摘 要

随着我国经济带动港口物流运输行业飞速发展，大量港口企业开始崛起，各企业对港口起重机的需求数量不断增大，同时也对在不同条件下设计港口起重机的能力有更高的要求。

本设计以MQ2530港口起重机为设计模型，利用Excel软件的功能，编写总体设计计算需要的Excel表格。设计过程中充分利用Excel简化计算过程，并形成严谨的计算体系，结合传统的设计方法对结构进行优化。设计计算内容包括：总体结构设计计算、臂架及平衡系统设计计算、载荷计算、轮压计算、以及稳定性校核计算。臂架及平衡系统的设计采用图解法和Excel软件进行优化处理，使结构更加合理。再充分利用Excel进行载荷计算，轮压计算及整体稳定性校核计算。

总之，利用Excel表格进行计算，满足了实际生产的要求，也克服了编写专用计算软件的困难，为门座起重机的设计提供了高效可行的方法。

关键词：门座式起重机；总体设计计算；Excel；

Abstract

Along with our country economy driven by the rapid development of port logistics and transport industry, a large number of port enterprises began to rise, the demand of port crane is increasing, at the same time also have higher requirements to the design of port crane under different conditions.

This design takes the MQ2530 port crane as the design model, uses the Excel software function, writes the Excel form which the overall design computation needs. In the design process, Excel is fully utilized to simplify the calculation process, and a rigorous calculation system is formed, and the structure is optimized with the traditional design method. The design calculation includes the overall structure design calculation, boom and balance system design calculation, load calculation, wheel pressure calculation, and stability check calculation. The design of boom and balance system is optimized by graphic method and Excel software, so that the structure is more reasonable. The load calculation, wheel pressure calculation and overall stability check calculation are fully utilized by Excel.

In short, using Excel software to calculate, not only can meet the requirements of actual production, but also overcome the difficulties of writing special calculation software. It provides an efficient and feasible method for the design of portal crane.

Key words: Portal crane; overall design and calculation; Excel;

目录

1.绪论 1

1.1研究课题的现状及意义 1

1.2课题研究的内容 2

2.MQ2530门座起重机总体设计 3

2.1设计性能参数 3

2.2主要工作机构与金属结构形式 3

2.2.1主要机构形式 4

2.2.2主要机构的金属结构形式 9

3.臂架系统各构件尺寸的确定及优化 12

3.1图解法确定臂架系统尺寸 12

3.2解析法对臂架系统校验及优化 15

4.平衡系统的设计及优化 19

4.1图解法确定平衡系统各构件的尺寸及活对重 19

4.2臂架系统综合不平衡力矩的校验 20

5.载荷计算 25

5.1起升载荷 27

5.2自重载荷 28

5.3风载荷 28

6.轮压、抗倾覆稳定性计算 31

6.1载荷计算及载荷组合 31

6.2轮压计算 32

6.2.1各支腿支承反力计算公式 32

6.2.2各工况下的轮压计算 33

6.3抗倾覆稳定性校验计算 36

6.3.1无风静载工况 36

6.3.2有风动载工况 37

6.3.3突然卸载工况 38

6.3.4暴风非工作状态下 39

7.环境影响及经济性分析 40

7.1环境影响分析 40

7.2经济性分析 40

8.设计总结与展望 40

参考文献 42

致谢 43

1.绪论

1.1研究课题的现状及意义

近年来，随着港口物流运输行业的发展，港口起重机的需求量不断增大，同时也对在不同条件下设计港口起重机的能力有更高的要求。设计港口起重机，首先要进行总体方案设计，为了寻求最佳设计方案，必须进行大量的重复计算，虽然目前有些专用性的设计软件，但其适应性较窄，使用者为了达到某些特殊要求难以对软件本身进行修改，况且设计的方案也千变万化，采用修改和编辑相适应的软件也有一定的工作量，这远不能满足实际生产的要求。

当今国内外市面上均尚未流通某种专用的港口起重机设计计算软件，一方面由于设计的基本原理都是一样，各厂家使用用的公式都依照《起重机设计规范》，另一方面在设计计算公式当中，有很多系数设计规范上给出的都是一个范围值而不是定值，不同的厂家在进行设计计算时，所选取的系数都不完全相同，而这些系数的选择完全依靠长期的设计经验和试验数据作为支承，所以要设计一款能适用于大多数的港口起重机的计算软件非常困难，并且成本高昂。

Excel是一个优秀的电子工作表格软件，它不仅能处理各种工作表格，而且它的许多功能给使用者提供了不少的方便，我认为可以应用 Excel 软件在工作表中建立相关数据的计算公式或函数的功能，并应用于计算起重机总体设计工作中。主要的应用方法是，把人工需要计算的数据变量（含常数），都定义在电子表中，并赋予其各自的变量名，将各变量发生的计算数学关系定义在对应的变量中。随着主要输入参数的变化，其变量也随之变化，这不仅快捷方便，而且使重复性的计算工作轻而易举。总体设计的主要特点是大量而重复的工作，采用这种方法计算，既满足实际生产的要求，又克服了编写专用软件的困难^[2]。

总体设计计算中，很多工作都是依据方案的几何布置，按照相关的数学关系——设计规范上提供的计算公式，由设计者反复进行计算而确定的，如果把这些数学关系存放在一定的变量中，利用Excel编辑公式进行，也可把这些公式进行程序化和界面化，随着关系中的参数变化，待求的变量也随之变化。这样既方便又减少了编程的麻烦，是一件很有意义的工作。针对这一问题，本设计以MQ2530港口起重机为设计模型，结合 ExceL 软件的功能，编写总体设计计算需要的Excel表格。

1.2课题研究的内容

本次设计以MQ2530门座式起重机为研究对象，完成起重机的总体设计计算，编写总体设计计算需要的Excel表格，难点在于臂架系统的优化设计、风载、轮压计算过程中所使用参数的确定。使用CAD软件完成门座起重机总体设计模型，并按照实际需求计算门座起重机的载荷数据，编写对应的Excel计算表格。设计的具体内容如下：