1．目的及意义

1、研究的目的与意义

起重机是现代工业在实现出产过程机械化，自动化，改善物料搬运条件，提高劳动出产率必不可少的的机械设备。它对于发展国民经济，改善人们的物质，文化生活的需要都起着重要作用。随着经济建设的迅速发展，机械化，自动化程度也不断的提高，与此相适应的起重机技能也在高速发展，产物种类不断增加，使用规模也越来越广。起重机是机械化作业的重要事物基础，是一些工业企业中主要的固定资产。对于工矿企业、港口码头、车站库场、建筑施工工地，和海洋开发、宇宙航行等部门，起重机已成为主要的出产力要素，在出产中进行着高效的工作，组成合理社团批量出产和机械化流水作业的基础，是现代化出产的重要标志之一。

起重机按结构形式，主要分为轻小型起重设备、桥架式（桥式、门式起重机）、臂架式（自行式、塔式、门座式、铁路式、浮船式、桅杆式起重机）、缆索式。而门座起重机作为臂架类起重机中的重要组成部分，其作业灵活，对不同货物的适应性强，使用安全可靠。因此门座起重机广泛应用于港口，码头的货物装卸，船厂的船舶建造等领域，是现代生产过程中不可或缺的装卸机械。门座起重机作为港口、码头的主要装卸机械在港口物流中发挥着不可代替打作用，它的性能好坏对提高港口装卸效率，节省电力消耗，降低制造成本，以及提升港口国际竞争力都有着重要的意义[1]。

变幅机构是门座式起重机的核心工作机构。本次要进行设计的MQ1630门座起重机,其中四连杆臂架变幅系统是最常见的门座式起重变幅系统。四连杆臂架变幅系统通常具有臂架系统，人字架，配重平衡系统和驱动机构，其结构复杂，自重大且需带载变幅，故臂架变幅系统主要结构尺寸的设计优劣是影响门座起重机整体工作性能好坏的重要因素。在对变幅机构设计过程中，我们希望能降低变幅机构制造成本，驱动功率，吊重不平衡力矩，等关键目标来达到更高的经济性和稳定性。另外，变幅机构的设计又需要考虑臂架自重，吊重水平等诸多工作性能约束条件使得变幅机构设计问题变得尤为复杂。

2、研究背景与现状

门座起重机是随着港口事业的发展而发展起来的。1890年，第一次将幅度不可变的固定式可旋转臂架型起重机装在横跨于窄码头上方的运行式半门座上，成为早期的港用半门座起重机。随着码头宽度的加大，门座和半门座起重机并列发展，并普遍采用俯仰臂架和水平变幅系统。第二次世界大战后，港用门座起重机迅速发展为便于多台起重机对同一条船进行并列工作，普遍采用了转动部分与立柱体相连的转柱式门座起重机，或转动部分通过大轴承与门座相连的滚动轴承式支承回转装置，以减小转动部分的尾径，并采用了减小码头掩盖面（门座主体对地面的投影）的门座结构。在发展过程中，门座起重机还逐步推广应用到作业条件与港口相近的船台和水电站工地等处。

目前，国外门座起重机专业生产厂家约 15 家左右。其代表性的生产厂家主要有欧美的利勃海尔、特雷克斯一德马格、马尼托瓦克和日本的神钢等。他们生产的产品型号比较完善，技术先进 ，具有很高的市场占有率。欧美厂家生产的门座起重机整体上代表了国际先进水平。它不仅满足了大吨位的需要 ，而且结构设计新颖、安全性能可靠、设备稳定性高是其它国家无法媲美的。更重要的是它们在大吨位产品上安装了全球定位系统，进行实时监控 ，具有广泛的代表性。日本厂家的门座起重机产品与欧美国家的产品相比 ，在技术上还存在着较大的差距 ，但日本产品的制作精细化程度很高 ，仍然值得我们学习和效仿。

随着我国重工业的的快速发展 ，起重机设备取得了显著的成绩 ，经国家质检总局颁发起重机制造许可证的单位为 1 616家 ，具有较强的起重机械制造能力。在小吨位的起重机设计领域我国已经处于世界领先水平 ，但对大型起重机的研发我们和国外还存在一定的差距。从技术上来说，我国研发大型门座式起重机的时间较短 ，在设计的水平上急需改进 ；从经验上讲 ，国内门座式起重机在可靠性和稳定性都不如国外的品牌[2]。

国内外门座起重机的发展以降低产品的生产成本，面向大型化，高速化和专用化发展，提高产品的自动化、智能化和数字化程度和采用仿真与虚拟设计技术为主要趋势。其中机械产品的仿真建模设计中，目前应用最广泛方法为有限元方法（FEM）、有限差分法等。虚拟设计中比较重视的是计算机虚拟现实系统（VRS）环境中的虚拟设计 (VD) 技术。
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2. 研究的基本内容与方案

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2.1基本内容

本次设计以MQ1630门座起重机为主体，进行变幅机构中的拉杆设计，对其进行分析和三维建模。该课题主要设计内容有：