浮式起重机改造设计及结构有限元分析.pdf

浮式起重机改造设计及结构有限元分析 大连中远船务工程有限公司副总经理 龚礼兵 摘 要：为适应我公司修船需要，本文针对我公司60T浮式起重机进行改造设计。在各机构保持不变的情 况下，主要对起重机结构进行改造。在改造设计中应用大型有限元程序 ANSYS 对主要构件的力学性能进行仿真 计算。实际应用及检验结果表明，改造效果良好。 关键词：浮式起重机；改造设计；ANSYS Abstract：To meet the need of ship repair in our company, in this paper, we made a reconstruction of 60T floating crane. In the case of the mechanism unchanged, we primarily made a structural reconstruction. In virtue of the large finite element program ANSYS，we obtain the simulation data about mechanics performance of the major components. Practical applications and the test results show that the reconstruction is effective. Key word：floating crane, reconstruction design, ANSYS 引言 我公司原有60T浮式起重机(见图1)的起 升高度和工作幅度不能满足修船工作的需要， 因此需对其进行改造。改造后将起升高度由原 28m提高到37m，工作幅度由原28.15m提高到 36m，最大起吊重量由原60T 降为40T ，起升速 度由原4.7m/s提高到7.05m/s 。 1、改造设计方案说明 ⑴改造原则： 在起重机原起升、变幅、回转等各主要机 构不变的情况下，主要对各结构件进行改造， 并使起重机不超过原来所承受的载荷，降低改 造费用、简化改造施工的复杂性，满足修船作 业中所要求的目标参数。 ⑵具体方案 图1 60t 浮式起重机结构简图 ①起重机臂架 Fig.1 Structure sketch of 40 t floating crane 臂架比原来加长 10500mm，对局部结构进 1.鼻梁 2.臂架 3.栏杆 4.大拉杆 行改动。改动后重量比原来约增加11900kg。 5.平衡梁 6.配重 ②象鼻梁 ⑤配重平衡梁 对象鼻梁的结构进行了改造设计，原来各 对配重平衡梁结构进行了改造，调整了平 相关铰点位置均做了改动，并对局部结构进行 衡梁的杠杆比，使配重对臂架的拉力增加，以 了加强。改动后重量比原来约增加480kg。 减小变幅机构的承载力。改动后重量比原来约 ③起重机拉杆 增加400kg。 拉杆比原来加长 10480mm，并对局部结构 ⑥臂架梯子、栏杆 进行加强。改动后重量比原来约增加 1750kg。 梯子和栏杆随臂架长度的加长而加长，重 ④配重 量约增加240kg。 配重增加 5500kg，以适应变幅机构承载 ⑦臂架变幅拉架 和整体稳定性要求。 对臂架变幅拉架进行了整体加强，改动后 重量比原来约增加 1000kg。 首先根据图纸建立主要承力构件的有限 ⑧起升倍率调整 元模型，然后在选定工况下根据静立平衡条件 对主起升机构倍率进行了调整，由原倍率 计算主要构件的载荷并施加于相应位置，作为 6 改为倍率4；副起升机构不变。