摘 要

本文主要对MQ2535型门座式起重机的总体结构进行了设计，包括对各种工况下起重机受载荷的分析计算、稳定性计算以及轮压计算等，并对起升、变幅、回转和运行机构进行了初步选型。此外，还进行了起重机回转平台的结构设计，并用ANSYS软件对针对转台结构的受力情况进行了模拟和分析计算。

关键词：门座式起重机，总体设计，转台结构，ANSYS。

Abstract：

In this paper, the overall structure of the MQ2535 portal crane is designed, including the analysis and calculation of the load of the crane under various conditions, the calculation of the stability and the calculation of the wheel pressure, and the lifting, changing, turning and running Institutions were initially selected. In addition, the structural design of the crane platform is also carried out, and the force of the turntable structure is simulated and analyzed by ANSYS software.

Keywords：portal crane, overall design, turntable structure, ANSYS

目录

第1章 绪论......................................................4

1.1 研究的目的及意义.........................................4

1.2 国内外现状研究...........................................4

1.3 门座式起重机构造及原理...................................5

第2章 起重机总体设计计算........................................6

2.1 性能参数要求.............................................6

2.2 臂架设计.................................................7

2.2.1 载重水平位移方案.....................................7

2.2.2 基本点和臂架长度确定.................................7

2.2.3 吊重全幅度校核.......................................8

2.2.4 变幅轨迹修正.........................................10

2.3 臂架自重平衡校验.........................................10

2.4 起重机自重力矩计算.......................................12

2.5 起重机各部分的迎风面积、风力矩计算.......................13

2.6 轮压计算.................................................16

2.6.1 四支点系统支承反力计算...............................16

2.6.2 轮压计算.............................................17

2.7 起重机稳定性计算.........................................17

2.7.1 第一种计算工况.......................................18

2.7.2 第二种计算工况.......................................19

2.7.3 门座起重机的自身稳定性验算...........................19

第3章 起升机构设计计算..........................................20

3.1 钢丝绳选型计算...........................................20

3.1.1 钢丝绳静拉力计算.......................................20

3.1.2 钢丝绳选型...........................................21

3.1.3 起升机构电机选型计算.................................21

3.1.4 卷筒计算.............................................22

3.1.5 减速器的选择.........................................23

3.1.6 制动器的选择.........................................23

第4章 运行机构选型计算..........................................24

4.1 设计参数.................................................24

4.2 运行阻力的计算...........................................24

4.3 电机功率计算.............................................24

第5章 转台结构设计..............................................25

5.1 综述.....................................................25

5.2 转台的工作原理...........................................25

5.3 转台结构的受力分析.......................................25

5.4 转台的结构设计与建模.....................................26

5.5 基于ANSYS的转台3D模型的静力学分析......................26

5.5.1 ANSYS软件简介.......................................27

5.5.2 ANSYS有限元分析处理.................................27

5.6 载荷处理.................................................28

5.7 受力分析.................................................29

第6章 环境影响及经济型分析......................................29

6.1 环境影响分析.............................................29

6.2 经济性分析...............................................29

第7章 结论......................................................29

参考文献.........................................................31

致谢.............................................................32

第1章 绪论

1.1研究目的及意义

随着现代经济建设日新月异的快速发展，各工业产业的机械自动化程度与工业生产效率不断地提高，生产方式和产品的出货形式也丰富多样。在现代工业实现加工作业到出产、运输过程中，起重机已然成为制造业的机械自动化、改进原料的装卸输送条件以及增加劳动出产率不可或缺的重要机械设备。其对于发展全国经济，提高大家的生活质量和促进消费与就业的需要都起着非常积极的作用。与此同时，起重机技术同样也是不断革新，产物和类别也是层出不穷，应用和服务各行各业的规模范围也越来越全面。如今，起重机已然成为先进出产力的重大要素，因其高效的工作效率，是衡量一个国家和地区的产业是否足够现代化的标志之一。

自近代工业革命海洋殖民体系伴生了海权经济的繁荣，港口行业在近代逐渐发展起来，高效装卸货物的刚需也促成了门座式起重机的诞生。十九世纪九十年代，人们首次将不可变幅的固定式、可旋转臂架型起重机应用于横跨码头之上的可运行式类“门座”上作业，代替了人力作为港口货物的装卸搬运力量，奠定了现代港口装卸行业标准的基础，同时这也是早期的港口用半门座式起重机的雏形。随着后来港口规模的不断发展扩大和码头的宽度不断加大，半门座式起重机已经不能满足当时的生产力需求，门座式起重机便在半门座式起重机的基础上设计出来作为新时代的港口主力军，并逐渐开始普遍形成俯仰臂架连同水平变幅系统并用的标准。二十世纪五十年代后，港口用门座式起重机开始普遍采用回转部分与立柱部分相连的形式，以满足多台起重机群对同一艘货轮同时并列工作的要求，以及回转部分通过回转大轴承与门座相连的滚动轴承式支承回转装置，如此来既能减小转动部分的尾径，增加同工作场地的起重机密度，而门座结构也能够有效地减小门座对码头的遮掩面积。与此同时，门座式起重机的应用也不再局限于港口码头，在船台、水电站、油田以及各重工、化工相关行业也是大放异彩，充当着不可替代的重要角色。