抓斗卸船机关键零部件载荷谱及寿命评估.pdfVIP

抓斗卸船机关键零部件载荷谱及寿命评估 摘 要 抓斗卸船机作为码头卸料的重要设备，在全球航运中发挥着重要的作用，特 别是随着国内基础设施建设的发展，码头的数量和吞吐量都在不断加大，抓斗卸 船机的使用也会越来越多，如何对卸船机进行维护，防止卸船机发生事故，从而 影响生产的正常进行，显得更加重要，很多卸船机是基于传统的强度设计进行设 计的，卸船机长期承受交变载荷，极易发生疲劳破坏，如何基于实际的载荷状况， 对卸船机的零部件进行寿命评估，对卸船机的维修护养，乃至设计都有十分重要 的意义，目前国内在卸船机的寿命评估方面做的工作不多，本论文对于卸船机类 的机械设备的寿命评估，具有一定的借鉴意义。本论文的主要内容包括： 第一章：叙述本论文的意义以及抓斗卸船机的使用现状、本论文的研究路线 等； 第二章：首先讲述了疲劳的基本概念，抓斗卸船机疲劳破坏的类型，抓斗卸 船机疲劳设计方法等，然后叙述了描述材料特性的曲线，包括材料的 p—S—N 曲线，疲劳极限线图，还有迟滞回线、材料的循环应力—应变曲线等。最后介绍 了材料的应力循环统计方法，以及寿命评估的方法等； 第三章：首先分析了抓斗卸船机的工作流程，然后分别讲述了如何对抓斗卸 船机提升钢丝绳和开闭钢丝绳的载荷数据进行采集，最后绘出了采集到的载荷数 据的波形图； 第四章：首先根据第三章采集到的钢丝绳载荷数据讲述了如何对数据进行初 步的处理，然后对初步处理之后的数据进行进一步的处理，用 MATLAB 编程，生 成包含载荷幅值、均值和频次的三维直方图，然后用Goodman疲劳经验公式将三 维的直方图转化为零均值的二维幅值—频次直方图，最后根据卸船机的钢丝绳缠 绕系统，以及减速器的情况，计算出了减速器输出轴、输出轴大齿轮和输出轴两 端轴承的受力情况，并根据其载荷绘出了这些零部件的载荷谱，之后，根据这台 抓斗卸船机某年的船型到港情况，推算出了零部件全年的载荷谱； 第 I 页 第五章：根据输出轴的各种参数，对输出轴的材料p—S—N曲线进行修正， 将其修正为输出轴的p—S—N曲线，并选用Miner法则根据载荷谱对其弯曲疲劳 寿命进行评估。然后根据大齿轮的材料力学特性，绘出了简化的 S—N 曲线，并 将其修正为齿轮的 S—N 曲线，之后根据的齿轮的接触应力载荷谱和弯曲应力载 荷谱对齿轮的接触疲劳寿命和弯曲疲劳寿命进行了评估； 第六章：对全文进行总结，指出了全文的创新点，并对未来的工作提出了展 望。 关键词：抓斗卸船机 载荷谱 p—S—N曲线 Miner法则 第 II 页 THE SPECTRUM OF GRAB UNLOADER KEY PARTS AND LIFE-SPAN EVALUATION Abstract Grab unloader is important equipment for unloading in port, play an important role in the shipping of the world. Grab unloader will be used more and more continually for the number of the ports will be larger and larger. It is more important for grab unloader to maintain, so to prevent big accidents which will affect the normal production. Many grab unloaders are designed based on the traditional strength design, but grab unloader endures fluctuant loading for a long time, it is very easy to be wrecked for fatigue,