30方浮式抓斗起重機(jī)起升系統(tǒng)設(shè)計(jì)【文獻(xiàn)綜述】

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述</b></p><p>　　機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化</p><p>　　30方浮式抓斗起重機(jī)起升系統(tǒng)設(shè)計(jì) </p><p><b>　　引言</b></p><p>　　起重機(jī)械是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中不可缺少的設(shè)備，被廣泛的應(yīng)用于各種物料的起重、運(yùn)輸、裝卸、

2、安裝和人員輸送中，從而大大減輕了體力勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。</p><p>　　在現(xiàn)代建筑工程中，起重機(jī)成立標(biāo)志性裝備。紐約的帝國(guó)大廈可以在短短的400余天建成，并且在隨后的幾十年里保持世界最高建筑的頭銜，起重機(jī)械功不可沒；2006年德國(guó)世界杯場(chǎng)地建設(shè)，整個(gè)工作場(chǎng)地分為幾個(gè)工作區(qū)域，劃分的原則就是起重機(jī)械的工作覆蓋范圍，將整個(gè)工地都置于起重機(jī)械的工作范圍內(nèi)，大大提高建設(shè)速度和場(chǎng)地利用率。在中國(guó)，三峽大壩的建

3、筑現(xiàn)場(chǎng)，最顯眼的施工設(shè)備就是那些巨大的塔吊，它們?nèi)找共煌５孛β抵?，為這個(gè)巨大的水利工程能夠早日造福社會(huì)提供強(qiáng)有力的保障。</p><p>　　不僅僅在建筑工地上活躍著起重機(jī)的身影，港口、機(jī)場(chǎng)、車站或者各種各樣的工廠車間，都有起重設(shè)備在工作。如果沒有起重機(jī)的參與，那些巨大的港口可能會(huì)癱瘓，帶來的經(jīng)濟(jì)損失或許不會(huì)小于金融危機(jī)的沖擊。[1]</p><p><b>　　1.起重機(jī)概述&

4、lt;/b></p><p>　　起重機(jī)是以反復(fù)短暫的工作循環(huán)方式完成貨物裝卸或設(shè)備安裝作業(yè)的。一個(gè)工作循環(huán)包括：取物、貨物上升、水平運(yùn)動(dòng)、下降、卸載，然后空吊具返回原地。一個(gè)工作循環(huán)時(shí)間一般從幾分鐘到二三十分鐘，其間各機(jī)構(gòu)在不同時(shí)刻有短暫的停息時(shí)間。</p><p>　　中國(guó)古代灌溉農(nóng)田用的桔是臂架型起重機(jī)的雛形。14世紀(jì)，西歐出現(xiàn)了人力和畜力驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)臂架型起重機(jī)。19世紀(jì)前期，

5、出現(xiàn)了橋式起重機(jī)；起重機(jī)的重要磨損件如軸、齒輪和吊具等開始采用金屬材料制造，并開始采用水力驅(qū)動(dòng)。19世紀(jì)后期，蒸汽驅(qū)動(dòng)的起重機(jī)逐漸取代了水力驅(qū)動(dòng)的起重機(jī)。20世紀(jì)20年代開始，由于電氣工業(yè)和內(nèi)燃機(jī)工業(yè)迅速發(fā)展，以電動(dòng)機(jī)或內(nèi)燃機(jī)為動(dòng)力裝置的各種起重機(jī)基本形成。</p><p>　　起重機(jī)主要包括起升機(jī)構(gòu)、運(yùn)行機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和金屬結(jié)構(gòu)等。起升機(jī)構(gòu)是起重機(jī)的基本工作機(jī)構(gòu)，大多是由吊掛系統(tǒng)和絞車組成，也有通過液

6、壓系統(tǒng)升降重物的。運(yùn)行機(jī)構(gòu)用以縱向水平運(yùn)移重物或調(diào)整起重機(jī)的工作位置，一般是由電動(dòng)機(jī)、減速器、制動(dòng)器和車輪組成。變幅機(jī)構(gòu)只配備在臂架型起重機(jī)上，臂架仰起時(shí)幅度減小，俯下時(shí)幅度增大，分平衡變幅和非平衡變幅兩種。回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)用以使臂架回轉(zhuǎn)，是由驅(qū)動(dòng)裝置和回轉(zhuǎn)支承裝置組成。金屬結(jié)構(gòu)是起重機(jī)的骨架，主要承載件如橋架、臂架和門架可為箱形結(jié)構(gòu)或桁架結(jié)構(gòu)，也可為腹板結(jié)構(gòu)，有的可用型鋼作為支承梁。</p><p>　　從構(gòu)造特征看，

7、起重設(shè)備一般分為單作用起重設(shè)備，橋式類型起重機(jī)，和回轉(zhuǎn)類型起重機(jī)。本課題設(shè)計(jì)的門式起重機(jī)就是橋式起重機(jī)的一種，常見的又桁架式和箱梁式兩種。[2]</p><p>　　2.起重機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)</p><p>　　目前，國(guó)內(nèi)專業(yè)生產(chǎn)大型起重機(jī)的廠家很多。其中以中聯(lián)重科、三一重工、撫挖等公司產(chǎn)品系列較全，市場(chǎng)占有率較高。中聯(lián)重科在2007年12月宣布實(shí)行品牌統(tǒng)一戰(zhàn)略后。現(xiàn)已成功開發(fā)了50t~

8、600t履帶式起重機(jī)產(chǎn)品系列。作為中國(guó)起重機(jī)行業(yè)的領(lǐng)跑者，徐州重型機(jī)械有限公司現(xiàn)在已經(jīng)形成了以汽車起重機(jī)為主導(dǎo)，履帶式起重機(jī)和全路面起重機(jī)為側(cè)翼強(qiáng)勢(shì)推進(jìn)的龐大型譜群。國(guó)內(nèi)最具歷史的履帶式起重機(jī)生產(chǎn)企業(yè)撫挖現(xiàn)已擁有35t~350t的履帶式起重機(jī)產(chǎn)品系列。QUY350是撫挖2007年推出的國(guó)產(chǎn)首臺(tái)350t履帶式起重機(jī)，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)350t履帶式起重機(jī)的產(chǎn)品型譜空白。</p><p>　　目前，國(guó)外專業(yè)生產(chǎn)大型起重機(jī)廠家

9、很多。其中利勃海爾、特雷克斯-德馬格、馬尼托瓦克與神鋼等公司產(chǎn)品系列較全， 市場(chǎng)占有率較高。利勃海爾公司的產(chǎn)品技術(shù)先進(jìn)、工作可靠，其生產(chǎn)的LR系列履帶起重機(jī)最大起重量已達(dá)1200t。其桁架臂履帶式起重機(jī)系列在2007年又喜添新品LR1600/2，使其產(chǎn)品型譜更加完善。</p><p>　　最明顯的變化是疏浚裝備大型化。近年來，伴隨著大型疏浚工程的增多，大型疏浚裝備快速發(fā)展，大型耙吸式挖泥船快速增加。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，

10、1994年至2004年的10年間，世界上大型、超大型耙吸船猛增26艘，新增艙容42萬立方米，是這之前20年新增大耙船艙容的兩倍多。這些船舶挖深大多可達(dá)100米，其中一艘挖泥船最大挖深可達(dá)160米，特別適合大型疏浚工程的需要。此外，絞吸式和抓斗式挖泥船出現(xiàn)大型化苗頭。絞吸式挖泥船最大總裝機(jī)功率已達(dá)28500千瓦，抓斗式挖泥船最大抓斗斗容已達(dá)200立方米。</p><p>　　其次是采用復(fù)合驅(qū)動(dòng)方式。以前建造的挖泥船

11、泥泵多由單獨(dú)的柴油機(jī)帶動(dòng)，船舶航行時(shí)，泥泵系統(tǒng)不工作。這種情況下，雖然船舶的功率較大，但不能得到充分的利用。現(xiàn)在的大型耙吸船大多采用復(fù)合驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，無論什么工況下，裝機(jī)功率都可以得到充分利用，大大提高了生產(chǎn)效率，工程進(jìn)度可以得到保證。比如一艘1萬立方米左右的大型耙吸船原來采用獨(dú)立驅(qū)動(dòng)方式時(shí)，航速在12節(jié)左右，采用復(fù)合驅(qū)動(dòng)方式后，在裝機(jī)功率不變的情況下船舶航速可達(dá)16節(jié)。文船公司正在建造的13500立方米大型耙吸船只配4臺(tái)柴油機(jī)，如果采用獨(dú)

12、立驅(qū)動(dòng)方式，它至少要裝配10臺(tái)柴油機(jī)。另外，采用復(fù)合驅(qū)動(dòng)方式也使船舶的管理和維護(hù)更加方便，因此受到用戶的歡迎。</p><p>　　第三是自動(dòng)控制集成化程度提高，使施工過程控制更加精確，大大提高了船舶的工作效率，降低了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。費(fèi)龍介紹，前些年建造的大型耙吸船的控制室里都是按鈕，需要兩三個(gè)人操作，而現(xiàn)在大型耙吸船整個(gè)挖泥系統(tǒng)都由電腦控制，主要運(yùn)行狀況比如柴油機(jī)的運(yùn)行參數(shù)、耙頭的位置等都可以通過計(jì)算機(jī)顯示

13、屏看到。控制系統(tǒng)還可自動(dòng)計(jì)算出泥漿的最高濃度（挖泥濃度），搜索在這種泥漿濃度下哪種航速挖泥效率最高。自動(dòng)化程度提高后，操作員只要點(diǎn)擊鼠標(biāo)就行，控制室只需配備一名操作員。</p><p>　　第四個(gè)特點(diǎn)是挖泥船配套設(shè)備模塊化、小型化。現(xiàn)在挖泥船上很多設(shè)備的體積都大大縮小，重量減輕，挖泥船的吊架甚至已經(jīng)做成了模塊，不僅減少了船舶自重，并且使設(shè)備的維修和更換更加方便。[3]</p><p>　　

14、3.國(guó)外疏浚設(shè)備的發(fā)展及現(xiàn)狀</p><p>　　目前，在世界范圍內(nèi)，疏浚市場(chǎng)正呈現(xiàn)出一番紅火的景象，其疏浚量已經(jīng)高達(dá)每年數(shù)十億立方米， 由此帶動(dòng)國(guó)際疏浚業(yè)進(jìn)入新一輪的黃金發(fā)展期，促成了疏浚裝備的升級(jí)換代以及疏浚船舶技術(shù)的快速發(fā)展。在擁有各類大中型疏浚船舶數(shù)量的國(guó)家排位中，位居前三名的國(guó)家分別為美國(guó)、荷蘭和中國(guó)。其中，排位第一的美國(guó)擁有的船舶數(shù)量高達(dá)593艘之多，比排位第二的荷蘭的242艘高出了整整一倍

15、還多，足見其雄厚的實(shí)力。而荷蘭又比排位第三的中國(guó)的120艘高出了一大截。此外，比利時(shí)、英國(guó)、印度、加拿大、印度尼西亞、日本和巴西按大中型疏浚船數(shù)量的先后順序分別排位4-10名。[4]　　據(jù)有關(guān)方面不完全統(tǒng)計(jì)，在1994-2004年的10年里，世界上大型、超大型耙吸式挖泥船快速增加了26艘，新增艙容達(dá)到了42萬立方米，是此前整整20年新增大耙船艙容的兩倍多。這些船舶特別適合大型疏浚工程的需要，且挖深也大多可達(dá)100米，其中有一艘挖泥船甚

16、至達(dá)到160米，效果十分顯著。與此相適應(yīng)，絞吸式和抓斗式挖泥船亦出現(xiàn)大型化的趨勢(shì)?？傃b機(jī)功率達(dá)到了27 190千瓦、3 700載重噸、自推進(jìn)絞吸式挖泥船“IFI de Nul”號(hào)，被著名的英國(guó)《內(nèi)燃機(jī)船》</p><p>　　4.國(guó)內(nèi)疏浚設(shè)備的發(fā)展及現(xiàn)狀</p><p>　　縱觀近年來我國(guó)工程船發(fā)展，其發(fā)展呈現(xiàn)出以下特點(diǎn)：一是工程船舶大型化。&#

17、160;   近年來，伴隨著我國(guó)大型疏浚工程的增多，大型疏浚裝備快速發(fā)展，大型耙吸式挖泥船快速增加。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，1994年至2004年的10年間，世界上大型、超大型耙吸船猛增26艘，新增艙容42萬立方米，是這之前20年新增大耙船艙容的兩倍多。這些船舶挖深大多可達(dá)100米，其中一艘挖泥船最大挖深可達(dá)160米，特別適合我國(guó)大型疏浚工程的需要。此外，絞吸式和抓斗式挖泥船也出現(xiàn)大型化勢(shì)頭，絞吸式挖泥船最大總裝機(jī)功率達(dá)285

18、00千瓦，抓斗式挖泥船最大抓斗斗容已達(dá)200立方米。</p><p>　　二是驅(qū)動(dòng)裝置復(fù)合化。    20世紀(jì)90年代前建造的自航挖泥船泥泵多由單獨(dú)的柴油機(jī)帶動(dòng)，船舶航行時(shí)，泥泵系統(tǒng)不工作。這種情況下，雖然船舶的裝機(jī)功率較大，但不能得到充分的利用。為了降低整船的裝機(jī)功率，合理地利用能源，降低制造和運(yùn)營(yíng)成本，近年來設(shè)計(jì)建造的大型自航挖泥船大多采用復(fù)合驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，將使船舶在挖泥施工狀態(tài)下

19、的驅(qū)動(dòng)功率通過適當(dāng)?shù)姆绞睫D(zhuǎn)化為船舶的推進(jìn)動(dòng)力，不僅提高自由航行速度，而且保證在任何工況下裝機(jī)功率都可以得到充分利用，大大提高了生產(chǎn)效率。三是施工控制自動(dòng)化。    20世紀(jì)90年代前建造的大型工程船的控制室里都是按鈕，需要兩三個(gè)人操作，水下作業(yè)數(shù)據(jù)無法掌控，而現(xiàn)在大型工程船整個(gè)施工控制都由計(jì)算機(jī)控制，主要運(yùn)行狀況如柴油機(jī)的運(yùn)行參數(shù)、各施工機(jī)械的狀態(tài)控制等都可以通過計(jì)算機(jī)顯示屏模擬顯示。操縱人員還可以通過

20、計(jì)算機(jī)的顯示屏直觀地了解施工作業(yè)軌跡和水下作業(yè)斷面的圖形，同時(shí)全程紀(jì)錄施工的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，為水下施工檢驗(yàn)程序提供極大的幫助。自動(dòng)控制集成化程度的提高，使施工過程控制更加精確，大大提高了船舶的工作效率，降低操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。[5]    大型化、自動(dòng)化工程船的設(shè)計(jì)突破    長(zhǎng)</p><p><b>　　5.結(jié)語</b></

21、p><p>　　隨著國(guó)際國(guó)內(nèi)水運(yùn)行業(yè)向船舶大型化、碼頭深水化方向發(fā)展，卸船機(jī)及船用浮吊等大型設(shè)備在沿海港口大量應(yīng)用，因此大噸位起重機(jī)、特殊用途的起重機(jī)的需求越來越多。我們已經(jīng)看到世界上工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)開始進(jìn)入新的技術(shù)革命時(shí)代。我國(guó)目前仍然處在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)周期化階段，起點(diǎn)低、設(shè)備落后，相對(duì)發(fā)達(dá)國(guó)家落后20年左右。如果我國(guó)能從國(guó)外工業(yè)發(fā)展中得到啟示，將可加快我國(guó)起重機(jī)械工業(yè)的發(fā)展。[9]</p><p&

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