摘 要

本文主要内容为设计港口四连杆MQ2533门座式起重机，详细叙述了门座起重机的总体设计过程：包括门座起重机的总体设计参数的确定、起重机主要工作机构和结构形式选择、货物水平位移补偿系统和臂架自重系统设计以及计算、起重机的整机抗倾覆稳定性验算以及轮压的计算等。再重点设计了该门机的起升机构，对其四个部件进行详细的计算、选型和校验，最后使用三维建模软件SolidWorks进行整机简化建模。

本文的特色：使用了三维建模软件SolidWorks模拟了门座起重机的起升机构部件的3D模型，并且对其进行了校验。

关键词：门座起重机；总体设计；起升机构；三维建模

Abstract

The main content of this thesis is the design of port four link MQ2533 portal crane. Described the design steps of portal crane in detail, including determining the form of machine and structural hardware, the design of the compensation system of the horizontal displacement of goods and the balance maintaining system of the job, the checking of the stability of the whole crane and the calculation of the support reaction .Then using 3D modeling software Solidworks build the hoisting mechanism.

This thesis features by means of 3D modeling software Solidworks to bulid the hoisting mechanism, and check it.

Key Words：portal crane；over design ；3D modeling；

目录

第1章 绪论 7

1.1 目的和意义 7

1.2 主要内容 8

第2章 MQ2533门座起重机总体计算 9

2.1 性能参数 9

2.2 主要的工作机构与金属结构的形式 9

2.2.1 主要工作形式的确定 9

2.2.2 确定金属结构的形式 13

2.3 四连杆式组合臂架的确定 15

2.4 杠杆活对重式臂架自重平衡系统设计 20

2.4.1 杠杆活对重平衡系统工作原理 20

2.5 各计算载荷、载荷组合以及各工作机构的计算工况 24

2.5.1 计算载荷 24

2.5.2 载荷组合 27

2.6整机稳定性校核 27

2.6.1基本原则 27

2.6.2 验算工况、载荷组合与载荷系数 28

2.7轮压计算 32

第3章 MQ2533门座起重机起升机构设计 39

3.1 卷绕系统设计 39

3.1.1 起升机构布置形式 39

3.2设计计算过程 40

3.2.1总体设计参数 40

3.2.2钢丝绳选型计算 40

3.2.3滑轮选型计算 41

3.2.4卷筒几何尺寸计算 42

3.2.5起升电机选型计算 44

3.2.6减速器选型计算 45

3.2.7联轴器选型计算 46

3.2.8制动器计算校验 46

3.3起升机构的三维建模 48

3.3.1 各零部件的绘制 48

3.3.2各部件的装配 50

第4章 全文总结与展望 52

4.1 全文大致总结 52

4.2 经济性分析 52

参考文献 53

致谢 54

第1章 绪论

本段介绍了本文设计的门座起重机的背景、目的、意义和主要内容。

1.1 目的和意义

由于中国与世界的经济联系越来越密切，国内河运与国际海运的要求不断的提高。港口起重机便开始朝着自动化，专业化和高效化发展^[1]。而我国地域辽阔，河流纷繁复杂，很多中小型港口依旧在使用着固定式臂架类起重机，其中门座式起重机有着结构简易，工作噪声较轻，便于检修的特点而被广泛运用于各中型小港口。该种起重机可以装配不同的起升装置来满足不同情况下的装卸要求。

一般来说，每个港口起重机都具有起升、回转、运行和变幅机构或其中的几种。而在它的每个工作循环中，所相关的机构都会做一次正反向的运动，并且有着较为频繁的起、制动过程^[2]。按照其构造特征，可将起重机械分成为臂架型起重机，桥架型起重机与缆锁型起重机。而在港口的实际生产使用中多数使用臂架型起重机和桥架型起重机。一般地，桥架型起重机在中大型港口使用较多，究其原因，无非是其工作范围大，效率高，装卸速度快与起重量大。然而由于其建造的成本较高，本身自重较大，所在码头投资较高所以并不适合在中小型码头，相反臂架门座式起重机由于其结构轻便，成本较低的被中小型港口所青睐。但由于其结构受力较为繁杂，工作范围较之桥架型偏小，性能与工作效率是偏低的。所以很有必要对传统的门机进行创新设计，优化其结构设计并且提高其工作装卸效率，一边其更好的为中小型港口服务。

本次研究设计的MQ2533四连杆门座起重机较适用于中小型码头，其结构受力较为科学，装卸效率较高。目的是解决了以往中小型码头所使用的门座起重机受力复杂，效率低下的问题，并且让门座起重机的工作范围变广，自重变小和污染变小。

本文研究的MQ2533四连杆门座起重机采用的四连杆式臂架，较之平行四连杆臂，其稳定性更好，且重心以及其他点可以精确的求得。

本文在文献资料检索、实习调研以及阅读的基础上对MQ2533四连杆门座起重机进行总体设计计算、起升机构设计计算及三维仿真建模。完成找点工作并计算吊重水平位移补偿结果，根据水平位移补偿结果来调整各补偿滑轮的位置进行优化。在这之后，设计货物水平位移补偿系统和臂架自重平衡系统。再完成整机风载荷的计算、整机重量重心计算、整机抗倾覆稳定性校验以及轮压计算。最后确定起升机构型式，完成起升机构布置、驱动功率计算；完成起升机构驱动电动机、减速器、联轴器、制动器等的选型计算；完成起升机构的施工设计及三维仿真建模^[3]。

1.2 主要内容

在这次设计的过程中，将首先根据给出的门座起重机的基本参数，并参考起重机设计手册来进行总体设计计算，并且对货物的水平位移进行校验。之后确定该门机的对重方式并且对其抗倾覆性进行校核。在以上完成之后，单独对起升机构进行设计并且完成其三维建模。

第2章 MQ2533门座起重机总体计算

2.1 性能参数

一般来说，需要根据门机的性能参数来设计才能设计出满足要求的门座起重机。本次设计的港口装卸四连杆MQ2533门座式起重机的主要性能参数见表2.1。

表2.1 门座起重机的主要性能参数

2.2 主要的工作机构与金属结构的形式

四连杆门座起重机是常见的港口门座式起重机，主要由钢结构、机构与电气系统三部分组成。钢结构主要指臂架系统、平衡重系统、回转平台、人字架、立柱、均衡梁、机房、司机室等；机构有起升机构、变幅机构、回转机构以及运行机构；电气系统包括供电、电器与电气控制等^[4]。

2.2.1 主要工作形式的确定

⑴起升机构组成及工作原理