摘 要

门座起重机以其作业效率高、通用性强等优点广泛用于生产的各个领域中，象鼻梁作为变幅机构中直接承受吊重载荷的构件，其地位和重要性是不言而喻的。而且象鼻梁结构位置比较特殊，受力情况复杂，特别容易产生失效现象，因此对其失效修复的研究是很有必要的。本文以福州港门座起重机象鼻梁失效事件为研究对象，通过该起重机的检测数据和所查阅的文献，运用有限元分析计算象鼻梁单元所受内力，校验各个构件的强度、刚度和稳定性；从内因和外因两个方面分析引起象鼻梁失效的原因；根据掌握的知识和相关设计标准，提出失效修复方案，并绘制修复象鼻梁修复完成的图纸；最后为港口企业提出相应的设备管理对策，以预防和避免该类事件的再次发生，为提高象鼻梁安全性和延长其使用寿命提供了一定的参考依据。

关键词：门座式起重机；象鼻梁；失效分析；修复设计

Abstract

Portal crane is widely used in many fields with its high efficiency, versatility and so on. Elephant Nose Beam is the directly load bearing member in luffing mechanism, its Status and importance is self-evident. But the Structure location of Elephant Nose Beam is special, the Force is complicated, it is especially proning to failure phenomenon. So research on failure repairing is necessary. In this paper, we studied the failure event of Elephant Nose Beam in FUZHOU Port by the test date of this portal crane and the literature checked, checking the strength, rigidity and stability of each member. We also calculate the internal force of each unit in Elephant Nose Beam using ANSYS . The internal and external factors are two aspects causing the failure of Elephant Nose Beam,. Based on available knowledge and relevant design standards, the failure repair scheme is proposed and the fix drawings are finished. In order to prevent and avoid such events happening again, countermeasures of equipment management are proposed for port enterprises. This provides some reference for improving security and extending life of the Elephant Nose Beam.

Key words： Portal Crane； Elephant Nose Beam； Failure Analysis； Repair Design

目录

第1章 绪论 1

1.1课题研究背景 1

1.2国内外研究现状 2

1.3课题研究的目的及意义 3

1.4课题研究基本内容 3

第2章 门座起重机及其象鼻梁的结构类型和受力特点分析 4

2.1门座起重机结构类型 4

2.2象鼻梁结构类型分析 5

2.3象鼻梁受力情况分析 6

2.3.1象鼻梁受力计算分析 6

2.3.2象鼻梁结构强度、刚度和稳定性分析 9

2.4本章小结 13

第3章 福州港门机缺陷及原因分析 14

3.1福州港门机缺陷介绍 14

3.2福州港门机象鼻梁缺陷原因分析 15

3.2.1象鼻梁缺陷内部原因分析 15

3.2.2象鼻梁缺陷外部原因分析 16

3.3本章小结 19

第4章 福州港门机象鼻梁失效修复方案 20

4.1门座式起重机象鼻梁拆装方案 20

4.1.1拆装准备工作 20

4.1.2象鼻梁的拆装工艺 20

4.2福州港门座起重机象鼻梁修复方案 21

4.3本章小结 24

第5章 设备管理对策 25

5.1从用户审查方面预防象鼻梁失效 25

5.2从使用维护方面预防象鼻梁失效 26

第6章 总结与展望 28

6.1全文总结 28

6.2展望 28

参考文献 30

致谢 32

第1章 绪论

1.1课题研究背景

在现代工业生产及生活过程中，起重机是实现机械化、自动化，改善物质搬运输送条件，提高企业生产效率必不可少的设备。其对发展国民经济，提高人民生活的物质水平起着重要作用。现今，起重机的设计制造技术正处在快速发展阶段，产品种类和功能不断增加，使用范围领域也越来越广。港口装卸作业、大型工程的施工、大型船只的建造、大型电站的施工、安装和运行等，都依赖着起重机的作业。而门座起重机以其工作时机动灵活、额定起重量范围宽、作业效率高、通用性能强等优点广泛应用于生产生活的各个领域。目前以四连杆组合臂见式门座起重机使用最为广泛，而作为其的变幅机构中最重要的部分，象鼻梁是直接承受外界吊重载荷的构件，它在载荷作用下的应力分布、刚度以及稳定性等对整个门座起重机作业的安全性而言都尤为重要。

在日常作业过程中，门座式起重机象鼻梁失效的现象的发生频率不是很高。但曾经有过因大型门座起重机象鼻梁断裂致使起重机局部结构变形而造成重大吊装作业事故。如图1.1所示为国内某港口门座式起重机象鼻梁断裂的事故。

图1.1 象鼻梁断裂事故案例

如今门座式起重机已经成为大部分港口码头的主要装卸机型，其作业效率之高也迎合了港口企业大吞吐量的需求。象鼻梁的结构位置比较特殊，受力复杂，特别容易产生失效，一旦象鼻梁发生失效现象，轻则停机检查维修，重则发生恶劣的安全事故，这必将给企业带来重大的经济损失甚至可以直接导致某些企业无法继续生存。因此，我们应特别重视象鼻梁结构的失效，做到事前预防，事后维修总结以避免事故的发生。

根据资料显示，大部分的门机象鼻梁失效的形式为钢结构及焊缝的开裂或者断裂为主。其中，发生在象鼻梁前后拉杆处的失效现象最多，经过分析，其原因主要有过载冲击，设计缺陷，焊接工艺缺陷，钢结构腐蚀以及疲劳强度不足等。

1.2国内外研究现状