基于FEM的桥式抓斗卸船机疲劳分析
浅谈基于故障树的桥式卸船机钢丝绳失效分析及改进措施
浅谈基于故障树的桥式卸船机钢丝绳失效分析及改进措施分析了馬钢公司港口650t/h桥式卸船机起升开闭钢丝绳的使用情况，对出现的一些失效通过故障树进行分析研究，建立了钢丝绳失效故障树模型。
利用故障树分析法对钢丝绳失效进行定性分析，找出影响钢丝绳失效的主要因素，并给出相应的改进措施来提高钢丝绳的安全使用寿命。
标签：钢丝绳失效；故障树；定性分析引言桥式抓斗卸船机（以下简称桥机）在马钢公司港口投产使用已8年，其钢丝绳主缠绕系统是桥机的核心，其工作状态直接影响着桥机的安全运行，它由俯仰钢丝绳、起升钢丝绳、开闭钢丝绳、小车牵引钢丝绳、抓斗钢丝绳及各机构上的卷筒、滑轮组成。
其中，起升开闭钢丝绳通过梨形和C形连接环与抓斗连接。
马钢港口从2005年陆续更新了6台650t/h桥机，该型号的桥机自投产以来因钢丝绳断裂失效曾出现多次故障和事故，给马钢港口的安全稳定生产构成了较大威胁，因此经过对钢丝绳故障失效进行统计分析研究，找出系统故障与导致该故障的各因素之间的内在联系，快速准确地找出故障点，并通过改进措施来提高钢丝绳的安全使用寿命。
1 钢丝绳使用现状分析桥机钢丝绳缠绕系统中的起升、开闭钢丝绳是频繁承受动静载荷的部位，这些钢丝绳在作业时，不但承受抓斗、物料和自重的静载荷，还要承受因加速度和冲击引起的动载荷；钢丝绳在运行中彼此之间产生摩擦，绳与滑轮、卷筒绳槽，绳与船舱之问的摩擦等。
同时钢丝绳工作环境较差，因露天作业受雨雪、日晒等不利影响。
因此，桥机钢丝绳在生产实践中暴露出来的主要失效形式为磨损、断丝、断股、变形、锈蚀、断裂等。
1.1 故障分析故障树分析（Fault Tree Analysis，FTA）故障树分析（FTA）技术是美国贝尔电报公司的电话实验室于1962年开发的，它采用逻辑的方法，形象地进行危险的分析工作，特点是直观、明了，思路清晰，逻辑性强，可以做定性分析，也可以做定量分析。
体现了以系统工程方法研究安全问题的系统性、准确性和预测性，它是安全系统工程的主要分析方法之一。
基于FEMFAT 的某牵引车车架台架疲劳分析
126AUTO TIMEMANUFACTURING AND PROCESS | 制造与工艺基于FEMFAT 的某牵引车车架台架疲劳分析刘尧 梁海波 刘成虎 张善玉 叶吉丽东风商用车技术中心 湖北省武汉市 430056摘 要： 本文针对某牵引车车架在台架试验中出现的纵梁局部孔位处开裂的问题进行分析，结合台架试验以及仿真分析结果，提出优化方案。
首先根据有限元理论以及台架试验的边界条件建立了车架台架的有限元模型，并且对台架试验运行过程进行静强度分析，经过电测对标确认了模型的精度。
然后根据疲劳分析理论、材料的疲劳试验结果，在FEMFAT 软件中建立相应的材料参数以及载荷谱，进行疲劳仿真分析，对台架试验出现的开裂情况进行了复现。
针对开裂故障提出工艺优化办法，在后续台架试验中进行验证。
关键词：牵引车 车架 台架试验 疲劳分析1 引言车架作为牵引车的重要承载总成，其可靠性成为体现整车质量的重要方面。
近年来越来越多的研究已经不满足于对车架的静强度分析和优化设计，开始转向对车架具体工况下的疲劳分析。
本文针对车架的台架试验建立有限元模型，根据材料的疲劳参数以及特定的时间载荷序列，利用FEMFAT 软件进行疲劳仿真分析，最终得到了与台架试验中较为吻合的失效部位。
2 建立车架台架有限元模型某牵引车整车驱动形式为6X4，车架总长度6901mm，前部宽度1080mm，后部宽度850mm，总质量约为865kg，车架板材类零件的材料为DL 系列的热轧钢板，车架前端大铸件采用球铁材料。
前处理采用hypermesh 软件，2D 网格单元尺寸为10mm，3D 网格采用四面体，由于该模型后续用于疲劳分析，所有纵梁孔位采用双washer 的形式划分网格。
车架总成中板材类型的零件的网格采用PSHELL 单元，铸件零件的网格采用PSOLID 单元，建立车架的有限元模型。
3 车架台架试验静强度分析与电测对标对已经建立的车架台架试验的有限元模型进行静强度计算，采用Optistrcut 进行求解分析。
基于 ANSYS／FE-safe 的桥式起重主梁疲劳寿命分析
ＴＡＮＧ Ｆ ａ ｎｑ ｉ ｎ ， Ｗ ＥＩ Ｈｕ ａ ． ｚ ｈ ｏ ｎｇ ， Ｓ ＨＵ Ａｎ ｑ ｉ ｎ ｇ ， Ｌ Ｉ Ｘｉ ｎ — ｙ ａ ｎ ｇ
（ １ ．Ｗｕ ｈ ａ ｎ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ，Ｗｕ ｈ ａ ｎ ４ ３ ０ ０ ７ ３ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ； ２ ．Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｓ ｐ ｅ ｃ ｉ ａ ｌ Ｅ ｑ ｕ ｉ ｐ ｍ ｅ ｎ ｔ Ｉ ｎ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ，Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ １ ０ ０ ０ １ ３ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
ｐ ｌ ａ ｔ ｅ ａ ｎ ｄ ｗｅ ｂ ｐ ｌ ａ ｔ ｅ ．Ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｓ ｋ ｅ ｙ ｎ ｏ ｄ ｅ’ Ｓ ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｓ ｅ Ｕ ｌ ￣ Ｔ ｅ ａ ｎ ｄ ｉ ｔ ｓ ｃ ｏ ｒ ｒ ｅ ｓ ｐ ｏ ｎ ｄ ｉ ｎ ｇ ｌ ｏ ａ ｄ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｒ ｕ ｍ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｃ ｒ ａ ｎ ｅ ｍａ ｉ ｎ ｇ ｉ ｒ ｄ —
基于FEM和GB3811的卸船机前大梁疲劳分析
曾来军 陈 振
上海 ２ ０ ０ １ ２ ２ 华 电重工 股份有 限公 司上 海研 发 中心
摘
要 ：卸 船机前大梁的疲劳分析是卸船机结构分析 中的重要 内容 ，文 中利 用 Ｆ Ｅ Ｍ和 Ｇ Ｂ ３ ８ １ １两个 标准校
实 际工 程 中发 生 过 多 起 卸 船 机 前 大 梁 疲 劳 开
Ｆ Ｅ Ｍ 中指 出 ，使 用 上 式 时 ，起 升 速 度 的 最 大 值取 ｌ ｍ ／ ｓ 。速度更 高时 ，动力 系数 不再 增大 。 在 已知 极值 应力 比 Ｋ、材料 的抗 拉 强度 以 及 Ｋ＝一１时交 变 载荷 下 的疲 劳 极 限 后 ，可 根 据下式 求 得 任 意极 值 比下 的许 用 疲 劳极 限 （ 本 文
１ ． ６ ７Ｏ ｒ ｗＫ
（ ）
本文分别以 Ｇ Ｂ ３ ８ １ １ 和Ｆ Ｅ Ｍ规范为依据分析发生 疲 劳裂 缝 的某 卸 船 机 前 大 梁 的疲 劳 强 度 ，希 望 能
够 帮助设 计 人 员 更 加 深 刻 地 理解 这 两 个 规 范 在 疲
劳分 析 方面 的 区别 。
１ — － （ １ １ ． —
梁 ，完 成 一个 工 作 循 环 。在 这 一 循 环 中 ，前 大 梁
且不 考虑 增大 系数 。
． ｓ Ｇ＋ ． ｓ Ｌ＋５ Ｈ
’
式 中 ：Ｓ 。 为 结构 自重 ，ｓ 为工 作 荷 载 ，． ｓ 为
水平运动引起的荷载， 为起升动力系数。
＝
１＋
承受交 变 的 载 荷 ，而 且 在 设 计 生命 周 期 内 ，循 环 次 数会 达 到 几 百 万 次 ，因此 控 制 前 大 梁 设 计 的 主 要 因素 就是 其疲 劳强度 。
卸船机钢结构疲劳寿命分析及大车行走平衡梁结构改造
卸船机钢结构疲劳寿命分析及大车行走平衡梁结构改造
在唐山曹妃甸实业港务有限公司的生产实践中,码头现拥有上海振华重工自行设计2500t/h桥式抓斗卸船机4台,2750t/h桥式抓斗卸船机2台,自2005年
投产至今,已达到年接卸能力3000多万吨,实现利润6亿多元。
起重机械一直是危险性极大的工程机械,抓斗卸船机作为码头装卸物料的关键,其长期承受交变
载荷,很容易发生疲劳破坏,对其零部件的寿命进行估算显得尤为重要。
为了提高抓斗卸船机的疲劳寿命,本文就其钢结构进行了寿命评估,并根据
具体受力情况对其大车行走机构平衡梁进行结构改造。
主要研究内容包括:首先根据疲劳寿命理论及常规的疲劳分析方法,结合桥式抓斗卸船机的实际工况,判
断卸船机大车钢结构的疲劳类型,确立用名义应力法估算整体钢结构的疲劳寿命。
然后利用ANSYS对卸船机各工况整机和关键零部件进行了应力分析,采用应力测试片对各相关测点进行了实时数据采集,并运用雨流计数法对卸船机的整体钢结构进行寿命评估。
最后分析了抓斗卸船机大车行走机构的故障原因,并根据实际工况提出了该结构改进方案。
通过分析新的改进方法,对卸船机进行了可行性分析并核算了其经济效益和社会效应,并对箱型梁进行了强度校核。
抓斗卸船机大车平衡梁改造后能够更好的满足现场实际要求,大幅度降低了设备的故障率,减少了设备维护时间及维护
成本,大大提高了卸船效率,为公司效益的稳步增长奠定了良好的基础。
桥式抓斗卸船机故障的分析与排除
桥式抓斗卸船机故障的分析与排除作者：黄鹏来源：《科技资讯》2019年第20期摘; 要：桥式抓斗卸船机在生产过程中应用频繁且系统故障发生率较高，严重时会直接影响到设备的正产生产投入运用，给企业造成巨大经济损失。
该文中简单阐释了桥式抓斗卸船机及其可能存在的各种问题，然后专门分析了桥式抓斗卸船机悬臂起伏故障的相關故障现象、发生原因以及故障排除方法，全面深入地了解该特殊生产设备。
关键词：桥式抓斗卸船机; 故障问题; 悬臂起伏故障; 故障排除方法中图分类号：U653.928.1 ; ;文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2019）07（b）-0052-02传统桥式抓斗卸船机一般由抓斗、开闭机构、起升机构、大小车运行走机构、悬臂仰俯机构、料斗、供料系统、落料回收装置等分支设备及系统共同组成。
同时生产中还为传统桥式抓斗卸船机配备了自行式司机室、机器房、电气室、电气控制系统、监视及报警系统、防风装置、悬臂固定装置等。
可以说整个桥式抓斗卸船机内部构造丰富复杂，所涉及生产工种众多，这让它成为港口码头生产中的重要核心。
1; 关于桥式抓斗卸船机及其故障问题如前言所述，桥式抓斗卸船机的的构成相当复杂，且所有元器件、子系统都通过PLC这样的联锁功能控制系统配合互联网加以控制，实现设备的正常工作运行。
目前桥式抓斗卸船机还装载了智能化变频器，基于可编程数字输入端展开智能化操作，可有效提高卸船机本身的工作运行效率，同时有效减少卸船机技术操作人员的劳动强度。
当然，由于桥式抓斗卸船机日常生产劳动强度大、调度情况多，因此它很容易出现各种故障问题。
比如系统的主小车行走系统运行故障，它主要是指桥式抓斗卸船机的小车啃轮与水平轮容易频繁发生各种缺陷故障问题，例如小车轨道断裂、受力过大所导致的小车行走系统行走轮沿轨道偏斜行走造成巨大偏向力，亦或是设备系统悬臂起伏造成各种故障问题等。
考虑到卸船机内部构造的复杂性与应用功能的广泛性，还需要结合具体故障问题进行具体分析[1]。
基于ABAQUS和Fe-Safe的岸桥起重机疲劳寿命分析
ＦａｔｉｇｕｅＬｉｆｅＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＱｕａｙｓｉｄｅＣｏｎｔａｉｎｅｒ Ｃｒａｎｅ′ｓＢａｓｅｄｏｎＡＢＡＱＵＳａｎｄＦｅ?Ｓａｆｅ
ＷＵＦｕ１，ＤＵＡＮＺｈｅｎ?ｓｈｕ１，ＹＡＮＧＸｉ?ｊｕａｎ２，ＱＩＰｅｎｇ３
（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＬａｎｚｈｏｕＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｌａｎｚｈｏｕ７３００７０，Ｃｈｉｎａ； ２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＬａｎｚｈｏｕＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｌａｎｚｈｏｕ７３００７０，Ｃｈｉｎａ； ３．ＱｕａｌｉｔｙａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＳｕｐｅｒｖｉｓｉｏｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＺｈｅｎｇｚｈｏｕＲａｉｌｗａｙＢｕｒｅａｕ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ４５００００，Ｃｈｉｎａ）
第 ３８卷 第 ２期 ２０１９年 ４月
兰州交通大学学报 ＪｏｕｒｎａｌｏｆＬａｎｚｈｏｕＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ
Ｖｏｌ．３８Ｎｏ．２ Ａｐｒ．２０１９
文章编号：１００１?４３７３（２０１９）０２?００８０?０６
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１?４３７３．２０１９．０２．０１３
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔａｋｉｎｇｔｈｅｂｒｉｄｇｅｃｒａｎｅａｓｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｂｊｅｃｔ，ｔｈｅｆａｔｉｇｕｅｌｉｆｅｏｆｔｈｅｔｒａｐｅｚｏｉｄｆｒａｍｅ，ｐｕｌｌｒｏｄ ａｎｄｔｈｅｗｈｏｌｅｃｒａｎｅａｒｅａｎａｌｙｚｅｄｂｙｕｓｉｎｇｔｈｅｃｏｍｂｉｎｅｄｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｆＡＢＡＱＵＳａｎｄＦｅ?ｓａｆｅｉｎ ｔｈｉｓｐａｐｅｒ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ＨｙｐｅｒＭｅｓｈｉｓｕｓｅｄｔｏｃａｒｒｙｏｕｔｂｅａｍｓｅｃｔｉｏｎａｔｔｒｉｂｕｔｅｏｆｌｉｎｅｍｏｄｅｌｉｎＡＢＡＱＵＳｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔｓｏｆｔｗａｒｅ，ｓｏａｓｔｏｏｂｔａｉｎｔｈｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌｏｆｂａｎｋｂｒｉｄｇｅａｎｄａｎａｌｙｚｅｉｔｓｓｔａｔｉｃｓｔｒｅｎｇｔｈ． Ｔｈｅｎｔｈｅｌｏａｄｔｉｍｅｈｉｓｔｏｒｙｏｆｔｈｅｂｒｉｄｇｅｃｒａｎｅｉｓｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅａｃｔｕａｌｗｏｒｋｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎａｎｄ ｉｔｓｍａｔｅｒｉａｌｆａｔｉｇｕｅｐｒｏｐｅｒｔｙｉｓｒｅｄｅｆｉｎｅｄ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｓｔａｔｉｃｓｔｒｅｎｇｔｈａｎａｌｙｓｉｓ，ｌｏａｄｔｉｍｅｈｉｓｔｏｒｙ ａｎｄｆａｔｉｇｕｅｐｒｏｐｅｒｔｙｏｆｓｈｏｒｅｂｒｉｄｇｅｍａｔｅｒｉａｌｗｅｒｅｉｍｐｏｒｔｅｄｉｎｔｏＦｅ?ｓａｆｅｓｏｆｔｗａｒｅｔｏｃａｌｃｕｌａｔｅｉｔｓｆａｔｉｇｕｅ ｌｉｆｅｕｎｄｅｒｓｉｍｉｌａｒｗｏｒｋｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｔｈｅｆａｔｉｇｕｅｌｉｆｅａｎｄｗｅａｋｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｔｈｅｂｒｉｄｇｅｃｒａｎｅａｒｅｏｂｔａｉｎｅｄ． Ｔｈｉｓｍｅｔｈｏｄｓｈｏｗｓａｎｏｔｈｅｒｗａｙｆｏｒｔｈｅｆａｔｉｇｕｅｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｑｕａｙｓｉｄｅｃｒａｎｅ，ａｎｄｃａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｌｙｐｒｅｄｉｃｔｔｈｅｆａｔｉｇｕｅｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｓｔｅｅｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｗｈｉｃｈｐｒｏｖｉｄｅｓａｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｔｈｅｅｓｔｉｍａｔｉｏｎｏｆｔｈｅ ｓｅｒｖｉｃｅｌｉｆｅｏｆｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄｅｓｉｇｎ．
FEMFAT疲劳分析教程.pdf
4
Groups组的定义
在FEMFAT中只对当前组进行分析计算
Groups组的定义 可以由单元或者节点形成组，来定义需要进行分析 的结构区域。当然也可以从其它有限元软件中事先 定义好组然后导入到FEMFAT中。
将创建一个名为“Detailed Results”的组，对应于设 置。此组节点的以下附加的详细信息将输出到fps文件中： S/N曲线 Haigh diagram 应力历程 (用于MAX 分析) 损伤时间特性(用于MAX分析)
3
FE Entitles有限元模型数据
有限元模型数据 选择文件格式（File Format）之后，在输入框内 （File Name）指定有限元模型文件的路径和名称。
启动后处理Visualizer
启动焊点定义 启动焊缝定义
调入模型的信息包括节点、单元、物理属 性、组、焊点、焊缝的数量
1. 输入的有限元模型的最大尺寸在“Modify Dimension”框 中以总体坐标系显示，用户可以检查长度单位是否是[mm]。
6
导入材料 存储材料
Material data材料数据
材料数据 有数种方法为FEMFAT提供分析所需的材料数据： • 在材料数据库中有绝大部分分析所需的材料。 • 对于特殊材料，如果数据不足，或者现有材料中
的数据需要稍作修改，推荐使用material generator。 • 显示的材料数据可以手动输入。
Smoothed
: 对应于表面粗糙度 =60µm
Roughed
: 对应于表面粗糙度 =140µm
As Cast
: 对应于表面粗糙度 =200µm
User defined Default: 对应于表面粗糙度 =1µm
节点属性 可对节点组赋予各种参数
关于桥式抓斗卸船机漏斗耐磨衬板问题的分析
关于桥式抓斗卸船机漏斗耐磨衬板问题的分析桥式抓斗卸船机是一种用途广泛的物流设备，它能够高效地将船上的散货卸载到码头上。
然而，随着使用时间的增加，卸船机漏斗内的耐磨衬板会出现磨损、疲劳等问题，给生产造成很大的影响，甚至会出现危险情况。
因此，研究分析桥式抓斗卸船机漏斗耐磨衬板的问题，对于提高其性能、延长维修周期具有实际意义。
1.问题来源桥式抓斗卸船机是采用抓斗吊臂挖掘装载货物，将其转运至漏斗中，然后通过漏斗排放至目的地。
在运行过程中，散装散货的物料经过高速流动和强烈的冲击，容易磨损和疲劳漏斗内耐磨衬板，导致其功能失效。
当漏斗失去耐磨衬板的保护，船运作业将受到很大的影响，除了能力下降，还会缩短设备的使用寿命。
2.解决方案为了解决桥式抓斗卸船机漏斗耐磨衬板的问题，可以采用以下方案：（1）优质材料的选择耐磨衬板是卸船机漏斗内的重要部件，对于其质量和材料的选择十分关键。
一般情况下，高韧性、高耐磨性的材料会是首选，其中最为常见的是高锰钢板和耐磨合金钢板。
高锰钢板具有高硬度和高韧性的特点，能够承受强烈的磨损和冲击，使用寿命长；而耐磨合金钢板则是由多种材料合成的，不仅具有高硬度，而且抗冲击性能更高。
（2）加强保护措施卸船机漏斗在运行时，经常面临着磨损、腐蚀、冲击等等因素，长时间下来必然会对漏斗产生影响。
为了保护漏斗耐磨衬板，需要加强漏斗的保养和维护工作。
例如，加强清洁、修整、堆放材料时的注意事项，避免尖锐物品的进入卸船机漏斗等等。
此外，在漏斗最易损耗的位置，可以加装耐磨性能较好的钢板，提高漏斗的防护能力。
（3）科学的使用方法卸船机漏斗的使用方法也需要有所改进，科学地选择漏斗的卸载速度、漏斗角度等参数，减少漏斗内散装散货的磨损和冲击。
一旦发现漏斗内部的过度磨损，应及时处理或更换，避免磨损扩散或裂缝扩大。
综上所述，桥式抓斗卸船机漏斗耐磨衬板的问题需要采取多种综合措施，解决和减轻卸船机漏斗的磨损和疲劳问题，提高其性能，延长其使用寿命。
基于桥式抓斗卸船机全自动系统的研究
基于桥式抓斗卸船机全自动系统的研究作者：刘春雷来源：《中国市场》2017年第17期[摘要]随着社会经济的不断发展，物流运输行业进入发展时期。
港口船舶的运输作为其中一个重要组成部分，对促进我国经济的繁荣发展，以及加强各个地区之间的区域联系起到不可替代的作用。
在港口船舶运输结束后，卸船作为一项重要工作，其效率的高低直接影响到货物能否按期抵达目的地，以及来往船舶何时可以离开港口。
因此，采用何种卸船技术显得尤为关键。
桥式抓斗卸船机作为一种重要的卸船设备，多应用在中、小港口卸船或发电厂码头船舶的卸煤作业中。
随着科学技术的不断进步，桥式抓斗卸船机设备运用方向也正在朝着自动化趋势发展，显著提高了工作效率。
文章主要针对桥式抓斗卸船机全自动系统进行研究分析，以期能为未来卸船作业技术的发展提供参考。
[关键词]桥式抓斗卸船机；全自动系统；研究[DOI]1013939/jcnkizgsc201717161桥式抓斗卸船机，作为卸船作业中的重要设备，卸船速度较快，工作效率高。
在实际应用中，可以根据客户的具体需要，进行单独设计，具有一定灵活性。
近年来，随着自动化技术的不断发展，为了满足卸船工作的实际需要，桥式抓斗卸船机也在不断进行改革，逐渐向自动化方向转变，开发出一种桥式抓斗卸船机的全自动系统，以提升桥式抓斗卸船机的工作效率和实际性能，解决在应用桥式抓斗卸船机出现的问题，从而促进港口传播运输业的快速发展。
1桥式抓斗卸船机简述卸船机，是码头前沿的一种重大接卸设备，为了满足各大港口码头停靠船舶的实际需要，以及达到系统最大生产率，需要根据具体的卸船工作，合理选用高效、可靠的卸船机。
一般，在我国煤炭、矿石码头的卸船工作中，主要应用桥式抓斗卸船机，工作效率较高。
此外，桥式抓斗卸船机还是散货船卸船作业中应用的主要设备，运转能力较高，应用的频率非常高。
桥式抓斗卸船机的主要构成设备为：起升机构、小车牵引机构、俯仰机构、大车行走机构、落料回收装置、臂架挂钩、金属结构、电气与控制系统设备等。
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了实 际 工程 需 要 。
关 键词 ：桥式抓斗卸船机 ；设计规范 ；有限元法 ；疲劳分析
中 图 分 类 号 ：Ｕ ６ ５ ３ ． ９ ２ ８ ． １ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１ ０ ０ １ —０ ７ ８ ５（ ２ ０ １ ３ ）１ １— ０ ０ ６ ９— ０ ５
应力 比 ｒ ） ，并 根 据 这 一 应 力 循 环 特 性 和 相 关 的公
式 计算 疲 劳 许 用 应 力 ，若 疲 劳 验 算 点 的最 大 应 力 不 超 出 疲 劳 许 用 应 力 值 ，则 认 为 不 会 发 生 疲 劳
（ Ｆ Ｅ Ｍ） ．Ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ｂ ｒ ｉ ｄ ｇ ｅ — ｔ ｙ ｐ ｅ ｇ ｒ ａ ｂ ｓ ｈ ｉ ｐ ｕ ｎ ｌ ｏ ａ ｄ ｅ ｒ ａ ｓ ａ ｓ ｔ ｕ ｄ ｙ ｏ ｂ ｊ ｅ ｃ ｔ ， ｉ ｆ ｎ ｉ ｔ ｅ ｅ ｌ ｅ ｍ ｅ ｎ ｔ ｓ ｏ ｆ ｔ ｗ ａ ｒ ｅ Ａ ｎ ｓ ｙ ｓ ｉ ｓ ａ ｄ ｏ ｐ ｔ ｅ ｄ ｆ ｏ ｒ ｓ ｉ ｍ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
起 重 机 械 的疲 劳 破 坏 一 直 是 设 计 人 员 和 用 户 所关 心 的 问题 。 由于 起重 装 卸 作 业 的 性 质 和要 求 ， 其 工作 载荷 大 、工 作 频 繁而 且 工 作 条 件 又 比较 差 。 因此 ，起重 机 械 零 部 件 发 生 疲 劳破 坏 的 情 况 甚 于
Ｋｅ ｙ ｗ ｏ ｒ ｄ ｓ ： ｂ ｒ ｉ ｄ ｇ ｅ — ｔ ｙ ｐ ｅ ｇ ｒ ａ ｂ ｓ ｈ ｉ ｐ ｕ ｎ ｌ ｏ ａ ｄ ｅ ｒ ；ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｓ ｐ ｅ ｃ ｉ ｉ ｆ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ； ｉ ｆ ｎ ｉ ｔ ｅ ｅ ｌ ｅ ｍ ｅ ｎ ｔ ｍ ｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ； ｆ ａ ｔ ｉ ｇ ｕ ｅ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ
劳分 析 。
１ ）在 起重 机结 构 疲 劳计 算 工况 下 ，计 算 结 构
计算 点 上 的 最 大 、最 小 应 力 ，应 力 幅 （ 一
）要 小于 等于许 用应 力 幅。 ２ ）在 起重机 械 的 整个 寿命 期 内 ，计 算 出计 算 点各级 应 力 变 化 的范 围 （ 应 力 幅值 ）并 用计 数 法 得到在 各 级 应 力 范 围作 用 下 的循 环 次 数 ｎ ，在 基 本 的 Ｓ—Ｎ曲线 的斜线 部分 得 到各 级 应力 范 围作 用 下 的寿命 Ｎ ，ｎ 与 Ⅳｆ 的 比值 的 累 计 值 应 不 大 于
ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ａ ｃ ｔ ｕ ａ ｌ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｗｉ ｔ ｈ ｒ ｅ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｃ ｅ ｔ ｏ Ｆ Ｅ Ｍ ｓ ｔ ａ ｎ ｄ ａ ｒ ｄ ａ ｎ ｄ ｆ ａ ｔ ｉ ｕｅ ｇ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ，ｗ ｉ ｔ ｈ ｃ ａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｗ ｏ ｒ ｋ ｅ ｄ ｏ ｕ ｔ ，ｗ ｈ ｉ ｃ ｈ ｈ ａ ｓ ｓ ｏ ｌ ｖ ｅ ｄ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｃ ａ Ｘ ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ｄ ｅ ｍａ ｎ ｄ ．
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｔ ｈ ｅ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｓ ａ ｎ ｔ ｉ － ｆ ａ ｔ ｉ ｇ ｕ ｅ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｓ ｏ ｆ ｃ ｒ ａ ｎ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ Ｅ ｕ ｒ ｏ ｐ ｅ ａ ｎ Ｃ ｒ ａ ｎ ｅ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ Ｓ ｐ ｅ ｃ ｉ ｉ ｆ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
１ 结 构 抗 疲 劳 分 析 方 法
１ ． １ 应 力 比法
以起 重 机 械 具 有 代 表 性 的 实 际 预 期 正 常 工 作
状态 计 算 结 构 计 算 点 上 的 最 大 、最 小 应 力 ，把 最
１ ． ０ ，即 ∑ ｔ ｔ ｉ ≤１ ． ０ 。
—— Ｖ。
小应 力 与最 大应 力 的 比值 作 为 应 力 循 环 特 性 （ 即
其他 类 型 的起 重 机 。为 了使 设 备 更 安 全 可 靠 地 工
作 ，其 结 构 必 须 具 有 良好 的 疲 劳 特 性 。本 文 概 括
介 绍 了起重 机械 抗 疲劳设 计 方法 ，并 以 Ｕ Ｌ １ ２ ０ Ａ桥 式抓 斗 卸 船 机 为 例 ，基 于 Ｆ ． Ｅ ． Ｍ 一１ ９ ９ ８《 欧洲 起 重机 械 设计 规范 》 疲 劳设 计标 准 ，采 用 Ａ ｎ ｓ ｙ ｓ 梁单 元建 立 桥 式 抓 斗 卸 船 机 的 实 体 模 型 ，对 其 进 行 疲
有很 大 的差 别 。裂 纹 的 形 成 与 扩 展 主 要 受 控 于 该
处的应力 最 大值 与最小 值 之差 值 （ 即 应 力 幅 值
Ａ ｏ － ） ，与名 义 接 连接 类 别 的疲 劳 强度 并 无 显 著差 别 。 国外 的设 计 规 范 中有 ２种 应 力 幅 方 法用 于起 重 机 械金 属结 构 的疲 劳设 计 ：
基于 Ｆ Ｅ Ｍ 的桥 式 抓 斗 卸 船 机 疲 劳 分 析
邱 法聚 李 中金 赵 章焰
１宁波 市特 种 设备检 验 研 究 院 宁波
３ １ ５ ０ ４ ８ ２武 汉理 工 大学物 流工程 学 院 武 汉 ４ ３ ０ ０ ６ ３
摘 要 ：介 绍起重机抗疲劳设计方 法和 《 欧洲 起重机械设计规范》 （ Ｆ Ｅ Ｍ） ，以桥式抓斗卸船机为研究对象 ，