电动机功率基本公式254

4.4电动机起升与下降重物的功率及力矩254

4.4.1电动机以额定速度起升重物的功率254

4.4.2考虑效率，电动机起升重物的功率254

4.4.3考虑效率，电动机下降重物的功率254

4.4.4起升与下降时效率的影响254

4.4.5电动机起升与下降重物的力矩254

4.5.1电动机加速重物质量的功率255

4.5.2考虑效率，电动机在起升方向加速重物质量的功率255

4.4.7考虑效率，电动机下降重物的力矩255

4.5电动机加速及制动重物和旋转质量的功率与力矩255

4.4.6考虑效率，电动机起升重物的力矩255

4.5.3考虑效率，电动机在下降方向加速重物质量的功率256

4.5.4电动机加速旋转质量的功率256

4.5.5考虑效率，电动机加速旋转质量的功率256

4.5.6考虑效率，电动机制动旋转质量的功率256

4.5.7电动机加速重物质量的力矩256

4.5.8考虑效率，电动机在起升方向加速重物质量的力矩256

4.5.9考虑效率，电动机在下降方向加速重物质量的力矩256

4.5.10电动机加速旋转质量的力矩257

4.5.11考虑效率，电动机加速旋转质量的力矩257

4.5.12考虑效率，电动机制动旋转质量的力矩257

2．有轨运行机构方案分析及其选择258

第四章运行机构258

1．概述258

2.1有轨运行机构的驱动形式259

2.2均衡装置262

2.3主动轮布置262

2.4防风抗滑装置263

3．车轮计算264

3.1计算载荷264

3.2车轮疲劳强度计算266

3.2.1线接触情况266

3.2.2点接触情况266

3.2.3公式说明267

4.1.1车轮滚动摩擦阻力FR270

4.1有轨运行摩擦阻力270

4．运行阻力270

4.1.2车轮轴承中的摩擦损失271

4.1.3车轮轮缘摩擦损失FSp271

4.1.4有轨运行摩擦阻力271

4.2风阻力272

4.3坡度阻力272

5．运行机构工作循环各个阶段力矩关系图示273

5.1机构传动效率符号的规定273

5.2运行阻力及运行阻力矩273

5.2.1运行摩擦阻力及运行摩擦阻力矩273

5.2.2风阻力及风阻力矩273

5.3运行机构工作循环各个运动阶段力矩关系274

5.3.1运行起动阶段274

5.2.3加速度力和加速度力矩274

5.3.2稳定运动阶段275

5.3.3运行制动阶段275

6．运行机构工作循环各个运动阶段驱动电动机的功率和力矩277

6.1克服运行摩擦阻力的电动机功率和电动机力矩277

6.1.1起重机额定运行速度下，克服车轮运行摩擦阻力的电动机功率277

6.1.2考虑效率，克服车轮运行摩擦阻力的电动机功率277

6.2.1克服风阻力，车轮上所需的功率278

6.2.3克服风阻力的电动机力矩278

6.2.2考虑效率，克服风阻力电动机所需的功率278

6.2.4考虑效率，克服车轮运行摩擦阻力的电动机力矩278

6.1.4考虑效率，克服车轮运行摩擦阻力的电动机力矩278

6.1.3起重机额定运行速度下，克服车轮运行摩擦阻力的电动机力矩278

6.2克服风载荷的电动机功率和电动机力矩278

6.3.3考虑效率，运行机构制动时电动机的功率279

6.3.4加速与制动机构传动系统运动质量的电动机功率279

6.3.5运行机构起动时加速起重机的电动机力矩279

6.3.2考虑效率，运行机构起动加速时电动机的加速功率279

6.3.1起重机运行机构起动加速时车轮上的加速功率279

6.3起重机运行机构起动与制动时电动机功率和电动机力矩279

6.3.6考虑效率，加速起重机的电动机力矩280

6.3.7考虑效率，制动起重机的电动机力矩280

6.3.8加速与制动机构传动系统旋转运动质量的电动机力矩280

7．车轮打滑验算280

8．防风夹轨钳计算281

8.1防风夹轨钳的载荷281

8.2手动螺旋夹轨钳计算281

8.3楔式夹轨钳计算282