武汉理工大学毕业设计（论文）
摘 要
近年来，随着我国实力的不断进步，各行各业都有了巨大的发展，在港口运输方面，以门座起重机为主要工作单位的运输机械占据的地位也越来越重要，而其中的回转部分的设计也越来越受到人们的关注，回转部分的好坏，对其总体性能的影响是不言而喻的，因此，有必要对其回转机构的设计进行一次探讨。
本文以MQ4035单臂架门座起重机为例，叙述了门座式起重机总体设计的一般过程，并对其回转机构进行了初步设计，并且给出了回转机构及其总体的CAD图纸，结论证明，本文所确定的门座起重机各项参数可以通过整机稳定性验算，回转机构所选择的电机和轴承符合要求。
本文借鉴了以往这方面学者的经验，也可以对于后来人的学习提供一些参考。
关键词：门座起重机；回转机构；总体计算。
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Abstract
In recent years, with the continuous progress of our country, various trades and industries have a huge development, in the port transport, the portal crane as the main transport machinery have a more and more important position, 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 to carry out a discussion about the design of the rotating mechanism.
This paper takes the MQ4035 portal crane as an example to describe the general process of portal crane’s design, and make a design of the rotating mechanism. We also give the CAD drawings of the crane and the rotating mechanism. The result reveals that the stability of the whole crane can meet the requirements, the motor and bearings in the rotating mechanism meet the requirements.
This article draws on the experience of the scholars in this part, then also can provides some reference to the people.
Key Words：portal crane；rotating mechanism；load computation.
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1 绪论
1.1 课题的研究目的和意义
随着世界经济全球化的快速发展和我国对外贸易量的持续增长，港口业务迅速发展，决定了港口起重机械向高速化、自动化、智能化发展，对设计和性能要求也越来越高：质量轻、刚度好、工作空间大、工作速度快、作业效率高。因此港口装卸机械的设计计算方法需要不断的更新、充实和完善，使港口机械向更注重功能性、经济性、可靠性和安全性的方向发展。
根据国内外起重机械的发展，今后一个时期，港口起重机的主要发展趋势是： 1）发展大型、专业的装卸机械。以适应船舶大型化、货物装卸散装化、集装箱化发展需要。
2）减轻机械自重，实现起重机械的轻型化，包括采用新的结构型式，新材料，新的传动机构，新工艺等。
3）将机械技术与电子技术结合，单机设计与机械化作业系统相结合。将先进的微机控制（PLC控制）、光纤技术、液压技术等运用到机械的驱动和控制系统，以改善起重机工作性能。
4）新的装卸搬运技术的研究。包括用自动存取系统的自动化仓库，气垫搬运技术等。 5）标准化，系统化，规范化。 6）人际工作学的应用。
1.2 课题研究的内容
本课题以MQ4035型门座式起重机为研究对象，进行整机设计计算和回转机构的设计。首先根据给定的技术参数，进行门座起重机的总体设计技术；然后进行其回转支承装置和回转驱动装置的计算。具体工作如下：
1）根据课题所给的主要技术参数，参照《起重机设计手册》，对门座起重机进行总体方案选型和总体设计技术，对起升、变幅、回转、运行机构进行初步选型和布置，绘制门座起重机MQ4035的总图。
2）根据所给定的参数，进行回转机构的计算，包括其支承装置和驱动装置的计算，选择电动机和联轴器、制动器。
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2 港口单臂架MQ4035门座起重机总体设计
2.1 性能参数
起重机的技术参数表征起重机的作业能力，是设计起重机的基本依据。设计港口起重机械时，需要根据具体情况确定起重机的主要性能参数。本次设计的MQ4035门座起重机主要性能参数见表2.1[1]。
表2.1 主要性能参数表
项目名称 起重量 工作幅度 性能参数 40t 最大幅度：35m 最小幅度：11.5m 起升高度 轨上：25m 轨下：15m 起升机构：25m/min 机构工作速度 变幅机构：24m/min 回转机构：1r/min 运行机构：25m/min 整机：A6 起升机构：M6 机构工作级别 变幅机构：M6 回转机构：M6 运行机构：M4 轨距/基距 工作状态最大风压 非工作状态最大风压 工作时最大轮压 轨道型号 电源
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10.5/10.5m 250N/m 1560 N/m 240KN QU80 380V/50Hz 22武汉理工大学毕业设计（论文）
2.2 确定主要工作机构和金属结构的形式
单臂架门座起重机是简易式门座起重机，主要由钢结构、起升机构、变幅机构、回转机构、大车运行机构、吊具装置、电气设备及其必要的安全和辅助设备组成。在钢丝绳缠绕系统中，采用补偿滑轮钢丝绳缠绕系统或补偿卷筒钢丝绳缠绕系统，在变幅过程中起升吊点保持近水平状态，使用状态安全可靠。钢结构构造简单，主要有臂架、人字架、回转平台以及门架组成[2]。
2.2.1 确定主要工作机构形式
1）起升机构组成及工作原理
起升机构是用来实现货物升降的工作机构，它是起重机械中不可缺少的部分，是起重机中最基本重要的机构，其工作性能的优劣直接影响起重机的技术性能。起升机构一般由驱动装置、传动装置、制动装置、卷绕系统、取物装置以及安全辅助装置等组成。驱动装置包括电动机、联轴器、制动器、减速器、卷筒等部件。钢丝绳卷绕系统包括钢丝绳、卷筒、定滑轮和动滑轮。取物装置有吊钩、吊环、抓斗、电磁吸盘、吊具、挂梁等多种型式。安全保护装置有超负荷限制器、起升高度限位器、下降深度限位器、超速保护开关等，根据实际需要配用。
起升机构的总体布置方案在很大程度上取决于驱动装置形式。在港口起重机中，起重机的驱动型式有两种：集中驱动和分别驱动。港口起重机常用的驱动装置型式为电机分别驱动，各机构由独立的电机驱动，分组性好，布置、安装维修都比较方便，操纵控制系统简单。电动机与卷筒并列布置是吊钩起重机应用最多的布置型式，电动机通过标准减速器带动卷筒转动，其布置形式如图2.1。
电动机输出的扭矩经减速器放大后驱动卷筒旋转，使钢丝绳绕上卷筒或从卷筒中放出，从而使吊具升降，实现货物的起升动作。卷筒的正反转通过改变电动机的转向实现，机构运动的停止或使货物悬吊在空中一定位置依靠制动装置来实现。
起升机构的钢丝绳卷绕系统是起升机构传动的一部分，起着转换运动形式的作用。门座起重常用的起升钢丝绳卷绕系统形式如图2.2所示，钢丝绳两头固定在卷筒上，由卷筒引出通过人字架或转柱上的导向滑轮1至臂架或象鼻梁尾部的导向滑轮2，再通过臂架或象鼻梁头部的定滑轮3引至吊钩装置的动滑轮组4。不同的起重量配置由不同数量的定滑轮或动滑轮组成的滑轮组。对于单臂架门座起重机，臂架变幅时，为了使物品保持水平移动或近似做水平位移动，必须对起升钢丝绳进行补偿。
本文所采用的即为带补偿滑轮组的钢丝绳卷绕系统，如图2.3所示。
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