摘 要

本论文主要完成了MQ2533型四连杆门座式起重机的总体设计计算、转台结构设计计算以及其三维仿真建模和有限元分析。总体设计中，主要完成了货物水平位移补偿系统的设计和臂架自重平衡系统的设计，计算了起重机受到的所有载荷尤其是风载荷，并对起重机的整机稳定性进行了校核，根据总体设计得到的尺寸使用CAD软件绘制了一张门座起重机总体图。在转台结构设计中，完成了转台的受力分析计算，使用SolidWorks软件对转台进行了简化建模，将模型抽壳，并将该模型导入ANSYS进行分析

关键词：门座式起重机；转台结构；仿真建模；SolidWorks；ANSYS

Abstract

This paper mainly completed the overall design of MQ2533 type four link portal crane calculation, structure design and calculation of turntable and its 3D simulation modeling and the finite element analysis In the overall design, the design of the horizontal displacement compensation system of the goods and the weight balance system of the arm is completed, the load of the crane is calculated and the stability of the whole machine is checked. In the structure design of the turntable, the force analysis and calculation of the platform is completed, and the SolidWorks software is used to simplify the model, and the model is introduced into ANSYS. To analysis.

Key words: gantry crane; turntable structure; simulation modeling; SolidWorks; ANSYS

目录

第1章 绪论 1

1.1 研究的目的和意义 1

1.2 本文的主要工作内容 1

第2章 MQ2533门座起重机总体设计计算 2

2.1 已知的性能参数 2

2.2 确定组合式四连杆臂架结构尺寸 2

2.3组合臂架系统四连杆尺寸的校验 4

2.3.1校验象鼻梁端点水平位移最大高度差值 4

2.3.2货物未平衡力矩的校核 5

2.4杠杆活对重式的臂架自重平衡系统设计 7

2.4.1臂架自重平衡系统设计原理及方法 7

2.4.2臂架自重平衡系统的校验 7

2.5计算载荷 8

2.5.1自重载荷 8

2.5.2起升载荷 9

2.5.3自重振动载荷 9

2.5.4起升动载荷 9

2.5.5突然卸载时的动载荷 9

2.5.6运行冲击载荷 10

2.5.7起重机运行惯性力 10

2.5.8货物偏摆载荷 10

2.5.9风载荷 10

2.6载荷组合 12

2.7整机稳定性校核 12

2.7.1基本稳定性校核 13

2.7.2动态稳定性校核 13

2.7.3最大风载荷稳定性校核 14

2.7.4突然卸载稳定性校核 14

2.8起重机轮压计算 15

第3章 转台机构设计 19

3.1转台所受载荷的计算 19

3.2转台结构的三维建模 19

3.3基于ANSYS的有限元分析 20

3.4有限元结果分析 25

第4章 全文结论与展望 26

参考文献 27

致谢 28

第1章 绪论

1.1 研究的目的和意义

门座起重机是港口一种通用性装卸机械，是一种比较典型的有轨运行的回转臂架式起重机。港口上常用的机型主要有：带斗门座起重机、通用门座起重机和多用途门座起重机等。同其它类型的起重机相比，门座起重机具有高效的作业能力、起重量大、建设费用和成本低，机动灵活，通用性强，作业空间大等优点。本次设计的是门座式起重机的转台结构，转台是门座起重机的主要结构之一，它通过回转支承安装在起重机的下部结构上。由于转台上布置有大量的机械传动装置，所以此时需要有足够的刚度来保证机构的正常运行，同时要承受整机上部结构自重和起升载荷，使得转台受力较大且复杂，往往设计的转台结构很重。本设计利用 ANSYS软件完成包含伸缩配重在内的转台结构的参数化建模、结构分析以及转台优化，有效避免了以往分析过程中因为等效配重力矩带来的误差，并且减轻了转台的重量，具有较好的现实意义。

1.2 本文的主要工作内容

首先完成了MQ2533四连杆门座式起重机的总体设计计算，主要包括货物水平位移补偿系统设计，吊重未平衡力矩验算和臂架自重平衡系统的设计，计算了起重机受到的所有载荷并对所设计的起重机的整机稳定性进行了校核。然后根据总体设计得到的转台结构的尺寸使用SolidWorks软件对其进行了简化建模，抽壳处理后导入ANSYS中划分网格并进行受力分析，对其施加约束及载荷得到转台受到的的最大应力及其最大位移，并对结果进行分析。

第2章 MQ2533门座起重机总体设计计算

2.1 已知的性能参数

起重机的技术参数表示起重机的作业能力，是设计起重机时的基本依据。设计起重机械时，需要根据具体的情况确定其主要的性能参数。本次设计的MQ2533四连杆门座式起重机的主要性能参数见表2.1。

表2.1 MQ2533门座起重机性能参数表

2.2 确定组合式四连杆臂架结构尺寸

设计的主要任务是确定臂架系统的主要尺寸，臂架长度、象鼻梁前臂长度和后臂长度、大拉杆；确定臂架下铰点O和大拉杆铰点O1的位置。

作图法主要步骤如下：