摘 要

大型港口门座起重机是港口码头重要的起重设备，作为其主体框架的金属结构，它的作用极其重要，所以对金属结构的安全性要求比较高。同时，对于起重机主要的支撑结构圆筒门架而言，其结构安全性关系重大。本文以门座起重机圆筒根部金属结构为主要研究对象，通过分析圆筒门架的受力情况，结合起重机金属结构主要失效形式，分析了金属结构的失效机理，提出预防及修复措施，结合实际案例，制定较完整的修复方案，通过参考相关资料，从金属结构的设计制造、安装使用、维护保养、更新报废等各阶段，提出预防金属结构失效的措施以及相应的设备管理对策，最后结合环境影响与经济性分析，为港口门座起重机的稳定性、安全性及延长其使用寿命提供了一定的参考依据。

关键词：港口门机；金属结构；圆筒根部；修复；设备管理

Abstract

Large port portal crane is an important lifting equipment of the port terminal, as its skeleton of the metal structure, its importance is self-evident, so the metal structure of the security requirements are relatively high. At the same time, for the main support structure of the crane gantry, its structural safety is significant. In this paper, the metal structure of the cylindrical crane of the portal crane is taken as the main research object. By analyzing the force of the cylinder gantry and the main failure mode of the metal structure of the crane, the failure mechanism of the metal structure is analyzed, the preventive and repair measures are put forward, The paper puts forward the measures to reduce the failure rate and the corresponding equipment management measures, and finally combine the environmental impact of the environmental protection system, and put forward the countermeasures to reduce the failure rate and the corresponding equipment management measures by referring to the relevant information, from the design, manufacture, installation, maintenance, And the economic analysis, put forward the scientific structure and practicality of the failure of metal structure failure, which provides a reference for the stability, safety and service life of port crane.

Key Words: Port door machine；metal structure；cylinder root；repair；equipment management

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课题研究目的及意义 3

1.4课题研究基本内容 3

第2章 港口门座起重机圆筒门架分析 4

2.1港口门座起重机圆筒门架介绍 4

2.1.1港口门座起重机圆筒在门座起重机中的位置 4

2.1.2港口门座起重机圆筒部分结构介绍 5

2.2港口门座起重机圆筒形门座受力分析 6

2.2.1港口门座起重机圆筒形门座受力形式 6

2.2.2港口门座起重机圆筒门架结构受力计算 6

2.3本章小结 12

第3章 港口门座起重机金属结构失效分析 13

3.1港口门座起重机金属结构主要失效形式 13

3.1.1 结构失效模式简介 13

3.1.2门座起重机金属结构失效形式 13

3.2港口门座起重机金属结构失效机理分析与预防修复措施 13

3.2.1港口门座式起重机金属结构四种主要失效模式失效机理分析 13

3.2.2港口起重机金属结构失效预防与修复措施 15

3.3本章小结 16

第4章 门座起重机圆筒根部金属结构失效修复设计 17

4.1圆筒门架根部金属结构失效实际案例 17

4.2圆筒根部金属结构失效修复方案 18

4.2.1修复方案 18

4.2.2修复工艺 19

4.3本章小结 20

第5章 港口门座起重机圆筒部位金属结构设备管理对策 21

5.1从技术方面预防与控制起重机圆筒金属结构故障 21

5.2从管理方面预防与控制金属结构故障 22

第6章 环境影响及经济性分析 25

6.1环境影响分析 25

6.2经济性分析 25

第7章 总结与展望 26

7.1全文总结 26

7.2展望 26

参考文献 27

致谢 28

第1章 绪论

1.1课题研究背景

门座式起重机具有独特的门架式结构，这种结构的特点是允许车辆从门架通过，它是一种可回转的臂架型轨道起重机，在起重机行业属于极其重要且又具有代表性的类型。由于门座式起重机具有通用性强，机动灵活，建设成本低、作业效率高等特点，在船厂船舶的建设安装，大型水电站建设以及码头和口岸货物的机械装卸中得到了普遍应用，可以大幅度减轻员工的体力劳动,提高目前公认的营运状况和操作条件,提高了劳动生产率,提高了生产过程机械化，已经成为行业内极其重要的机械设备^[1]。门座起重机是目前港口典型机型，其中刚性四连杆臂架式机型又被广泛应用，其优点在于起升高度一定的情况下，由于臂架下面的悬空高度较大,起重机总体高度可以降低，这样起重机可以更稳定地吊运货品，从而整机运转的功耗得到下降，间接的升高门座起重机的使用年限,但四连杆起重机构造较复杂、重量也相应的更大。按照结构，门座起重机可分为人字架、臂架系统、司机室、旋转平台、门架等部分;按照机构，可分为起升机构、运行机构、变幅机构、回转机构四部分。其中门架结构支撑作用极其重要，所有外部载荷和来自上部机构部分的全部自重都施加在门架上，是门座起重机最典型的结构之一。由于门架结构重要的作用，门架结构可以提升整个门座起重机的稳定性，也能进一步优化整机重量 ^[2]。

随着世界经济和全球化的高速发展，各国间的国际贸易随之发展迅猛，其中水路运输经受着90％以上的国际贸易量^[3]。为了最求经济效益最大化，用来承担运输贸易的船舶设计建造趋向专业化和大型化。与之配对适应的港口码头装卸搬运技术与装备将向着高效化，自动化，智能化, 信息化与宜人化的目标发展^[4]，港口码头起重机也向着高效化，大型化，专业化发展。大型集装箱吊桥中金属结构的重量一般占整个机器重量的60%-70%。在港口大型机械比如各种装卸桥中，金属结构重量在整机重量中所占比率甚至高达80％~90％^[5]。金属结构在门座式起重机结构中也占有很大的比重，约占总分量的70%，是整机中非常重要的部分。起重机金属结构的作用除了作为骨架承受自重，还要承受来自外部载荷作用，并形成稳定的运动空间和工作体系，帮助起重机完成这项工作任务，因此金属结构在整机中不仅重量上占比很大，其功能性也不可忽视，直接影响了起重机的可靠性和安全性。在制造方面，为了方便，起重机金属结构应用焊接工艺较多；使用方面，港口起重机一般工作环境很差，并且受到较大的交变载荷作用，因此，由于这些制造和使用上的缺陷，起重机金属结构相对容易失效。根据行业的统计数据显示,在已发生的港口事故中，调查事故原因时发现大部分是起重机金属结构失效。

1.2国内外研究现状

门座起重机金属结构占整机很大比重，与其他结构共同作用，行使起重机的各项功能。作为整台起重机的骨架，用来支撑各机构，传递和承受载荷，这个功能在圆筒门架上展现的更为具体。目前，国内外对门机金属结构失效，安全性评估，故障分析诊断等领域