摘 要

随着如今物流行业的高速发展，世界正在向着越来越快的方向前进。在这个日新月异的今天，水运依旧承载着绝大多数的运输任务，而港口，正是水运与陆地的接口，无数货物从船舱装卸，踏上自己的下一趟旅程。设计一款适合港口使用的，简便且合理的起重机，对于港口装卸的速度乃至运输业的发展都是非常有意义的。本文以MQ2535门座式起重机为例，进行了起重机整体结构和运行机构的设计，其主要内容如下：

（1）参考现有的同类产品的设计以确定门座起重机的工作机构和金属结构的布置形式。

（2）利用AutoCAD绘图软件进行刚性四连杆结构以及臂架平衡系统的设计，估算各部分机构的自重以及重心位置，进而确定相应机构所承受的载荷。

（3）校核门座起重机的抗倾覆稳定性以及轮压。根据所得轮压完成运行机构的校核以及相关装置的选型。

考虑到港口的地区性，本文还对港口以及门座起重机进行了经济性以及环境性分析。

关键词：门座式起重机；总体设计；运行机构；AutoCAD

Abstract

With the rapid development of the logistics industry today, the world is moving toward the direction of faster and faster. In this ever-changing today, the water transport is still carrying the vast majority of transport tasks, and the port, it is water and land interface, numerous cargo from the cabin loading and unloading, set foot on their next trip. Design a simple and reasonable crane for port use, it is very meaningful for the speed of port loading and unloading and the development of the transport industry. In this paper, MQ2535 portal crane, for example, carried out the overall structure of the crane and the operation of the design, the main contents are as follows:
(1) Refer to the design of similar products to determine the layout of the working mechanism and metal structure of the portal crane.
(2) Using the AutoCAD drawing software to design the rigid four-bar structure and the arm balance system, the self-weight and the center-of-gravity position of each part are estimated, and then the load of the corresponding mechanism is determined.
(3) Check the anti-overturning stability and wheel pressure of the portal crane. According to the wheel pressure to complete the operation of the check and the relevant device selection.
Taking into account the regional nature of the port, this article also on the port and the door crane for economic and environmental analysis.

Key words: portal crane; overall design; operating mechanism;AutoCAD

1 绪论 1

1.1课题的目的以及研究意义 1

1.2 课题研究的内容 2

2 总体设计计算 3

2.1 技术参数 3

2.2 确定主要工作机构和金属结构的形式 3

2.2.1 门座起重机主要工作机构 4

2.2.2 确定金属结构的形式 7

2.3 确定臂架结构主要尺寸 8

2.4 吊重水平位移补偿系统的设计 8

2.5 杠杆活对重式臂架自重平衡系统设计 10

2.6 计算载荷及载荷组合 11

2.6.1 起升载荷 11

2.6.2 自重载荷 11

2.6.3 动力载荷 12

2.6.4 风载荷 13

2.6.5 载荷组合 21

2.7.1 各支腿支承反力计算公式 22

2.7.2 各工况下的轮压计算 23

2.8 整机抗倾覆稳定性计算 25

2.8.1 无风静载工况 26

2.8.2 有风动载工况 26

2.8.3 突然卸载或吊具脱落工况 28

2.8.4 非工作状态暴风侵袭工况 28

3.运行机构设计及计算 29

3.1运行机构相关参数 30

3.2车轮计算 30

3.2.1车轮材料及强度要求 30

3.2.2车轮计算轮压的确定 30

3.2.2.1耐久性校核时的计算轮压 30

3.2.2.2强度校核时的最大计算轮压 31

3.2.3车轮踏面接触应力计算 31

3.2.3.1耐久性校核 31

3.2.3.2强度校核 31

3.3.运行阻力计算 31

3.3.1摩擦阻力 31

3.3.2坡度阻力 32

3.3.3风阻力 32

3.3.4运行阻力 32

3.4.电机选型 32

3.4.1电机静功率计算 32

3.4.2电机初选 33

3.4.3电机过载校验 33

3.4.4起动时间与平均加速度验算 34

3.5.开式齿轮计算 34

3.6.减速器校验 34

3.7.大车缓冲器 35

3.8.运行打滑验算 35

3.8.1启动时的打滑验算 35

3.8.1.1驱动轮不打滑验算 35

3.8.1.2从动轮不打滑验算 36

3.8.2制动时的打滑验算 36

3.8.2.1驱动轮的不打滑验算 37

3.8.2.2从动轮的不打滑验算 37

3.9运行机构机电产品清单 37

4.环境影响及经济性分析 38

4.1环境影响分析 39

4.2经济性分析 39

5.全文总结及展望 39

参考文献 40

致谢 41

1 绪论

1.1课题的目的以及研究意义

门座起重机简称门机，之所以称为门机，是因为其门式金属结构而得名。门座式起重机属于大型电动超重机，随着港口的发展，它已经成为现代化港口和船厂工作的重要装备之一。

港口的发展是起重机发展的依托，起重机的发展是港口进步的重要部分。1890年，门座式起重机的雏形应运而生。第二次世界大战之后，港口起重机械获得了长足的发展，出现了类似于现在的转柱式门座起重机。

从十九世纪发展至今，门座式起重机和当初的模样已经大不相同，但它们仍然承担着港口装卸的工作，而且发挥着越来越重要的作用。相比于有着各种特殊功用的起重机，门座式起重机显得格外的普通，但在码头上整齐排列的门座式起重机俨然是一个港口日常运作最重要的部分。正是这样反复而微小的工作，才是港口高效的保障。

如今，水运承担着世界上最大的货运量，而港口便是水运中必不可少的一环。如此大的装卸量，正是由数量庞大的门机所完成，可以毫不夸张地说，门机承担了世界上很大一部分的货物从水上到路上的装卸，提高门机的工作效率，对于整个运输业的发展极为重要。