摘 要

门座起重机是一种用途广泛的臂架型起重机，在港口装卸、船舶建造和大型工程建设等行业中发挥着重要的作用。起重机的臂架铰点是连接臂架系统和回转平台的主要接点，载荷大且复杂，它的设计、制造和安装的好坏直接影响起重机的工作性能，因此有必要对起重机臂架铰点的设计进行分析探讨。

本文以200吨门座起重机总体设计为例，在先对起重机整机进行总体设计的基础上，再对起重机的臂架铰点进行详细的受力分析和强度验算。总体设计包括起重机主要机构和结构的选择，各类载荷计算，整机抗倾覆稳定性校核及轮压计算，还包括用CAD绘制起重机总图、臂架铰点和滑轮组装配图。

本文的特色：对起重机的臂架铰点进行详细的受力分析和强度验算。

关键词：门座起重机；总体设计；臂架铰点

Abstract

The portal crane is a widely used boom-type crane that plays an important role in port handling, shipbuilding and large-scale construction. The crane hinge is the main contact of the boom system and the rotary platform. The load is large and complex. Its design, manufacture and installation directly affect the working performance of the crane. Therefore, it is necessary for the crane's hinge Design for analysis.

In this paper, the overall design of 200 tons of gantry crane, for example, the overall design of the crane on the basis of the overall design, and then the crane hinge for detailed stress analysis and strength checking. The overall design includes the selection of the main mechanism and structure of the crane, the calculation of various loads, the anti-overturning stability check and the wheel pressure calculation of the whole machine, and the drawing of the crane drawing, the boom hinge and the pulley assembly drawing with CAD.

The characteristics of this article: the crane of the boom hinge for a detailed force analysis and strength checking.

Key words: portal crane; overall design; boom hinge poi

目录

第1章 绪论 1

1.1 背景和意义 1

1.2 主要内容 2

第2章 总体设计计算 3

2.1 性能参数 3

2.2 主要工作机构和金属结构的形式 4

2.2.1 主要工作机构形式的确定 4

2.2.2 金属结构的确定 8

2.3 起重机整机的总体尺寸 11

2.3.1确定臂架长度 11

2.3.2确定圆筒长度及其它尺寸 12

2.4 计算载荷 12

2.4.1 自重载荷 12

2.4.2 起升载荷 12

2.4.3 动载荷 13

2.4.4 风载荷 15

2.5 轮压计算 22

2.6 起重机抗倾覆稳定性计算 25

2.6.1 抗倾覆稳定性概述 25

2.6.2 门座起重机抗倾覆稳定性的计算过程 25

第3章 臂架铰点及滑轮组装配设计 30

3.1 概述 30

3.1.1 臂架铰点结构 30

3.1.2 滑轮及滑轮组 32

3.2 臂架铰点设计计算 32

3.2.1臂架铰点的受力分析 32

3.2.2 铰点的强度校核 34

3.3 滑轮组装配设计 38

第4章 环境影响及经济性分析 40

4.1环境影响分析 40

4.2 经济性分析 40

第5章 总结与展望 41

参考文献 42

附录A R=20m,Q=200t时的风载荷计算表 43

附录B R=45m,Q=100t时风载荷计算表 44

致谢 45

第1章 绪论

1.1 背景和意义

近几年，随着我国“一带一路”战略的提出和我国的完全市场经济地位得到全球越来越多国家的承认，国与国之间的贸易往来越来越频繁，这将促进我国港口和海洋运输的快速发展。门座起重机作为港口和造船厂不可或缺的货物搬运设备，其需求量也将随之而增长，同时由于行业的发展，也对起重机提出了新的要求，这也使起重机行业呈现出新的发展趋势。

我国的起重机行业一直存在两个主要问题。一是重要部件的技术不够；这些重要技术的缺失导致我国起重机行业发展不够完善，严重影响了我国起重机的研发，从而使整个国内起重机行业受到拥有这些重要技术的外国厂家的约束。二是制造水平不够，达不到设计所需要的规定；我国缺乏高精度、高要求的机械生产设备和加工工业，这导致我国在某些零部件无法按最好的设计尺寸生产出来，不得不加大生产尺寸，而这也导致相关零部件不必要的材料浪费，我国在高精度，高要求方面与国外还存在很大的差距^[1]。

国外比较具有代表性的门座起重机生产厂家主要在欧美和日本^[2]。这些生产厂家的产品种类齐全，质量可靠，在市场上占有很大的份额。他们有些公司还在生产的起重机上安装了跟踪反馈系统，能及时知道起重机的使用情况。与欧美的厂家相比，日本的技术还不够先进，但其产品的精度和要求程度高。

随着生产规模的扩大和技术的进步，对门座起重机提出了更高的要求，如为了提高生产效率，要求提高门座起重机的自动化程度等。更高的要求使得门座起重机出现了新的理论和新的技术，从而使门座起重机更好地适应现在所需的工作要求。随着这些适应现代化生产的起重机的推广，在国内外呈现出了新的起重机发展趋势^[3]。

常用零部件的标准化和轻量化是第一个趋势。国内外的门座起重机大多数不是专门在一种情况下使用的，它们要适应多种工作场合，其所吊的货物并不特别重。这种类型的起重机能适应多种使用场所，市场份额也大，生产厂家为了提高综合效益，通常简化起重机不是特别重要的结构，减少起重机的高度，使整机轻量化，减小制造成本的同时也降低了自重和轮压。目前起重机多采用新型钢材，如异形钢等，这使得结构不用进行多次的拼接和焊接，也相应提高了结构的抗疲劳性能。同时使用新材料和新工艺，不仅能改善受力条件，简化机构，提高机构的承载能力，还能减轻自重。具体的例子有目前使用越来越广的“三合一”机构，它把原本独立的电动机、制动器和减速机三个部件做成了一个整体。

第二个趋势是高速化、大型化和专用化。如今市场和经济繁荣，所需要的物质也越来越多，这使得各行各业的生产规模越来越大。另外由于存在市场竞争，起重机使用单位都希望越快、越好和越省费用的进行生产，这就使得起重机向高速和专业的趋势发展。这样才能提高起重机的生产效率，减少费用，获得更大的经济效益。