1. 目的及意义

1.1设计目的及意义：

随着我国近年来经济不断发展，国际贸易迅速发展并不断的促进了我国港口运输的急剧增长，同时也推动了港口机械设备的发展。门座起重机作为码头专用的机械设备进行装卸、搬运和堆码作业，它具有高效的作业能力、低成本建设费用 ，机动灵活，通用性强等优点。这些优点使得门座起重机在港口码头得到广泛的应用。近年来，现代工业快速发展和国际贸易竞争激烈，门座起重的设计制造，从一个侧面反映了一个国家的工业现代化水平。毕业设计进行门座起重机的设计，不但有利于我们对大学所学知识的掌握与运用，同时通过查找和学习国内外相关的先进设计制造技术，可大大提高我们对国内外起重机发展现状的了解程度，对我们未来的学习和工作都有着积极而又深远的意义。

在四连杆门座起重机的金属结构中,象鼻梁作为位于整个结构的最前和最上的部件,其设计的好坏对整台机器的自重和工作的安全可靠起到非常重要的作用。如果其结构过重,则门机的配重也要增加许多,造成整机自重增加,进而影响到运行机构的轮压。因此需要在保证象鼻梁强度、刚度和稳定性的前提下,尽量优化结构,使其自重尽可能地轻。 传统的结构设计主要采用力学手段,只能够对结构进行总体上的计算分析,从而确定结构截面的尺寸和相应的型钢规格或板厚。但针对结构的细节部分,如型钢或组合分结构之间的连接处的强度或变形则不能精确计算,这就会造成某些结构在整体上强度都足够,但在某些细节部分会出现开裂的现象,造成安全隐患。计算机技术的发展,尤其是有限元技术的应用, 在很大程度上解决了这一问题。设计时建立与结构实际情况非常近似的有限元模型,通过计算获得整个结构的应力分布或变形,就可以据此针对性地对结构进行改进设计。

国内外研究现状：

黄陈娣从国内外起重机的现状和发展趋势中 ，探求门座式起重机的发展情况。重点阐述了我国门座起重机的存在的突出问题 ，以及门座式起重机的发展趋势，认为门座式起重机的在大型化、高速化和专用化的基础上实现自动化、智能化和数字化是发展的必然趋势。

陈昆，胡吉全 ，钱开元，高清港通过对门座起重机象鼻梁结构设计的研究中发现，在象鼻梁的设计中,主梁由于 用了箱形截面,承载能力相对较强,相应的副桁架的受力则较大。由于要控制象鼻梁的自重,所以副架的板厚需要严格控制,必须充分利用每一块板的承载能力。 在设计中,应尽量使副桁架的前后拉杆及立柱能顺利传递拉力或压力,即辅助杆的方向应适当,同时其刚度也不应过强,否则会造成主受力杆变形不够流畅,这样也会造成局部应力过大。 类似地,在其他钢结构设计中,除了主截面的选取非常重要外,某些辅助杆件的方向和自身刚度选取也需要重视。
胡静波，倪大进利用有限元分析软件ANSYS对门座起重机关键构件象鼻梁进行建模并分析，进行了两种典型工况下象鼻梁的应力和位移计算，对该类构件的设计提供了理论依据。
苏运波，俞海辉通过对某港口门座起重机象鼻梁结构发生严重变形的研究，，利用 ANSYS 对象鼻梁有限元模型进行了结构强度分析，并进行了屈曲分析，找出了变形的原因，并提出了以下改进措施：( 1) 从设计角度出发，将象鼻梁梯子两侧的扁钢直接焊接到上翼板上，采用间断焊，并严格控制其宽厚比，这样的操作将大大提高结构的局部 稳定性。 ( 2) 从实际使用的角度看，有必要进一步完善安全操作规程，严禁超载作业。
郭莉芳介绍了拆、装方案的确定，阐述了实施拆、装前的各项准备和采取的安全措施。详细说明了对开裂象鼻梁进行焊缝修复的全过程，可供设备大型部件拆装维修参考。
陈昌俊， 陆赛丰在对象鼻梁制作工艺的改进研究中，通过滑轮侧板等小组加工、孔留余量、结构保证开档尺寸、焊后镗孔等工艺方法改进后，加工周期缩短、工作量大大减少，机加工成本仅为原制作方法的30%。
方肃通过门座起重机臂架四连杆结构的设计，提供了一定的设计思路和参考价值。
林健民, 夏鹏, 李勇智对四连杆门座起重机臂架系统的水平性进行设计讨论, 对以往所运用的优化设计方法进行实例分析, 并得出结论.：在四连杆门座起重机变幅系统的优化设计中, 为减少变量采用分布优化. 在臂架系统的优化设计中,采用遗传算法,基本能满足 6 变量的计算速度要求,得出的结果结合自重平衡系统的优化即可用于 工程实际。
苏文力针对门座式起重机门架结构的特点 ， 采用有限元分析软件ANSYS，建立门 座起重机门架有限元模型 ， 并对其结构进行有限元分析在有限元结构分析的基础上， 对其进行优化设计 ，得到了较满意的计算结果门架的分析和优化结果为门座式起重机门架结构的设计和应用提供了有益的参考 。
李勇智，魏东在研究门座起重机驱动轮压及其许用值的概率分布特性和干涉模型的基础上 ,导出不打滑事件概率的解析解 ,提出门座起重机运行打滑的可靠性验算方法和验算准则 .所阐述的运行打滑可靠性验算方法 ,是对较为严格且难以满足要求的按最小驱动轮压进行打滑验算方法的修正 ,更符合门座起重机的实际工作情况 。
马思群,马瑞,孙彦彬,兆文忠对于门座起重机臂架系统可靠性进行分析。基于I -DEAS软件,对门座起重机臂架系统的构件进行有限元计算,并在此基础上对该型号起重机进行故障影响分析. 由数值仿真结果表明: 门座起重机臂架系统某些观测的计算应力值已超过结构强度许用应力,但是小于金属结构材料强度极限. 由可靠性分析得出起重机臂 架主要故障模式的 RPN值, 对企业用户在今后的使用和维修提供了重要的参考依据参考。
陈敢泽介绍低架型、发展型、门架自升型、八杆型等几种具有代表性的国产新型门座起重机的特点与适用范围，为后续设计提供了一定的理论依据。
Daria Filipiak , Waldemar Kamiński利用电子测速仪测量起重机轨道轴线，并提出了一些发展测量结果的新建议。作者采用惨呼华方法，并对参数进行了约束，对测量记过进行了实际测试，结果论证了理论假设。尽管只对模拟数据进行了分析，但已经可以说，所提出的确定起重机轨道轴线校正校正的方法可用于从实际测量中得出观测结果。
Christoph Holst;，Martin Burghof，and Heiner Kuhlmann对门座起重机的受载主梁的变形进行分析 ，表明这一变形取决于装载集装箱的重量以及移动集装箱的轨道的位置。在模型中，他们通过收集特定的起重机轨道上的传感器数据来估算偏差模型的参数，测量和处理结果表明偏差在可以接受的范围之内 。
Lobe.，Ettl ，Steinboeck， Kugi提出了一种基于柔性的三位门座起重机控制方案。如果假定有效载荷为点质量，则有效载荷位置可作为流量输出。对所考虑的实验室门式起重机进行了更详细的验证。与文献中的类似工作相比，轨迹误差控制器具有特殊的级联结构，具有次级速度控制器和外部线性二次调节器（LQR）。这种结构的动机是简化了LQR设计的模型，使控制器参数的调整更加直观。实验室起重机的测量结果证明了所提出的控制方案的良好性能。

2. 研究的基本内容与方案

1. 研究（设计）的基本内容，目标，拟采用的技术方案及措施

1.1. 设计基本内容