龍門起重機開題報告

畢業(yè)設計（論文）

開題報告

題目集裝箱龍門起重機

專業(yè)機械設計制造及其自動化班級06級1班

學生陳成指導教師周老師

西南交通大學201*-4-27年

一、選題目的的理論價值和現實意義隨著國民經濟的快速發(fā)展，特別是國家加大基礎工程建設規(guī)劃實施，建設工程規(guī)模日益擴大，起重安裝工程量越來越大，需要吊裝和搬運的結構件和機器設備的重量也越來越大，且對起重機的安全性能、效率及耐久性的要求越來越高。按照普遍的構造形式，及港口用龍門吊應滿足工藝性好、通用性好及機構安裝方便，以便加快施工速度、縮短施工周期的特點，龍門架采用雙梁結構，支腿分別采用剛性支腿和柔性支腿，這種結構能夠比較好處理功能和技術的要求。通過這次龍門吊設計，了解結構設計的基本過程，鞏固大學四年以來所學的專業(yè)知識，為以后工作打好堅固的基礎。本課程設計的目的是綜合運用以前學過的基礎理論知識，對整體起重機的主要部分進行設計，學習設計方法，熟悉零件的工藝性、及其裝配和安全技術等方面的知識，培養(yǎng)分析問題解決問題的能力。

二、本課題在國內外的研究狀況及發(fā)展趨勢隨著我國經濟和外貿事業(yè)的發(fā)展，集裝箱運輸發(fā)展突飛猛進。岸邊集裝箱起重機位于碼頭前沿，通過起升機構和小車機構將集裝箱從集卡吊裝到船舶和從船舶吊卸到集卡。其中小車運行質量直接影響到橋機的裝卸效率。隨著經濟全球化合區(qū)域經濟一體化進程的加快，全球集裝箱運輸高速發(fā)展，年吞吐量呈不斷增大的趨勢，這使得全球集裝箱港口碼頭普遍面臨通過能力不足的壓力。鑒于港口碼頭岸線和土地資源有限，而且規(guī)劃建設新港口碼頭需要時間，不斷提高現有集裝箱港口碼頭通過能力成為解決通過能力不足問題的主要手段之一。亞洲集裝箱剛那個口的生產率普遍高于歐美集裝箱港口，長期以來新加坡港和香港港一直是全球集裝箱吞吐量排名前2位的大港，因此，兩港常常成為國內外大象集裝箱港口在設備配置、土地利用、作業(yè)效率評價等方面的標桿。例如上海港大型集裝箱碼頭岸邊集裝箱起重機配置密度看齊香港港；美國研究人員將洛杉磯和長灘港的土地利用率于新加坡進行比較、研究，以尋找提高洛杉磯和長灘港通過能力的方法。但是這些比較沒有注意到諸如新加坡港和香港港中轉箱量比例特別大、香港港有很大一部分集裝箱吞吐量不是在集裝箱碼頭上完成等特點，

在數據引用和結論上均有偏差。

在我國集裝箱港口的裝卸作業(yè)中，通常采用岸邊集裝箱起重機加輪胎式集裝箱龍門起重機的裝卸方案，以輪胎式集裝箱龍門起重機作為后方堆場的主要裝卸機械。幾年，隨著港口的發(fā)展，軌道式集裝箱龍門起重機在港口的使用越來越多。其電控系統、管理系統等方面以達到現有的港口機械水平，完全能滿足現代港口集裝箱的需要。

目前我國已能批量生產具有上個世紀90年代國際先進水平的岸邊集裝箱起重機和輪胎式集裝箱龍門起重機，軌道式集裝箱龍門起重機的研究與開發(fā)能力也越來越強。

軌道式集裝箱龍門起重機國外發(fā)展現狀

長期以來，軌道式集裝箱龍門起重機僅小車運行機構采用交流驅動，近年來，起升機構和大車運行也相繼采用了交流驅動技術，這樣減少了維護和修理費，降低了營運成本。日本三井公司最早成功地采用了交流變頻調速裝置，解決了起升機構位勢負載和車輪支承壓力變化導致車輪轉速變化的關鍵技術，達到了集裝箱堆6層作業(yè)的使用要求。派納公司將其在自動控制領域所擁有的豐富經驗成功地應用在大型軌道式集裝箱龍門起重機上，滿足了現代化集裝箱堆場對自動化控制的需要。歐洲聯合碼頭公司應用光纜傳輸技術，可靠地將軌道式集裝箱龍門起重機與港站管理計算機聯網，實現了無人裝卸作業(yè)和堆場全盤自動化。

據統計，歐洲作為傳統上的輪胎式集裝箱龍門起重機的大訂戶，1995年訂購的軌道式集裝箱龍門起重機多達58臺，從一個側面反映出軌道集裝箱龍門起重機的市場潛力和應用前景。另一方面，從世界一些著名的港口的發(fā)展趨勢看，軌道式集裝箱龍門起重機將向大型化、高效化、自動化方向發(fā)展。

三、研究重點

1、小車架與整臺起重機的配合要適當。

2、在基本參數和受力分析條件下，確定小車架的基本尺寸。

3、確定小車運行機構中電機、聯軸器、減速器、制動器的組合形式及其型

號。

4、繪制機構各組成部分的圖并裝配一體。

四、主要參考文獻

[1]劉木南，單增海.工程起重機行業(yè)現狀及發(fā)展趨勢.交通世界，201*,11[2]張剛.軌道式集裝箱門式起重機在港口的應用.港口裝卸，201*，01[3]邱棟良.國內外起重機發(fā)展動態(tài).起重運輸機械，1997,8

[4]胡斌仁.門式起重機大車運行機構典型結構分析[J].起重運輸機械，

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[5]131～141.門式起重機發(fā)展現狀及趨勢分析[J].科技博見，201*(1)：273[6]朱德康,鄒勝.起重機創(chuàng)新設計展望[J].起重運輸機械，201*(2)：1～4[7]趙世軍.起重機制造業(yè)的發(fā)展趨勢[J].大眾標準化，201*(6)：17～18

五、指導教師意見

指導教師：

六、學院畢業(yè)設計（論文）指導小組意見

負責人：

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一、選題背景和意義：

起重機是現代工業(yè)在實現出產過程機械化、自己主動化，改善物料搬運前提，提高勞動出產率必不可少的重要機械設備。它對于發(fā)展國民經濟，改善人們的事物、文化生活的需要都起著重要的作用。隨著經濟建設的迅速發(fā)展，機械化、自己主動化程度也在不停提高，與此相適應的起重機技能也在高速發(fā)展，產物種類不停增加，使用規(guī)模越來越廣。一些企業(yè)由于沒有起重機械，不僅工作效率低，勞動強度大，甚至難以工作。高層建筑的施工，上萬噸級或幾十萬噸級的大型船只的建造，火箭和導彈的發(fā)射，大型電站的施工和安裝，大重件的裝卸與搬運等，都離不開起重機的作業(yè)。

起重機不僅可以作為輔助的出產設備，完成原料、半成品、產物的裝卸、搬運，進行機電設備、船體分段的吊運與安裝，而且也是一些出產過程及工藝操作中的必需的裝備。再如冶煉金屬工業(yè)出產中的爐料籌辦、加料、鋼水澆鑄成錠、脫模取錠等，必需依靠起重機進行出產作業(yè)。據統計，在國內的冶煉金屬、煤炭部門的機械設備總數量或總自重中，起重運輸機械約占45%。起重機是機械化作業(yè)的重要的事物基礎，是一些工業(yè)企業(yè)中主要的固定資產。對于工礦企業(yè)、港口碼頭、車站庫場、建筑施工工地，和海洋開發(fā)、宇宙航行等部門，起重機已成為主要的出產力要素，在出產中進行著高效的工作，組成合理社團批量出產和機械化流水作業(yè)的基礎，是現代化出產的重要標志之一。

龍門起重機作為物料搬運機械中的最主要的一種，在各行各業(yè)中得到廣泛的應用，龍門起重機起重范圍可以從幾噸到幾十噸甚至幾百噸，在機械制造、冶金、鋼鐵、碼頭集裝箱裝運等行業(yè)都必須有龍門起重機。而起升機構更是起重機的咽喉設備，因此對其進行研究，改進其結構使其更加合理，使用更加方便，成本更加低廉，具有重要的現實意義。

龍門起重機的市場份額越來越大，使用非常廣泛，這是產品本身及起重機廠家以及國家政策等多種因素共同作用下的結果，隨著經濟的不斷發(fā)展，尤其是目前經濟危機的刺激，國家的一攬子計劃的推動，龍門起重機市場的需求、發(fā)展前景大好。

龍門起重機（gantrycrane）是水平橋架設置在兩條支腿上構成門架形狀的一種橋架型起重機。這種起重機在地面軌道上運行，主要用在露天貯料場、船塢、電站、港口和鐵路貨站等地進行搬運和安裝作業(yè)。課題研究目的及價值：

我們研究這一課題的目的是：設計、分析、計算龍門起重機的各個部分的結構、受力、運作情況；通過研究龍門起重機機械系統結構了解龍門起重機的運作，運用機械知識并進一步優(yōu)化其結構設計。

本項目所設計的龍門起重機是起重機中應用最廣泛的一種，其主要由主梁（兩根）、橫梁（兩根）以及小車、大車，支腿等部分組成，。橋架的金屬結構由主梁和橫梁組成，分為單主梁橋架和雙梁橋架兩類。單主梁橋架由單根主梁和位于跨度兩邊的橫梁組成，雙梁橋架由兩根主梁和橫梁組成。本題主要是對支腿進行設計和分析，支腿分為剛性支腿和柔性支腿，柔性支腿頂部采用絞支座支撐主梁，并使柔性支腿能相對主梁轉動。龍門起重機按照支腿的形式又分為0型、U型、A

型和八字腿帶馬鞍型等幾種。

二、國內外研究現狀、發(fā)展動態(tài)（文獻綜述）：

目前，國內專業(yè)生產大型起重機的廠家很多。其中以中聯重科、三一重工、撫挖等公司產品系列較全，市場占有率較高。中聯重科在201*年12月宣布實行品牌統一戰(zhàn)略后�，F已成功開發(fā)了50t~600t履帶式起重機產品系列。作為中國起重機行業(yè)的領跑者，徐州重型機械有限公司現在已經形成了以汽車起重機為主導，履帶式起重機和全路面起重機為側翼強勢推進的龐大型譜群。國內最具歷史的履帶式起重機生產企業(yè)撫挖現已擁有35t~350t的履帶式起重機產品系列。QUY350是撫挖201*年推出的國產首臺350t履帶式起重機，填補了國內350t履帶式起重機的產品型譜空白。

目前，國外專業(yè)生產大型起重機廠家很多。其中利勃海爾、特雷克斯-德馬格、馬尼托瓦克與神鋼等公司產品系列較全，市場占有率較高。利勃海爾公司的產品技術先進、工作可靠，其生產的LR系列履帶起重機最大起重量已達1200t。其桁架臂履帶式起重機系列在201*年又喜添新品LR1600/2，使其產品型譜更加完善。

未來的一段時間內，起重機的發(fā)展趨勢包括以下幾個方面：

（1）起重機的大型化。近年來，火電發(fā)電機組的功率不斷增大，由以前的30萬KW為主轉為60萬KW乃至100萬KW為主，對起重機的噸位需求增大。由于美國核電技術的推廣應用，使大件吊裝量大幅增加催生了大型起重機市場的需求。大型石化項目，同樣需求大噸位的大型起重機特別是履帶式起重機。

（2）創(chuàng)新設計。開展對起重機傳動型式創(chuàng)新、結構構造創(chuàng)新和功能原理創(chuàng)新等方面理論及技術基礎研究，為此著重研究新材料、新工藝、新的傳動裝置，從而通過對不同設計方案的優(yōu)選、分解和組合來產生新的設計方案，不斷推出創(chuàng)新設計成果。（3）核心技術化。各大知名企業(yè)均具有其獨特的核心技術，并不斷創(chuàng)新，努力保持在同行業(yè)內的領先地位�，F在各大公司均大力研究開發(fā)自己的核心技術，以不斷提升自己的產品檔次和競爭能力。

（4）模塊化和組合化。極短交貨期的市場需求要求開展基于網絡的協同異地設計技術、并行工程技術研究，這樣可以縮短產品的開發(fā)周期。用模塊化設計代替?zhèn)鹘y的整機設計方法，將起重機上功能基本相同的構件、部件和零件制成有多種用途，有相同聯接要素和可互換的標準模塊，通過不同模塊的相互組合，形成不同類型和規(guī)格的起重機。達到改善整機性能，降低制造成本，提高通用化程度，用較少規(guī)格數的零部件組成多品種、多規(guī)格的系列產品，充分滿足用戶需求。

（5）大噸位的自拆裝系統。履帶起重機體太笨重在公路上無法自由行走，必須拆卸才可運輸，到達工作地點后再進行組裝，需要輔助吊車。為減少或不用輔助吊車，節(jié)省施工費用，因此研制自拆裝系統勢在必行。

（6）混合型起重機。履帶起重機和輪式起重機各有利弊，將兩者取長補短后，混合型起重機應運而生，這也是起重機新型式的大膽嘗試與突破。它集履帶起重機桁架臂大起重量、大作業(yè)空間的優(yōu)勢和輪式起重機的機動靈活優(yōu)勢于一體，主要用于大型起重機。

三．結語

我們已經看到世界上工業(yè)發(fā)達國家已經開始進入新的技術革命時代。我國目前仍然處在設計、生產周期化階段，起點低、設備落后，相對發(fā)達國家落后20年左右。如果我國能從國外工業(yè)發(fā)展中得到啟示，將可加快我國起重機械工業(yè)的發(fā)展。

查閱參考文獻

[1]胡宗武汪西應汪春生.起重機設計與實例[M].北京：機械工業(yè)出版社，201*.6.

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[12]倪慶興，王煥勇．起重機械[M]．上海：上海交通大學出版社，1990．

三、研究內容

本篇論文主要設計的是龍門起重機支腿機構的設計。

造船龍門起重機因為跨度較大,兩側支腿要有剛性腿和柔性腿之別。剛性腿的剛度必須足夠“剛”,那么柔性可顯得較“柔”,才能保證起重機的正常行走。柔性腿與大梁用“鉸座”相連接是最好的。

首先把兩支腿間的相互位置設計成上窄下寬的特殊的八字形狀，這樣能使尺寸較大的船體分段和吊運件順利通過,運行于懸臂端和跨中之間,這樣的支腿結構,新穎實用。由于跨度大，為保證起重機的正常運行,必須在柔性腿側采用“球鉸”支承大梁，所謂“球鉸”實際上就是一個能使大梁可以相對于柔性腿擺動或轉動鉸座,能做成滑動球座的(俗稱“和尚頭”，也可以做成滾動軸承組合式的。在柔性腿上不設“球鉸”,而做成一個“焊接柔性鉸”這種結構,，制造方便,，可以用在跨度40m左右的龍門起重機上。支腿的設計步驟：

在設計過程中，根據給定的各種基本參數采取傳統的設計方法，熟悉起重機的結構和工作原理，分析原始條件，確定出支腿總體結構和基本參數，

技術路線如下：

1)熟悉橋式起重機的結構以及工作原理

2)分析工作情況，原始條件，確定機型并確定出基本參數和總體結構3)分析起重機支腿的受力情況(主梁，橫梁，小車，風載)4）支腿的強度和穩(wěn)定性校核實施方案及可行性分析：

由于本課題所涉及范圍較廣，問題復雜，且在具體實踐方面難以入手。因此本文主要從最基礎的理論入手，以在校期間學到的機械設計的理論知識和實踐經驗為基礎，結合查閱到的各種資料來論述。

本文的研究可行性從以下幾個方面得到保證：

經過大學四年的學習，掌握相關機械設計方面的知識，理論方面目前已經收集到大量的參考文獻，這些文獻覆蓋了起重機相關資料、鋼結構的工藝等，極具參考價值,國際國內已經在這方面進行了比較深入的研究，可提供寶貴經驗,與從事本研究相關題目研究的同學進行合作，將為本論文的研究提供良好的交流環(huán)境，集思廣益，使該論文的完成能夠得到足夠的智慧支持,在導師崔麗及從事相關研究的老師對該論文的悉心指導下，本論文的研究和進度方面將更加合理。

總之，該論文的選題和研究深度是合理的，并且這方面的研究有一定的理論和實踐價值，經過不斷的努力可以按目標完成。四、設計進度安排起止時間3月14日到3月19日3月20日到3月24日3月25日到4月9日4月18日到4月24日4月25日到5月5日5月6日到5月20日5月21日到6月4日6月5日到6月10日

主要內容相關文獻資料搜集撰寫開題報告翻譯外文資料計算三維建模，繪出CAD圖紙有限元強度分析書寫論文論文評閱畢業(yè)答辯預期目標初步了解起重機的現狀完成開題報告了解國外相關論文完成相關參數計算給出支腿外形確定支腿強度完成論文書寫進一步改進設計的不足通過答辯4月10日到4月17日選擇支腿結構型式，相關參數

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