【正文】 10 1. 56 10 NSWL C vW ? ? ?? ? ? ????? 式中，起重機(jī)靜態(tài)側(cè)傾角度查 API Spec 2C2022 表 4，取 1176。 卷揚(yáng)機(jī)構(gòu) 最大單繩拉力 246kN 作用在卷筒上的扭矩 0m a x 1 . 2 4 52 2 2 4 6 3 0 6 k N m22DTS? ? ? ? ? ? ? ?工 液壓馬達(dá)選型計(jì)算 液壓馬達(dá)型號： F11250QFSHK000 派克漢尼汾流體傳動(dòng)產(chǎn)品（上海）有限公司元件 數(shù)量： 1 臺(tái)（ 2 臺(tái)馬達(dá)中僅 1 臺(tái)工作） 排量： 242ml/rq? 最大轉(zhuǎn)速： 2400 /minr 最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速： 50r/min 最高工作壓力：350bar 初定系統(tǒng)工作壓力： 250barP? 減速器減速比： ? 滑輪倍率 2m? 計(jì)算滿載起升時(shí)液壓馬達(dá)的輸出扭矩 mT 58 . 8 7 1 0 ( 1 . 2 0 . 0 4 5 ) 7 5 0 . 5 N m2 2 2 4 3 2 . 7 5 0 . 8 5m Q D dT mi ?? ? ? ?? ? ?? ? ?計(jì)（ ） 此時(shí)需要液壓馬達(dá)工作壓差 p ,2 2 7 5 0 . 5 2 0 . 5 M Pa 2 5 M Pa2 4 2 0 . 9 5mmmTp q ? ?? ??? ? ??壓力滿足要求。 b. 斜截面 CC 應(yīng)力計(jì)算 圖 CC 截面圖 370h? mm 1 240mmb ? 2 127mmb ? 121122 2 4 0 2 1 2 7 3 7 0= = 1 6 63 2 4 0 1 2 7 3bb he bb? ??? ? ???mm 01 2801 6 6 3 0 622DRe? ? ? ? ?mm 30??? CC 截面面積： 67861cF ? 2mm 由《起重機(jī)設(shè)計(jì) 手冊》表 346 得： 曲梁截面形狀系數(shù)： ? 屈服應(yīng)力： 490MPas? ? 當(dāng)取載荷系數(shù) 1 2k? 時(shí)： 100t 船用起重機(jī)計(jì)算說明書 18 安全系數(shù)： 1 ? 許用應(yīng)力： ? ?1490 1962 .5sn?? ? ? ?MPa CC 截面內(nèi)側(cè)最大拉應(yīng)力： 11C C 0 1k Q e s in ( 4 5 )2 F K ( )Re??? ? ???內(nèi) 側(cè) 42 1 0 0 1 0 1 6 6 sin( 4 5 3 0 )2 6 7 8 6 1 0 .1 4 5 ( 3 0 6 1 6 61 6 4 M P a? ? ?? ? ? ? ?? ? ??） 滿足要求。 100t 船用起重機(jī)計(jì)算說明書 21 當(dāng)取載荷系數(shù) 2 5k? 時(shí)： 安全系數(shù)： 2 ? 許用應(yīng)力： ? ?2345 3 2 8 .61 .0 5sn?? ? ? ?MPa 中間截面 AA 的最大彎曲應(yīng)力： ? ? 42 221 . 5 1 . 5 5 1 0 0 1 0 6 8 0 = 1 7 7( ) 5 5 0 2 3 0 3 0 0k Q lMW B d h? ? ? ? ?? ? ?? ? ?MPa ? ???? ，滿足要求。 滑輪軸計(jì)算 圖 滑輪軸計(jì)算簡圖 圖 滑輪軸計(jì)算彎矩圖 滑輪軸材料： 40Cr 屈服應(yīng)力： 490MPas? ? 240mmd ? 當(dāng)取載荷系數(shù) 1 2k? 時(shí)： 安全系數(shù)： 1 3n? 許用應(yīng)力： ? ?1490 1633sn?? ? ? ?MPa 100t 船用起重機(jī)計(jì)算說明書 22 滑輪軸受最大的彎矩： m a x 11 k Q ( 6 6 0 3 3 0 )4M ? ? ? 481= 2 1 0 0 1 0 ( 6 6 0 3 3 0 )4=1 .6 5 1 0 N m m? ? ? ??? 滑輪軸抗彎模量： 33 63240 = 1 .3 6 1 0 m m3 2 3 2dW ?? ?? ? ? 861 . 6 5 1 0 1 1 9 . 6 M Pa1 . 3 6 1 0MW? ?? ? ?? ][??? ，滿足要求。 (4)頭部直柄強(qiáng)度校核 直頸鉤勁最小截面尺寸： 4 182d ? mm 螺紋選用 220 32TY ? 螺紋小徑： ?內(nèi) mm 屈服應(yīng)力： 490MPas? ? 當(dāng)取載荷系數(shù) 1 2k? 時(shí)： 安全系數(shù)： 1 3n? 許用應(yīng)力： ? ?1490 1 6 3 .33sn?? ? ? ?MPa 直頸鉤勁最小截面拉應(yīng)力： 100t 船用起重機(jī)計(jì)算說明書 19 412244 4 2 1 0 0 1 0 = 7 7182t kQd? ??? ? ??? ?Mpa ? ?t??? ，滿足要求。 當(dāng)起升速度為 ，卷筒的轉(zhuǎn)速 39。 起重機(jī)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的水平載荷 horizontalCMW h o rr i z o n t a l C M544 N1. 17 10 l b 10 = 10 W S WL C v a??? ? ?? ? ???水 平 式中， a水 平 —— 水平加速度，查 API Spec 2C2022 表 4， ? ?1 .10. 01sigaH??水 平=。tn 39。 （ 1）水平載荷 horizontalCMW 作用在臂架頂部的前傾水平載荷 offCMW 當(dāng)在前傾為 00 ，側(cè)傾為 900 時(shí)為最不利工況。 ? ? ? ? 40111 0 0 . 5 1 0 N1 0 1 4 . 1 9 91 0 3 . 5 3 m mk x? ? ?? ? ? ? ? ? ? 40221 0 0 . 5 1 0 N2 8 6 0 . 3 3 43 6 . 7 0 9 m mk x? ? ?? ? ? 所以， 12121 0 1 4 . 1 9 9 2 8 6 0 . 3 3 4 N l b7 4 8 . 7 2 2 5 1 3 3 8 . 6 51 0 1 4 . 1 9 9 2 8 6 0 . 3 3 4 m m f tkkk kk? ?? ? ? ??? 31 32. 2 10. 5 10 046rkCv Vg SW L???? ? ?? ? ?? 100t 船用起重機(jī)計(jì)算說明書 5 第 2 章 機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 主起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 主起升機(jī)構(gòu)有四種作業(yè)工況： 計(jì)算工況 表 計(jì) 算工況 額定負(fù)載 （ t） 起升高度（ m） 起升速度（ m/min） 馬達(dá)工作情況 甲板以上 甲板以下 工況 1 （ 100t/10m） 100 16 8 0~5 雙馬達(dá)工作 工況 2 （ 50t/15m） 50 28 8 0~10 單馬達(dá)工作 工況 3 （ 20t/27m） 20 28 8 0~10 單馬達(dá)工作 工況 5 檢驗(yàn)工況 208 雙馬達(dá)工作 根據(jù)各種工況計(jì)算對比，在主起升機(jī)構(gòu)中，選擇工況一和工況二作為設(shè)計(jì)工況。 工況 3： 100t 船用起重機(jī)在工作 幅度 27m 時(shí)起吊 20t，臂架垂直于船舷方向，船舶前傾 2176。 性能參數(shù)表 表 起重量 (t) 100 50 20 10 工作幅度 最大 /最小 (m) 10/5 15/5 27/5 起升高度 甲板以上 /甲板以 (m) 16/8 28/8 28/8 29/8 機(jī)構(gòu)工作速度 起升速度 (m/min) 0~5 0~10 0~10 0~20 變幅時(shí)間 (s) 120 回轉(zhuǎn)速度 (r/min) 液壓驅(qū)動(dòng)總功率 (kW) 2315kW+45kW 船用動(dòng)力電源 415V50Hz3ph 機(jī)構(gòu)工作 使用工況 （ 1）各機(jī)構(gòu)可單獨(dú)動(dòng)作 ，主（或副）起升機(jī)構(gòu)可分別與回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)聯(lián)合動(dòng)作。 起升機(jī)構(gòu) 設(shè)有起重量 100t/50t 的主吊鉤 各 1個(gè) 和起重量 10t 的副吊鉤 1個(gè) 。全回轉(zhuǎn)， 回轉(zhuǎn)支承采用三排滾柱式回轉(zhuǎn)支承。 設(shè)計(jì)依據(jù) 100t 船用起重機(jī)依據(jù) API Spec 2C2022《海上平臺(tái)起重機(jī)規(guī)范》和 美國船級社ABS《起重機(jī)檢驗(yàn)規(guī)范》 設(shè)計(jì)，同時(shí)參考 中國船級社 CCS《船舶與海上設(shè)施起重設(shè)備規(guī)范》和 中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn) 《起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī) 范》 （ GB381183） 設(shè)計(jì)。橫傾 5176。 供給船運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生前傾和側(cè)傾 當(dāng)起重機(jī)臂架垂直于船舷方向， 船舶橫傾 5176。 （ 3）鋼絲繩單繩工作拉力 S工 6 51 . 7 2 1 0 4 . 7 8 1 0 N2 2 2 0 . 9QS mE ?? ? ? ???all工 式中， allQ －總起吊載荷， 10 N? ； m －滑輪倍率， 2； E －穿繩系效率， ； 滑輪選型計(jì)算 滑輪直徑： 2 0 4 5 9 0 0D e d? ? ? ?繩 mm 取滑輪直徑： ?D 1000mm 卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)計(jì)算 卷筒形式 雙聯(lián)單層卷筒 100t 船用起重機(jī)計(jì)算說明書 9 卷筒槽底直徑 D=1200mm 每聯(lián)繞繩圈數(shù) n=03 6 2 1 8 .4 1 91 .2 4 5HmD????? ? ?? ； 式中， H— 最大起升高度，取 H=36m； D0— 卷 筒計(jì)算直徑， D0=D+d 繩 =+=。最大橫傾斜 5176。 （ 2） 載重的風(fēng)載荷 重物投影面積 2 2231 ( 1 .3 3 / 2 0 0 ) f t 8 5 .6f tA S W L? ? ? 重物風(fēng)載荷 11= = l b NF A p? ? ? ? 總水平載荷的組合 總前傾載 荷 offallW ： 4of f a l l of f dy n of f w ind44 N 10 10 l b 10 W W ?? ? ?? ? ? ?? 總側(cè)傾載荷 sideallW ： 44sid e a l l sid e dy n of f wi nd44si deC Ilb1 .0 5 1 0 N3. 13 10 1. 56 10 04. 69 10 W W W W?? ? ? ? ???? ? ?? 總起吊載荷 alQ 2 2 2 5 2 4 2 4 2a l l o f f a l l s id e a l l55( ) ( 1 .9 8 1 0 ) ( 2 .1 2 1 0 ) ( 1 .0 5 1 0 )2 1 0 l b8 .8 7 1 0 NvQ S W L C W W? ? ? ? ? ? ? ? ? ????? 鋼絲繩選型計(jì)算 鋼絲繩選型同工況 1。 液壓馬達(dá)輸入油量 mQ 100t 船用起重機(jī)計(jì)算說明書 14 2 4 2 2 2 1 1 . 3 5 5 6 3 . 7 L /m in1 0 0 0 1 0 0 0 0 . 9 5mmrqnQ ? ?? ? ?? 液壓馬達(dá)輸出功率 wP 58 . 8 7 1 0 1 0 1 7 3 . 91 0 0 0 6 0 1 0 0 0 0 . 8 5w QvP ? ??? ? ???計(jì)kW 工況 4 計(jì)算（檢驗(yàn)工況） 計(jì)算參數(shù) 起重量： Q=208 t 吊鉤組自重： 0 5Qt? 馬達(dá)扭矩校核 （ 1） 起吊 200 t 時(shí)鋼絲繩靜拉力 0 2 0 8 0 5 0 5 9 1 . 6 7 k N2 2 2 0 . 9j S mE? ?? ??＝ ＝ 其 中 ? ? ? ?471 1 . 0 2 1 0 . 91 1 . 0 2 4 1 . 0 2 1Ns KE K N K??? ? ?? ? ? 式中 E － 穿繩系效率； N － 支承載荷的鋼絲繩繩數(shù)，取 4N? ； K－ 軸承常數(shù)，取 ? ； S － 在行走滑輪組和頂部滑輪組或吊臂頂端滑輪組的滑輪總數(shù)，取 7S? ； 此時(shí) 鋼絲繩安全系數(shù) ? 。 螺紋的剪應(yīng)力τ按第一圈螺紋承受有效載荷的一半、剪切面的高度為螺距的一半的假定計(jì)算： 許用剪應(yīng)力： ? ? ? ?0. 7 0. 7 46 6. 7 32 7??? ? ? ?MPa 42 5 1 0 0 1 0 = 2 6 91 8 4 . 8 3 2kQdp? ?? ????內(nèi)Mpa ????? ，滿足要求。 10mm? ? 當(dāng)取載荷系數(shù) 1 2k? 時(shí)： 安全系數(shù)： 1 3n? 許用應(yīng)力： ? ?1345 1153sn?? ? ?