1．目的及意义
随着国家电力、石化、钢铁、交通等基础设施建设的持续推 进，设备的大型化模块化发展趋势已经成为不可逆转的事实。而 伴随着工艺技术、工程技术和设备制造技术的不断进步，大吨位起重机不断涌现。而门式起重机(简称门机)具有起重量大、操作 简单、起重灵活、可实现双向移动等特点,被广泛应用于露天料场、仓库码头、车站、建筑工地等场所。随关中船长兴、中船龙穴、青岛海西湾、舟山金海湾、靖江新时代、太平洋集团扬州大洋等大型国营和民营造船基地的建设，大型造船门式起重机也进入了一个大型集中建造的黄金时期，起重机的提升能力从600t.上升到900t,跨度从170米增加到239米，已经建成的和在建的大型造船门式起重机有几十台。门式起重机作为一种重要的物料搬运设备,在造船领域中的重要作用日益显现。随着经济的发展，它不仅在国民经济中占有重要的位置,而且在社会生产和生活的领域也不断扩大。从20世纪后期开始，国际上门式起重机的生产向大型化、多功能化、专用化和自动化的方向发展。门式起重机是桥式起重机的一种变形，又叫龙门吊。主要用于室外的货场、料场货、散货的装卸作业。门式起重机具有场地利用率高、作业范围大、适应面广、通用性强等特点，在港口货场得到广泛使用。它的金属结构像门形框架，承载主梁下安装两条支脚，可以直接在地面的轨道上行走，主梁两端可以具有外伸悬臂梁。其国内外现状如下:

1.1.产品大型化,高速化和专用化
由于工业生产规模不断扩大，生产效率日益提高，以及产品生产过程中物料装卸搬运费用所占比例逐渐增加,促使大型或高速起重机的需求量不断增长，起重量越来越大，工作速度越来越高,并对能耗和可靠性提出更高的要求。起重机已成为自动化生产流程中的重要环节。起重机不但要容易操作,容易维护，而且安全性要好，可靠性要高，要求具有优异的耐久性、无故障性、维修性和使用经济性。

1.2.系列产品被块化、组合化和标准化
用模块化设计代替传统的整机设计方法，将起重机上功能基本相同的构件、部件和零件制成有多种用途，有相同联接要素以及可互换的标准模块,通过不同模块的相互组合，形成不同类型和规格的起重机。对起重机进行改进，只需针对某几个模块。设计新型起重机,只需选用不同模块重新进行组合。目前，德国、英国、法国、美国和日本的著名起重机公司都已采用起重机模块化设计,并取得了显著的效益.德国德马格公司的标准起重机系列改用模块化设计后，比单件设计的设计费用下降12%,生产成本下降45%,经济效益十分可观。所有部件都可实现大规模生产，再根据用户的不同需求和具体物料搬运路线在短时间内将各种部件组合搭配即成。

1.3通用产品小型化、轻型化和多样化
有相当批量的起重机是在通用的场合使用，工作并不很繁重。这类起重机批量大、用途广，考虑综合效益,要求起重机尽量降低外形高度,简化结构,减小自重和轮压，也可命名整个建筑物高度下降,建筑结构轻型化,降低造价。德国德马格公司经过几十年的开发和创新，已形成了一个轻型组合式的标准起重机系列。起重量1-80吨,工作级别A1-A7,整个系列由工字形和箱型单梁、悬挂箱形单梁、角形小车箱形单梁和箱形双梁等多个品种组成。主梁与端梁相接以及起重小车的布置有多种型式，可适合不同建筑物及不同起吊高度的要求根据用户需要每种规格起重机都有三种单速及三种双速供任意选择，还可以选用变频调速。操纵方式有地面手电门自行移动、手电门随小车移动、手电门固定、无线遥控、司机室固定、司机室随小车移动、司机室自行移动等七种选择。大车及小车的供电有电缆小车导电、DVS系统两种方式。如此多的选择项，通过不同的组合，可搭配成百上千种起重机充分满足用户不同的需求。这种起重机的另一最大优点是轻型化,自重轻、轮压轻、外形尺寸高度小，.可大大降低厂房建筑物的建造成本,同时也可减小起重机的运行功率和运行成本。与通用产品相比较,起重量10t,跨度22. 5m,通用双梁桥式起重机自重24t,起重机轨面以上高度1876mm,起重机宽度5980mm;德马格起重机的自重只有8.7t,重量轻了176%,起重机轨面以上高度920mn,降低了104%,起重机宽度2980mm,外形尺寸减少了100%。

1.4.产品性能自动化、智能化和数字化
起重机的更新和发展,在很大程度上取决于电气传动与控制的改进。将机械技术和电子技术相结合,将先进的计算机技术、微电子技术、电力电子技术、光缆技术、液压技术、模糊控制技术应用到机械的驱动和控制系统，实现起重机的自动化和智能化。大型高效起重机新- -代电气控制装置已发展为全电子数字化控制系统。主要由全数字化控制驱动装置、可编程序控制器、故障诊断及数据管理系统、数字化操纵给定检测等设备组成。变压变频调速、射频数据通讯、故障自诊监控、吊具防摇的模糊控制、激光查找起吊物重心、近场感应防碰撞技术、现场总线、载波通讯及控制、无接触供电及三维条形码技术等将广泛得到应用。使起重机具有更高的柔性,以适合多批次少批量的柔性生产模式，提高单机综合自动化水平。重点开发以微处理机为核心的高性能电气传动装置,使起重机具有优良的调速和静动特性,可进行操作的自动控制、自动显示与记录，起重机运行的自动保护与自动检测,特殊场合的远距离遥控等,以适应自动化生产的需要。

1.5.产品组合成化、集成化和柔性化
在起重机单机自动化的基础上,通过计算机把各种起重运输机械组成-一个物料搬运集成系统,通过中央控制室的控制,与生产设备有机结合,与生产系统协调配合。这类起重机自动化程度高,具有信息处理功能,可将传感器检测出来的各种信息实施存储、运算、逻辑判断、变换等处理加工,进而向执行机构发出控制指令。这类起重机还具有较好的信息输入输出接口,实现信息全部、准确、可靠地在整个物料搬运集成系统中的传输。起重机通过系统集成,能形成不同机种的最佳匹配和组合，取长补短，发挥最佳效用。目前重点发展的有工厂生产搬运自动化系统,柔性加工制造系统,商业货物配送集散系统集装箱装卸搬运系统，交通运输和邮电部门行包货物的自动分拣与搬运系统等。

基于以上起重机的发展特点和国内外集装箱码头的现状，世界上绝大多数大型的集装箱港口都采用跨运车、轮胎式龙门起重机和轨道式龙门起重机系统相比于跨运车,龙门起重机因其较高的堆场利用率而受到大型集装箱码头的欢迎，特别是亚洲集装箱码头,据Cargo System 统计,在2004- -2009年交货定单中,中国堆场龙门起重机订单占世界总订单的34%,而通用型中大型门式.起重机的需求量日益剧增。因此对中大型门式起重机优化设计、轻量化设计研究已经成为该领域的热点问题。

基于以上起重机的发展特点和国内外集装箱码头的现状，世界上绝大多数大型的集装箱港口都采用跨运车、轮胎式龙门起重机和轨道式龙门起重机系统相比于跨运车,龙门起重机因其较高的堆场利用率而受到大型集装箱码头的欢迎，特别是亚洲集装箱码头,据Cargo System 统计,在2004- -2009年交货定单中,中国堆场龙门起重机订单占世界总订单的34%,而通用型中大型门式.起重机的需求量日益剧增。因此对中大型门式起重机优化设计、轻量化设计研究已经成为该领域的热点问题。本项目针对门式起重机以上现状以及存在的问题，基于模块化设计，完成ME门式起重机系统总体设计，对ME型起重机进行功能结构分解，并进行合理的模块划分和重组。研究基于Solidworks变量表的参数化设计技术，实现ME型门式起重机零部件的三维模型参数化驱动,基于有限元分析软件，实现关键结构件静力学分析，为设计的合理性提供了初步判断依据。从以上方面对ME型门式起重机进行优化设计。{title}

2. 研究的基本内容与方案

{title} 2.1.查阅国内外关于起重机参数化建模及工艺成图相关论文文献，了解国内外研究现状；利用ProQuest博硕士学位论文全文数据库（全文）等数据库，以及中国期刊网等图书馆资源等途径完成相关中英文资料的收集；对于国内论文，主要参考高质量的期刊，以浏览质量较低的期刊为辅；

2.2.了解ME型双主梁门式起重机基构造，基于模块化设计，完成ME门式起重机系统总体设计；基于模块化设计，完成ME门式起重机系统总体设计，对ME型起重机进行功能结构分解，并进行合理的模块划分和重组

2.3．基于solidworks参数化设计，完成ME系列门式起重机三维模型驱动模块，以及二维工程图成图模块；研究基于Solidworks变量表的参数化设计技术，实现ME型门式起重机零部件的三维模型参数化驱动，采用自顶向下和自底向上相结合的方法实现整机的三维模型快速装配和渲染生成。

2.4研究二维工程图的自动生成和调整技术，针对Solidworks生成的二维工程图的不足，分别进行视图布局调整、尺寸及注释及BOM表的自动生成调整满足生产现场需求。

2.5. 基于有限元分析软件，实现关键结构件静力学分析,完成关键零部件结构自动核算模块,为设计的合理性提供了初步判断依据。3. 参考文献
[1]刘良煜,刘勇.桥式起重机主梁参数化建模系统设计[J].现代制造技术与装备,2017(09):82-85.

[2]刘金,黄国健,王新华,陈敏,彭启凤.门座起重机参数化建模与仿真分析[J].自动化技术与应用,2017,36(01):83-87.