摘 要

近年来，伴随我国综合国力的不断进步，我国的起重机机械设备得到了飞跃的发展。门座式起重机作为造船厂的起重机械设备进行装卸、搬运和堆码作业。门座式起重机作业能力高效，建设费用较低，机动性好，较强的通用性等优点。基于优点使其广泛应用于造船厂。而运行机构直接影响整机运行的稳定性，则显得十分重要。

本文以MQ5070门座起重机为例，叙述了门座起重机总体设计的一般流程，同时对其运行机构进行了简单的设计计算，因此给出了总体及运行机构的CAD图纸。结论证明本文确定的门座起重机全部各项参数，可以通过整机稳定性验算，运行机构所选择的驱动方式、电动机、减速器和车轮组符合要求。

关键词：门座起重机；运行机构；总体计算

Abstract

In recent years, as China's comprehensive national strength and progress, our crane equipment has made remarkable achievements. Gantry crane is used as lifting equipment for shipyard to carry out loading and unloading, handling and stacking operations. It has an efficient operating capacity, low-cost construction cost, flexible, versatile and so on. These advantages make the gantry cranes has been widely used at the shipyards. Stability of operation of the machine related to run institutions, then it is very important.

This paper takes the MQ5070 portal slewing crane as an example to describe the general process of portal slewing crane’s design, and at the same time, we make a ordinary design of the traveling mechanism. So we give the CAD drawings of the crane and the traveling mechanism. The result reveals that the stability of the crane can meet the requirements by all the parameters identified herein. The motor, driven approach reducer and wheel group in the traveling mechanism meet the requirements.朗读

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Key Words：portal slewing crane; traveling mechanism; load computation.

目 录

第1章 绪论 1

1.1 目的及意义 1

1.2 研究的基本内容、目标、拟采用的技术方案及措施 2

第2章 港口MQ5070门座起重机总体设计 3

2.1 性能参数 3

2.2 确定主要工作机构和金属结构的形式 3

2.2.1 确定主要工作机构形式 4

2.2.2 金属结构选型 10

2.3 载荷的计算 11

2.3.1 自重载荷 12

2.3.2 额定起升载荷 12

2.3.3 垂直运动引起的动载荷 12

2.3.4 变速运动引起的载荷 15

2.3.5 坡道载荷 16

2.3.6 风载荷 16

2.3.7 碰撞载荷 23

2.3.8 试验载荷 23

2.4 轮压的计算 23

2.5 整机抗倾覆稳定性计算 27

2.5.1 检验原则及方法 27

2.5.2 验算工况、载荷系数及组合 27

2.5.3 基本稳定性 28

2.5.4 动态稳定性 30

2.5.5 非工作状态下的最大风载荷 31

2.5.6 起重机突然卸载时的稳定性 33

第3章 运行机构设计及计算 34

3.1 概述 34

3.2 运行机构总体方案 34

3.3 运行支承装置的设计 34

3.3.1 均衡装置 34

3.3.2 车轮 34

3.3.3 轨道 37

3.4 运行驱动装置的设计 38

3.4.1 计算稳态运行阻力 38

3.4.2 选择电动机 39

3.4.3 选择减速器 42

3.4.4 选择制动器 44

3.4.5 打滑验算 45

第4章 环保与经济性分析 46

第5章 总结与展望 46

5.1 毕业设计总结 46

5.2 个人回顾与展望 46

参考文献 47

附录一 文献检索 48

致 谢 54

第1章 绪论

1.1 目的及意义（含国内外的研究现状分析）

【目的】：

在各种大型器械大型货物需求不断增加的今天，起重机成为现代工业的宠儿，凡是有大型物品装卸或者搬运的地方，为了提高生产效率，我们当然不可能还像搭建金字塔一样采用人工加器械搬运，此时，就一定会出现各式各样的起重机械工作的身影。

由此可见，在现代工业发展迅速的今天，起重机一定是当仁不让的最强“搬运工”，如果没有起重机，许多大型工程无法运营，它为工程的机械化、自动化做出巨大贡献，如果想节省劳动力，提高生产效率，那么起重机一定不能缺席，起重机占有的特殊地位无可替代。

【现状】：

随着我国在重工业方面得到了迅速的发展，起重设备也取得了显著成绩。在中小型起重机设计方面我国已处于较为领先的水平，不过对于大型起重机的研发我们对比国外还存在明显的差距。当前国内生产起重机的厂家非常多，其中处于行业领先地位的公司有徐工（徐工集团徐州重型机械有限公司）、中联重科、抚挖（辽宁抚挖重工机械股份有限公司）、三一重工等，它们的产品系列比较完善，市场占有率比较高。

举个例子，我来自广西防城港，稍微了解一下就可以知道它只是一个很小的城市，环境优美污染小的同时，也意味着它的工业和经济发展并不发达，但就是在这样一个小城市，在离港口很远的地方，就可以观察到港口码头起重机林立，像是一支钢铁大军，一个小城市尤有如此多的起重机，由此，管中窥豹，可以看出国家对起重机的重视程度。

在世界层面上，世界绝大多数国家也重视大型工业发展，由此带来的影响是起重机的地位一直居高不下，特别是发达国家、沿海国家，对起重机械的发展尤为重视，许多外国起重机产业处于领先地位。此外，日本生产的起重机虽然在技术性能上与德国相比还有一定的差距，但是其发展进步较快，能够不断地推出新产品，而且价格相对较低，所以在国内比较受履带起重机用户的喜欢，同时也具有较大的销量。

【国内外发展趋势】：

（1）大型化：由于当前世界的趋势是各类建设工程向大型化方向发展，因此所需要运用到的吊运的建设设备的重量也将越来越大，从而，市场上对大型起重机的需求会越来越大。

（2）模块化和组合化：国内外起重机采用模块化设计的模式来代替传统的整体设计方法，简单的说，就是将起重机械中功能、性能相同的零部件加工时制成有较多用途的零部件，将可进行互换的模块进行互换搭配组合拼接，进而就能快速高效的生产出不同规格和类型的起重机械。生产公司可以采用不同规格的零部件，生产出满足各类消费者需求的多品种、多规格的起重机械系列产品。这样就能在满足提升整机的性能，降低生产成本等条件的同时，也能提高起重机产品的通用化程度，而且可以快速拼装成其他种类的起重机械。

（3）智能化：起重机可以应用远程网络控制技术、网络分析监控技术，来提升智能操控和监控水平，更大程度上保障门座式起重机的安全运行和平稳工作；通过提高门座式起重机自身运行的自动化程度，从而来提高它的施工效率和安全程度；研发起重机系统的智能控制和监控操作技术，结合电子技术和机械技术，即将当前世界层面上先进的微电子技术、计算机与机械技术、实时模糊控制技术、远端操控技术、自动监测技术等高端技术应用于起重机的驱动和调节系统，进而实现起重机运行的智能化和自动化。

【意义】：起重机能很好的实现大型、重型物件的搬运和拆装，在大型物资生产和货物搬运中几乎扮演着不可替代的重要角色，减小工人体力劳动，高度自动化，很大程度上提高了工作效率，在当前生活高速化的社会中已经不能缺少，其本身技术含量能直接反应一个国家的高端工业水平。此次毕业设计选题为门座式起重机，意味着我们从书本知识的学习逐步走向实践探究，这是我们开阔眼界，深入了解国内外起重机发展现状的好机会，相信这将是大学阶段极有意义的设计研究。

1.2 研究（设计）的基本内容、目标、拟采用的技术方案及措施

内容：

（1）确定MQ5070门座起重机总体参数。

（2）总体计算。

（3）运行机构计算。

目标：完成MQ5070门座起重机选型及总体计算，确定各机构的选型和布置，完成其运行机构设计，完成各类载荷计算，绘制起重机设计总图。

根据毕业设计要求所提供的少许主要初始数据，参考《起重机设计手册》等各种专业手册，按时按量，逐步完成各项设计和校核任务。

采用的技术方案及措施：

（1）查阅相关技术文献资料、互联网上的相关产品方案。

（2）参观相关企业设计产品，到工地上进行实习，实际观察起重机的构造及工作情况。

（3） 及时与老师交流，请老师指出设计的不足之处，优化设计结构及技术和改进技术参数。

（4）运用所学过的理论知识对其强度进行验证，对比参考同类产品设计，确保设计的正确性。

（5）学会运用计算机手段，学会运用AutoCAD，ANSYS等软件来处理相关问题。

第2章 港口MQ5070门座起重机总体设计

2.1 性能参数

在建筑施工中，物资、构件的转运，设备的安装等离不开起重机，起重机根据使用区域和性能分为很多种^[1]。本次设计的MQ5070门座起重机主要性能参数见表2.1^[2]。

表2.1 主要性能参数表

2.2 确定主要工作机构和金属结构的形式

单臂架门座起重机，主要工作机构有起升机构、运行机构、变幅机构及回转机构，即所谓的四大机构^[3]。起升机构是起重机在工作状态下，通过吊具使货物进行升降运动的机构，运行机构是使起重机械本身或起重小车进行整体位置改变的机构，变幅机构是起重机通过变换臂架的倾角改变起重幅度和货物起升高度的机构，回转机构是使起重机械回转部分在水平面内转动的机构。在所有这四大机构中，起升机构是起重机械完成货物起升的基本工作机构，是任何一种起重机械必不可少的重要核心机构；其他机构则是配合起升机构工作，共同实现货物搬运的辅助机构。

起重机金属结构是起重机械的骨架，它不仅仅决定了起重机械的外形，还构建起了起重机械的作业空间。金属结构作为支承和承力构件，用来安置工作机构和动力装置，承受自重载荷和各工况下起重机受到的各种或垂直或水平或大或小的各方向外载荷，并将这些载荷传递给起重机械的支承基础。

2.2.1 确定主要工作机构形式

1.起升机构组成及工作原理