摘 要

结合当前门座起重机的发展现状和实际背景，本文以港口装卸四连杆MQ1630门座起重机为例，详细叙述了门座起重机中的象鼻梁设计步骤，其中包括：确定门座起重机的总体设计参数，起重机的机构和结构形式，象鼻梁的相关载荷和计算工况，以及稳定性校核。再采用三维建模平台Creo对象鼻梁进行准确建模，最后使用有限元分析软件ANSYS对象鼻梁模型进行静力学仿真分析。

通过运用三维建模仿真的设计方法，我们能够活动象鼻梁的相关设计性能数据，为象鼻梁的设计和性能评估，以及起重机的整体设计提供了部分参考和新的方法，以此达到优化设计方案，减少开发成本的目的。

本文特色在于使用Creo三维设计平台对象鼻梁进行总体模型的三维设计，并将模型导入ANSYS软件中建立虚拟样机 ，以此模拟不同工况下象鼻梁的各种承载状态，使设计者得到象鼻梁在实际工作中的各项性能参数以供参考，同时有助于对象鼻梁设计方案的改良。

关键词：门座起重机；象鼻梁；三维建模；Creo；ANSYS

Abstract

Combined with the current development status and actual background of portal crane, this paper takes port loading and unloading four-bar MQ1630 portal crane as an example, and describes in detail the design steps of fly-jib in portal crane. Including: determine the overall design parameters of portal crane, crane structure and structure, fly-jib load and calculation conditions, as well as stability check. Then the Creo object nose bridge is modeled accurately by using the three-dimensional modeling platform. Finally, the static simulation analysis of the object nose bridge model is carried out by using the finite element analysis software ANSYS.

Using the design method of three-dimensional modeling and simulation, we can move the relevant design performance data of fly-jib, and provide some references and new methods for the design and performance evaluation of fly-jib, as well as the overall design of crane, so as to achieve the goal of optimum design and reduce the development cost.

The feature of this paper is to use Creo three-dimensional design platform for the three-dimensional design of the overall model of the object nose bridge, and import the model into ANSYS software to establish a virtual prototype, so as to simulate the various load-bearing states of the fly-jib under different working conditions, so that the designer can get the performance parameters of the fly-jib in practical work for reference, and help to improve the design scheme of the fly-jib.

Key words: portal crane; fly-jib; three-dimensional modeling; Creo; ANSYS

目 录

摘 要 I

Abstract II

目录 3

第一章 绪论 1

1.1课题研究的目的与意义 1

1.2课题研究的主要内内容 3

第二章 总体设计计算 4

2.1 性能参数 4

2.2 确定组合式四连杆臂架结构的尺寸 4

2.3 用作图法进行货物水平位移补偿系统设计 5

2.3.1 货物水平位移补偿系统原理 5

2.3.2 刚性四连杆组合臂架方案的作图法设计 6

2.4 象鼻梁的计算工况，计算载荷以及载荷组合 10

2.4.1 计算载荷 10

2.4.2 计算工况和载荷状况 11

第三章 静力学分析 14

3.1 象鼻梁虚拟样机制作 14

3.1.1 虚拟样机技术简介 14

3.1.2 建立象鼻梁三维模型 14

3.2 利用ANSYS进行静力学分析 16

3.2.1 ANSYS软件简介 16

3.2.2 虚拟样机在ANSYS中的实现 16

3.3 虚拟样机静力学仿真分析 17

3.4 导出工程图 23

3.5 本章小结 25

第四章 全文总结与展望 26

参考文献 28

致谢 29

第一章 绪论

1.1课题研究的目的与意义

近年来我国经济迅速发展，海上贸易活动和海上物流等交流愈发频繁，不仅仅推动了世界各地的经济发展，也同时使得港海上活动的桥头堡：港口，得到了长足的发展，尤其是港口最重要的机械设备，例如起重机等等。而这些重要的机械设备中，门座起重机又是其中的佼佼者。具有高效、高性价比、通用性强、机动性好等特点的门座起重机在港口码头的贸易和物流活动中起到了不可替代的作用。

国内外的许多学者专家们对于港口起重机的发展有着相当深刻的研究和讨论。

黄陈娣从国内外起重机的现状和发展趋势中 ，探求门座式起重机的发展情况。它重点阐述了我国门座起重机的存在的突出问题 ，以及当下世界上门座式起重机的发展趋势，认为门座式起重机存在一个发展的必然趋势：那就是以满足实际需求的大新华和高速化，和满足特定条件需求的专用化为基础，在这之上实现控制系统的自动化和智能化，以及数字化^[1]。

陈昆，胡吉全 ，钱开元，高清港通过对门座起重机象鼻梁结构设计的研究中发现，在象鼻梁的设计中,合理设计象鼻梁的结构以及合理安排象鼻梁的重量，对于门座起重机的整体稳定性和工作可靠性都有着非常重要的影响^[2]。