1.1国内外研究现状分析

门座起重机是一种工作环境为露天的臂架型起重机，主要由工作机构、金属结构、动力装置和控制系统等三个基本部分组成，其工作机构主要起升机构、运行机构、变幅机构及回转机构^[1]。随着经济与科学技术的发展，各行各业对起重机的需求和要求越来越高，为了实现门座式起重机的优化设计和提高其工作效率，国内外许多专业人士不断探索，致力于起重机的研究之中。近年来，国内外在门座起重机的设计和制造上，取得了很大的成就。

福建省特种设备检验研究院莆田分院的张健^[2]以一台门座起重机的主要受力部件受力分析为例，分析计算了臂架结构、筒体和底座行走机构这三个主要受力部件在各种极限工况下最危险状况，为有限元分析计算及“门座起重机风险评估”的研究奠定了基础；苏文力^[3]、罗彦华^[4]在有限元的基础上用ANSYS建立 MQ1625门座式起重机门架有限元模型，对其门架结构进行优化设计；上海交通大学的刘剑波^[5]采用卷筒补偿变幅系统的单臂架门座起重机，利用Matlab软件对其臂架变幅系统进行优化设计；于新国等人^[6]分析了起升钢丝绳卷筒、钢丝绳滑轮、钢丝绳选型以及使用条件等因素对钢丝绳寿命的影响和解决方案；吴邵强等人^[7]利用ANSYS软件建立了回转支承的简化模型，完成了在既定工况下的疲劳分析计算，进而得到了回转支承的预测寿命，提出了一种与港机中传统回转支承寿命预测方法不同的数值计算方法;李瑞等人^[8]利用ADAMS建立门座起重机组合臂架系统模型，对其进行动力学分析，为臂架系统设计提供了一种实用的动力学分析手段；Chengzhong He等人 ^[9]对卸载过程中自漏斗门座起重机进行了动力学分析。现在越来越多的人关注港口的节能减排，为实现绿色港口，Haiwei Liu等人^[10]通过建模模拟起重机的起升和变幅机构，并分析其工作过程中的功率变化和能量消耗;确保门座起重机的安全,对于保障人民群众的生命、财产安全具有重要意义，为了确保门座起重机的安全 , 尤其是确保老旧门座起重机的安全 , 需对其进行安全评估，刘金等人^[11]建立门座起重机模型，对有限元模型和边界条件的参数化方法进行研究 , 并开发出一套仿真分析系统 , 最后以某台待进行安全评估的老旧门座起重机为例 , 验证参数化建模与仿真分析的有效性，结果证明采用参数化仿真对于提高安全评估市，场竞争力具有积极的意义；为了降低门座起重机变幅机构工作时的驱动力，提高操纵性能，SUN Yuantao等人^[12]组合臂架系统进行了动态分析了研究;臂架是门座式起重机的一个非常重要的结构，为了探索臂架的优化设计，武汉理工大学的计三友等人^[13]利用有限元建立臂架模型，并对其进行强度分析和模态分析，为臂架结构的优化提供了依据；李俊林^[14]对优化设计的不确定性进行了分析，并分析了各种补偿的优化设计。陈敏等人^[15]利用有限元分析和应力测试相结合的方法，通过建模分析与实测数据对比，全面、详细地掌握长期服役的起重机金属结构的应力分布情况，辅助起重机安全评估工作，并验证了有限元计算能够较真实地反映起重机金属机构实际的受力情况。

运行机构是使起重机或起重小车作水平运动的机构，是运行式起重机中必须有的机构^[1]。相关人员在这方面做了大量的研究工作并取得了丰硕的成果。李二闷等人^[16]对GB /T3811- 2008《起重机设计规范》给出的稳态计算功率法、稳态负载系数法、等效平均功率法三种方法进行了分析，指出对同一运行机构，按设计规范提供的三种方法计算，兼顾了过载、发热及降低能耗等各方面的因素；林明烈等人^[17]通过举实例说明新安装起重机的轮压不能满足原有轨道基础的要求时, 可以采用均衡台车降低轮压，或者当起重机行程较长时, 可以采用均衡台车减少轨道基础的造价；胡静波等人^[18]利用ADAMS对门座起重机运行机构进行建模，计算和分析各典型工况下起重机的制动性能，得出调小制动力矩后将会大幅增加运行机构制动时间和制动距离，造成事故隐患的结论; 打滑验算是起重机设计计算的非常重要的一环，殷宏^[19]在总结国内有关该方面计算的基础上清晰地研究了车轮在起动时的受力情况 ,确定了较为合理的公式供人们讨论;刘克成等人^[20]对门座起重机运行机构的标准化、系列化问题进行了探讨，并对门座起重机运行机构标准化的可行性以及门座起重机运行机构标准化的效果及发展方向等方面做出了分析, 同时还指出:门座起重机运行机构的标准化、系列化,对今后开发新产品、满足用户的不同需求以及提高经济效益具有广阔的发展前景。总之，近年来，起重机技术在国内外取得了重大的发展，并且有着很好的发展趋势。

1.2目的及意义

本次毕业设计通过对起重机整体的设计以及对机构的设计对学生在大学期间所学习的知识做一次全面考察，同时也能使同学们对学过的知识进行系统的回顾和应用，培养同学们综合运用所学知识独立地分析问题和解决问题的能力，为即将工作或继续深造打好基础。本次毕业设计将起重机的多个机构分给不同的同学来做，一方面能提高同学们团队协作的能力，另一方面能使同学们认识到自己的一些不足之处并及时改正。

通过此次毕业设计，能够加深同学门对本专业的认识，对于我们所学的港口方向，起重机是非常重要的一种起重运输机械，加深对起重机的发展现状和发展前景的了解，有利于我们今后的发展。

2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容

门座起重机的工作机构有起升机构、变幅机构、回转机构、运行机构，本课题主要是完成MQ4040单臂架门座起重机的总体设计和运行机构的设计，其具体内容由以下几点：

1) 在实习调研、文献资料检索、阅读的基础上完成开题报告；