摘 要

本次毕业设计主要对象是门座起重机和人字架。门座起重机是港口散卸典型设备，具有高效、多用途等特点，其发展现状表现为：国外技术成熟，国内存在一些技术问题但正处于快速发展的阶段。人字架是门座起重机重要的承载构件，对于人字架的主要分析理论为有限元理论。

文中根据相关理论总结出了人字架三种失效形式，即：工艺性失效、设计性失效和使用性失效。考虑其实际工作情况后，知道了人字架的失效主要表现为根部裂纹。通过对日照港MQ4037人字架失效的分析和修复过程，得出了裂纹——焊接——加固的修复方法。由该案例提出了在门座起重机设备管理方面，关于故障诊断以及设备维修的意见。实践过程中尝试了建模和有限元分析，虽然对结果结论不太满意，但收获了方法，使得整个过程很有实践意义。

关键字：门座起重机；人字架；裂纹；设备管理

Abstract

The main object of this graduation design is the portal crane and A-frame. The portal crane is a typical equipment, port bulk unloading possesses the characteristics of highly effective, the multi-purpose and its current situation of the development of performance is: the mature technology abroad, the domestic some technical problems but is in rapid development stage. An a-frame door crane important bearing, the main analysis theory for the finite element theory for shaft bracket.

In this paper, according to the related theory summarizes a-frame three failure modes, namely: process failure, failure of design and usability. After considering the actual working condition, know the failure of the shaft bracket mainly for root crack. Based on rizhao port MQ4037 a-frame failure analysis and repair process, it is concluded that the crack - welding - reinforced repair methods. By the case presented in door crane equipment management, opinions about fault diagnosis and equipment maintenance. Practice tried modeling and finite element analysis, although the conclusion is not satisfied with the results, but the harvest method, make the whole process is of great practical significance.

Key Words: the portal crane; A-frame; crack; equipment management

目 录

第1章 绪论 1

1.1课题研究背景 1

1.2门座起重机的发展及研究现状 1

1.2.1国内外门座起重机发展概论 1

1.2.2门座起重机金属结构的研究现状 2

1.2.3门座起重机的发展趋势 3

1.2.4门座起重机人字架结构的分析方法简介 4

1.3课题研究主要内容 4

第2章 门座起重机人字架基本结构及失效修复研究 5

2.1门座起重机人字架的基本结构 5

2.2门座起重机人字架的失效形式研究 6

2.2.1门机人字架工艺性失效 6

2.2.2门机人字架设计性失效 7

2.2.3门机人字架使用性失效 8

2.3门座起重机人字架主要失效形式 9

2.4本章小结 10

第3章 日照港MQ4037门机人字架失效案例分析 11

3.1 MQ4037门机人字架失效案例 11

3.2门座起重机人字架载荷分析 12

3.3人字架开裂原因分析与计算 14

3.3.1 MQ4037门座起重机人字架solidworks模型 14

3.3.2 人字架的有限元分析 15

3.3.3门机人字架根部开裂原因总结 18

3.4 本章小结 19

第4章 门机人字架根部开裂的修复方案设计 20

4.1 裂纹修复前预处理措施 20

4.2 裂纹修复方案的设计 20

4.2.1裂纹修复方法的确定 20

4.2.2加筋板后校核 22

4.3 本章小结 22

第5章 设备管理对策分析 24

5.1设备管理概述 24

5.1.1技术设备发展对设备管理的挑战。 24

5.1.2设备管理从单一方式方法到以综合管控为策略的新趋势。 24

5.1.3提升设备运行价值的关键管理措施。 25

5.2从人字架的失效修复到门机设备管理的对策 26

5.2.1门座起重机设备的监测和故障诊断 26

5.2.2门座起重机的维修管理 27

5.3设备管理模式的评估 28

第6章 总结与展望 29

6.1总结 29

6.2展望 29

参考文献 30

致 谢 31

第1章 绪论

1.1课题研究背景

起重机是现代工业在实现生产过程机械自动化，实现物料搬运手段改变，以及提高劳动生产率必不可少的的机械设备。而门座起重机（以下可简称“门机”）是作为物料搬运机械中最主要的一种。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、科技持续发展，机械化，自动化程度不断提高，门座起重机这一个大的课题，需要我们持续的研究，改善我们的技术和工艺从而适应工业发展的需求。

门座起重机是一种典型的旋回转臂架类型有轨运行式起重机。广泛用于港口，码头的货物装卸，造船厂的施工和安装及大型水电站的建设工程中。人字架是门座起重机的重要承载部件，也是结构强度薄弱的环节，其力学性能对整机的正常运转有直接影响。人字架与转柱、转台构成门座起重机和平衡系统的支撑结构，受其承担着变幅齿条、起升钢丝绳以及大拉杆传递的力，对起重机的安全使用影响很大。对门座起重机人字架的失效修复设计的研究能极大地帮助我们设计出结构更合理，受力更平衡的人字架。人字架是门机的主要构件之一，它与臂架，回转机台，绳索系统构成了整个门座机的上部平衡系统，而人字架正是这个上部平衡系统的支点，所有起升钢丝绳及变幅钢丝绳都需要通过人字架顶部滑轮传力，且使整个上部臂架系统达到平衡。所以人字架的设计至关重要，不仅在强度上和刚度上应满足门机在各种工况工作下的要求，而且设计时应考虑尽可能的减轻人字架的整体质量^[1]。

设备管理的研究是企业整个经营管理中的一个重要组成部分。对于造价高昂的门座起重机来说，好的设备管理模式能提升门机使用性能和使用寿命，让我们的门机能经济高效的完成物料的搬运。所以对门机来说，采用新的设备管理模式，切实可行的设备管理方案，将会是港口物流运输中一个可持续研究的方面。因此，关于设备管理的新思维，新模式的研究是港口发展的一个重要课题。