大型抓斗卸船机起升系统钢丝绳工作特性研究
2011-03-16蒋乾坤谭光宇刘广军
中国工程机械学报 2011年2期
姜 涛,蒋乾坤,谭光宇,刘广军
(1.同济大学 机械工程学院,上海 201804;2.广东海洋大学 工程学院,广东 湛江 524005)
抓斗卸船机是目前世界上用于散货装卸的主要机械设备,随着散货船的大型化、巨型化,抓斗卸船机也向着大型化的方向发展,吊重的起升与小车运行速度越来越快,抓斗的起升、开闭及运行小车启动、制动时所引起的动载荷对抓斗卸船机的工作特性影响日臻重要[1].
钢丝绳是卸船机起升系统的重要部件,承受着吊重的垂直张力及系统的冲击载荷.钢丝绳是1种柔性的空间螺旋结构钢制品[2],钢丝绳出现故障的原因一般是由于疲劳、磨损、锈蚀、过载等原因引起的逐渐断丝或突然断裂,钢丝绳出现断丝在规定的范围内不影响使用,但如果断丝数超过一定范围将会出现过载,增加突然断裂的危险,造成严重事故.
由于钢丝绳的结构复杂性,钢丝绳股内钢丝受力的力学模型较难确定,因此定性研究钢丝绳强度变化规律就比较困难.本文结合2250t·h-1抓斗卸船机的实际工况,计算出起升开闭钢丝绳1个周期内的时间历程载荷,并建立其载荷最大时的动力学分析模型,求解其最大承载拉力,并建立钢丝绳的有限元模型,分析其股内钢丝在最大载荷及其周期载荷作用下的动态响应规律,得出其变形应力分布特征以及破坏规律,以指导卸船机的维修与维护,提高港口的工作效率.
