MQ4040四连杆门座式起重机转台结构CAD/CAE文献综述
2020-04-26 11:50:52
1.1:目的及意义
本次毕业设计通过对MQ4040四连杆式起重机的总体、机构和结构进行设计、计算并建立其三维模型,进行动态仿真模拟,可以培养学生综合运用本科阶段所学的工程制图、力学、材料学、机械设计学等专业课程知识的能力及熟练使用设计、仿真软件的能力,为将来走上工作岗位熟练运用本科学习的知识打下夯实基础。本课题选取港口常用的一种四连杆式门座起重机为设计目标,将该机型的各部件分解成多个子课题,由多位同学共同计算设计整个门座起重机,可以培养和提高学生的团队合作精神。通过本次毕业论文的完成,学生可以发现自己的长处和短处,从而在今后的工作中有针对性地克服缺点,也便于学校和毕业生录用单位全面地了解和考察每个学生的学习能力和工作态度。
1.2:国内外研究现状分析
门座起重机是一种常见的港口装卸机械。第一次在港口上运用门座式起重机是在1890年。欧洲国家将幅度不可变的固定式可旋转臂架型起重机,横跨在窄行码头上。这是门座起重机的第一次运用。在第二次世界大战之后港用起重机得到迅速发展,它可以代替人类完成一些大型作业,节省大量劳动力,它主要用于各类仓库、货运港口、建筑工地等大型露天场所。由于我国国民经济固定资产投资加速的影响,和国内的需求量的快速增长,使得能源和原材料消耗加大。港口起重机械的需求也加大了。市场需求的增加,也刺激了,国内起重机行业的研发和创新,同时,国家对机械设备的投入也日益增加,我国已经可以自主生产各种类型的起重机,也有部分产品跻身世界一流行列。特别是大型起重机的研发创造,处于世界的领先水平。
在技术层面上,门座起重机的发展与进步主要体现在:货物的起升重量普遍提高;转台结构形式发生改变,使整个回转机构安装过程无需焊接,不存在由于焊接时热胀冷缩引起的变形和残留应力[1];制造时可以采用ANSYS对四连杆臂架系统进行全幅度应力分析,更加快捷、方便,大大提高了分析效率[2];同时,门座起重机回转机构采用闭环矢量控制改造,提高了设备运行平顺性,大幅降低了驱动器故障率[3,4];而且,电气驱动与控制系统中已经普遍采用PLC和变频器调速,使得调速系统更加可靠,设备运行更加平稳[5];王新华等人在检测故障时,使用声发射检测,可以检测一些形状和结构都较为复杂的回转支承[6];秦玉华采用能量回馈,把起重机回转过程中电机产生的电量回馈到电网上,节省了能源,减少了损害[7];王义凡、周宝等人发明了转台组合结构,该组合结构在形式上,机房底座与转台之间、起升机构底座与转台之间、立柱底座与转台之间、回转机构支撑座与转台之间均为一体焊接成型,施工方便,结构制作质量能够得以很好地控制,增加了结构强度,减少了焊接变形,且减少了油漆破坏,缩短了生产周期[8];单保峰在回转机构上采用双回转电机故障检测电路,该电路实时在线检测双回转电机的运行状态,监测单侧电机故障,进行提示报警或执行停机操作,避免因单侧故障造成事故扩大,保证设备运行安全[9];湛立明,陈俊伟.对塔式起重机回转机构进行改进,改进过去的老式结构,采用新型结构,消除了经常出现的一系列故障和问题[10];李虎、周琦等人通过对回转机构的一系列研究,对老式的回转机构进行了许多改进,并且创造了一些新型的回转机构,提高了工作效率,避免了经常出现的一些故障和问题[11,12,13,14];刘彦飞、方肃通过对门座起重机臂架四连杆的受力分析研究计算,提供了臂架四连杆的结构设计方法[15,16];吕成军、吕成宾研究提供了一种固定式门座起重机的设计方法,对门座起重机的制造提供了很大的便利[17];而根据国外起重机技术的发展,以及国际航运技术的新特点,今后一个时期港口起重机械主要发展趋势是:(1)发展大型专用的装卸机械,以适应船舶大型化,、货物装卸散装化、集装化发展趋势;(2)减轻机器的自重,实现起重机械的轻装化,包括采用新结构、新材料、新工艺等;(3)将机械技术与电子技术结合,单机设计与机械化作业系统相结合;(4)人机工程学的应用;(5)新的装卸搬运技术的研究;(6)标准化、系列化、规范化[18,19,20]。
2. 研究的基本内容与方案
{title}2.基本内容和技术方案
2.1基本内容:
四连杆门座起重机主要起升机构、回转机构、运行机构和变幅机构等金属结构组成,其中转台结构具一般为整体式的焊接结构,按使用功能可分为四个部分:主体结构、底板座圈、连接支架部、尾箱。本课题主要针对MQ4040四连杆式门座起重机转台结构进行设计工作:
1) 在实习调研、文献资料检索、阅读的基础上完成开题报告;
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