【正文】 機為主要工作方式的運輸機械所占據(jù)的地位也越來越重要，尤其是其中的回轉部分的設計也備受人們的關注。 本文以 MQ4033 門座起重機為例，主要敘述了 MQ4033 門機總體設計的過程，并對其回轉機構進行了三維建模及虛擬裝配， 建立了回轉支承的模型，并對其進行運動仿真 。 10 Abstract ? In recent years, with the continuous progress of our prehensive national strength, various trades and industries have a huge development, in the port transport mechanics, the portal crane as the main transport machinery have a more and more important position, especially the design of the rotating part of the crane also have been paid attention by more and more people, the good or bad of the circumgyrate mechanism is very important to the portal crane, therefore, it is necessary for us to carry out a discussion about the design of the rotating mechanism. This paper takes the MQ4033 portal crane as an example to describe the general process of portal crane’s design, and make a design of the rotating part threedimensional modeling and virtual result reveals that the stability of the whole crane and the wheel pressure can meet the requirements. This article draws on the experience of the scholars in this part, and also inject my own ideas, then can provides some reference to the people. Key Words： portal crane； rotating mechanism； load putation. 11 目錄 摘 要 ...................................................................... 9 ABSTRACT ................................................................... 10 ..................................................................... 11 課題的研究目的和意義 .................................. 錯誤 !未定義書簽。 2． MQ4033 門座起重機總體設計 ............................................... 13 門機設計 參數(shù) ........................................................ 13 確定主要工作機構和金屬結構的形式 ..................................... 13 確定主要 工作機構形式 ............................................. 14 金屬結構選型 ..................................................... 20 載荷的計算 ........................................................... 22 自重載荷 ......................................................... 22 起升載荷 ......................................................... 24 動力載荷 ......................................................... 25 物品偏擺載荷 ..................................................... 27 風載荷 ........................................................... 27 輪壓的計算 ........................................................... 33 整機抗傾覆穩(wěn)定性計算 ................................................. 38 無風靜 載工況 ..................................................... 38 突然卸載或吊具脫落工況 ........................................... 41 非工作狀態(tài)暴風侵襲工況 ........................................... 42 ............................................ 錯誤 !未定義書簽。 工作展望 .............................................. 錯誤 !未定義書簽。設計港口起重機械時，需要根據(jù)具體情況確定起重機的主要性能參數(shù)。 表 主要性能參數(shù)表 項目名稱 性能參數(shù) 起重量 40t(吊具 3t) 工作幅度 最大幅度： 33m 最小幅度： 10m 起升高度 軌上 ： 20m 軌下 ： 機構工作速度 起升機構： 20m/min 變幅機構： 50m/min 回轉機構： 運行機構： 30m/min 機構工作級別 整機： A8 起升機構： M8 變幅機構： M7 回轉機構： M7 運行機構： M4 軌距 /基距 工作狀態(tài)最大風壓 250N/m2 非工作狀態(tài)最大 風壓 1560 N/m2 工作時最大輪壓 250KN 軌道型號 QU100 電源 AC380V/50Hz 確定主要工作機構和金屬結構的形式 MQ4033 門座起重機主要由鋼結構、起升機構、變幅機構、回轉機構、大車運行機構、 14 吊具裝置、電氣設備及其必要的安全和輔助設備組成。鋼結構構造簡單，主要有臂架、人字架、回轉平臺以及門架組成。起升機構一般由驅動裝置、傳動裝置、制動裝置、卷繞系統(tǒng)、取物裝置以及安全輔助裝置等組成。鋼絲繩卷繞系統(tǒng)包括鋼絲繩、卷筒、定滑輪和動滑輪。安全保護裝置有超負荷限制器、起升高度限位器、下降深度限位器、超速保護開關等，根據(jù)實際需要配用。在港口起重機中，起重機的驅動型式有兩種：集中驅動和分別驅動。電動機與卷筒并列布置是吊鉤起重機應用最多的布置型式，電動機通過標準減速器帶動卷筒轉動，其布置形式如圖 。卷筒的正反轉通過改變電動機的轉向實現(xiàn)，機構運動的停止或使貨物懸 吊在空中一定位置依靠制動裝置來實現(xiàn)。門座起重常用的起升鋼絲繩卷繞系統(tǒng)形式如圖 所示，鋼絲繩兩頭固定在卷筒上，由卷筒引出通過人字架或轉柱上的導向滑輪 1 至臂架或象鼻梁尾部的導向滑輪 2，再通過臂架或象鼻梁頭部的定滑輪 3 引至吊鉤裝置的動滑輪組 4。對于單臂架門座起重機，臂架變幅時，為了使物品保持水平移動或近似做水平位移動，必須對起升鋼絲繩進行補償。 15 圖 起升驅動機構示意圖 圖 門座起重機起升繩典型卷繞形式 圖 帶有繩索補償?shù)钠鹕K卷繞系統(tǒng) 2）變幅機構組成及工作原理 在起重機中用來改變幅度的機構稱為變幅機構，對回轉類型的起重機，從取物裝置中心線到回轉中心線的距離稱為起重機的幅度。變幅機構的主要作用是：通過改變幅度來改變取物裝置的工作位置，以實現(xiàn)起重機起重能力的調整，或者裝卸路線的調整；通過改變幅度擴 大起重機的作用范圍，與起升、回轉機構協(xié)調工作，使取物裝置的工作范圍形成一環(huán)形工作空間，以提高起重機的生產率。 16 具有補償系統(tǒng)的變幅機構可使吊重和臂架系統(tǒng)的重心在變幅過程中實現(xiàn)沿水平線或接近水平線軌跡運動，以減小吊重和自重引起的變幅阻力，從而減少變幅功耗。當電機工作時，齒條作直線往復運動，以驅動組合臂架擺動而適應各幅度位置的變 化。小齒輪與齒條的嚙合間隙用三個帶有偏心軸的導向輪來調整。在減速器的高速軸端裝有一套制動器，在臂架的下鉸點裝有減速開關，在搖架上裝有兩級終端限位保護，在齒條箱的終端還設置有安全檔塊。它采用變頻調速的方式，由電控 PLC、變頻器實現(xiàn)，具有良好的調速性能。 圖 變幅機構示意圖 1變頻電機； 2高速軸齒形聯(lián)軸器； 3浮動軸； 4盤式制動器； 5高速軸帶制動盤聯(lián)軸器； 6減速器； 7低速軸齒形聯(lián)軸器； 8齒條支承搖架； 9齒條總成 3）回轉機構組成及形式 回轉機構的作用是使起重機的回轉部分作回轉運動，以達到水平面內運移貨物的目 17 的?；剞D機構由回轉支承裝置和回轉驅動裝置兩部分組成?；剞D支承裝置可分為柱式回轉支 承裝置和轉盤式回轉支承裝置，本次設計采用轉盤式回轉支承裝置。 本次設計采用滾動軸承式回轉支承裝置，該裝置尺寸緊湊、性能完善，可以同時承受垂直力、水平力和傾覆力矩，是應用最廣的回轉支承裝置。對于三排滾柱式回轉軸承，它由三個座圈組成，上下兩排滾柱水平平行排列，承受軸向載荷和傾覆力矩，徑向滾道垂直排列的滾柱承受徑向載荷，是 常用四種形式的回轉支承中承載能力最大的一種，適用于回轉支承直徑較大的大噸位起重機。兩臺驅動裝置左、右對稱布置。行星齒輪減速機采用 YZR 電動機驅動，工作平穩(wěn)、可逆，可作 360176。并配有極限力矩聯(lián)軸器防止過載，發(fā)生事故 ?；剞D機構布置圖如圖 ，回轉機構俯視圖如圖 所示。 回轉機構驅動傳遞路徑為：電機→極限力矩聯(lián)軸器→行星齒輪減速機→回轉小齒輪→回轉支承?；剞D機構制動器采用常開式腳控液壓式制動器。門座起重機為有軌運行式起重機，它只能沿著專門鋪設的軌道運行。運行支承裝置用來支撐起重機的重量，它包括均衡梁、車輪、銷軸等；運行驅動裝置用來驅動車輪使起重機沿著輪道移動；運行安全裝置用來保證起重機的安全運行。減速電機通過開式齒輪傳動驅動車輪滾動 。 為了防止碰撞造成機損，運行機構兩端設有橡膠緩沖塊和行程限位開關。在斷電的情況下，電動液壓防風鐵楔能自動和手動工作。在小均衡梁上設有頂升裝置以方便門機修理及更換車輪。 圖 運行機構簡圖 1聚胺脂緩沖器； 2掃軌板； 3開式齒輪； 4車輪； 5電動液壓防風鐵楔； 6大均衡梁； 7小均衡梁； 8三合一減速電機； 9錨定裝置 20 金屬結構選型 起重機的金屬結構是整臺起重機的支持構架，決定了起重機械結構型式，它用來裝置起重機的機械、電器設備、支持被起吊的重物，承受和傳遞作用在起重機上的各種載荷。格構式構件是由許多型鋼、鋼管或組合截面桿件連接而成的桿系結構，用于受力相對較小、外形尺寸相對較大的場合；實腹式構件主要由鋼板組成，適用于載荷大、外形尺寸小的場合；混合式構件部分為實腹結構，部分為桿系結構，其使用條件介于格構式構件和實腹式構件之間 [3]。焊接連接于其他連接方法比較，不僅省工、省料、易于機械化和自動化施工，而且能簡化結構的構造，減 輕結構自重，因而是金屬結構中最主要，最普遍的連接方法；鉚釘連接用料多，自重大，而且釘孔削弱了構件的截面，使構件在受拉時降低了承載能力，因此以逐步被焊接所代替；螺栓連接裝配方便、迅速、質量可靠，因此主要用于結構安裝連接，或用于需要經常拆卸的結構中。根據(jù)不同的使用條件，臂架系統(tǒng)可以設計成單臂架和組合臂架兩種形式。前者采用高強度管子制成三角形或矩形截面的大桿桁架結構，或者由變截面箱形梁組成臂架；后者沒有臂架平衡裝置，變幅鋼絲繩固定于臂架頭部，依靠柔性拉索的收縮與放出實現(xiàn)臂架的俯仰。 2) 人字架與回轉平臺 本文中人字架采用桁架式結構，上橫梁位于兩側豎直立柱和斜立柱的交匯處，其上布有對重平衡梁支座，用于承受平衡梁和對重的壓力，側面有補償滑輪組定滑輪，并受鋼絲繩拉力作用。人字架根部通過法蘭與立柱連接，由立柱將上部載荷傳遞給轉臺。 21 3）機器房 機器房內壁是由多種型鋼組成的骨架。機器房采用全封閉結構，頂蓋設計有實現(xiàn)自通風的出風口。在機房內設有檢修電源箱和滅火裝置。水密性好，空間較大，外形美觀、牢固，室內采光充分，視野良好，環(huán)境舒適宜人。 5)