1、2021-11-111門座起重機總體設計門座起重機總體設計袁建明2021-11-11武漢理工大學物流工程學院2內容提要變幅系統參數確定變幅系統參數確定2變幅、起升機構參數確定變幅、起升機構參數確定3轉臺、回轉機構參數確定轉臺、回轉機構參數確定4抗傾覆穩定性計算抗傾覆穩定性計算5輪壓計算輪壓計算6圓筒門架、運行機構參數確定圓筒門架、運行機構參數確定7總體設計依據總體設計依據12021-11-11武漢理工大學物流工程學院3總體設計依據技術規格書技術規格書總體設計依據總體設計依據工作級別工作級別工作條件工作條件主要技術參數主要技術參數機構及零部件要求機構及零部件要求材料、加工工藝材料、加工工藝電氣及

2、控制電氣及控制概述概述主要鋼結構要求主要鋼結構要求2021-11-11武漢理工大學物流工程學院4主要技術參數舉例2021-11-11武漢理工大學物流工程學院5變幅系統參數臂架自重平衡臂架自重平衡使臂架系統的總重心高度在變幅過程中不變或變化較小，采用臂架平衡系統。貨物水平移動貨物水平移動使貨物在變幅過程中沿著水平線或接近水平線的軌跡運動，采用貨物水平位移補償裝置。設計原則設計原則2021-11-11武漢理工大學物流工程學院6變幅系統參數貨物水平位移補償貨物水平貨物水平移動補償移動補償繩索補償型繩索補償型貨物在變幅過程中引起的升降依靠起升繩繞繩系統及時放出或收進一定長度的起升繩來補償，從而使物品在

3、變幅過程中沿水平線或接近水平線的軌跡移動。組合臂架型組合臂架型在變幅過程中貨物的水平移動靠臂架端點沿水平線或接近水平線的軌跡移動來保證2021-11-11武漢理工大學物流工程學院7變幅系統參數貨物水平位移補償貨物水平貨物水平位移補償位移補償繩索補償型繩索補償型 補償滑輪組補償滑輪補償卷筒連桿補償滑輪組組合臂架型組合臂架型四連桿式組合臂架平行四邊形組合臂架2021-11-11武漢理工大學物流工程學院8變幅系統參數貨物水平位移補償v補償滑輪組補償滑輪組 它的特點是在起升繩繞繩系統中增設一個它的特點是在起升繩繞繩系統中增設一個補償滑補償滑輪組輪組，當臂架從位置，當臂架從位置I I轉動列位置轉動列位置

4、IIII時，貨物和時，貨物和取物裝置一方面隨著臂架端點的升高而升高，另取物裝置一方面隨著臂架端點的升高而升高，另一方面又由于補償滑輪組長度縮短，放出鋼絲繩一方面又由于補償滑輪組長度縮短，放出鋼絲繩增加懸掛長度而下降。如果在變幅過程中的各個增加懸掛長度而下降。如果在變幅過程中的各個位置上由于臂架端點上升而引起的物品升高值位置上由于臂架端點上升而引起的物品升高值大致等于因補償滑輪組縮短而引起的貨物下降值，大致等于因補償滑輪組縮短而引起的貨物下降值，則貨物將沿近似水平線移動。則貨物將沿近似水平線移動。2021-11-11武漢理工大學物流工程學院9變幅系統參數貨物水平位移補償v 補償滑輪組補償滑輪組

5、采用滑輪組補償時，實現水平變幅應滿足的條件是：采用滑輪組補償時，實現水平變幅應滿足的條件是： 式中：式中：mL 起升滑輪組的倍率；起升滑輪組的倍率； mK 補償滑輪組的倍率；補償滑輪組的倍率；KLmLLHm)(212021-11-11武漢理工大學物流工程學院10變幅系統參數貨物水平位移補償v卷筒補償的優點： 構造簡單構造簡單 臀架受力情況比較有利臀架受力情況比較有利 容易獲得較小的最小幅度容易獲得較小的最小幅度v卷筒補償的缺點： 起升繩的長度大，磨損快起升繩的長度大，磨損快 小幅度時物品擺動角度大小幅度時物品擺動角度大 用于大起重量起重機有一定困難用于大起重量起重機有一定困難2021-11-1

6、1武漢理工大學物流工程學院11變幅系統參數貨物水平位移補償v補償滑輪 從卷簡出來的鋼絲繩，經過裝在擺動杠桿上從卷簡出來的鋼絲繩，經過裝在擺動杠桿上的的導向滑輪導向滑輪，然后通向臂架頭部。裝有補償，然后通向臂架頭部。裝有補償導向滑輪的杠桿通過拉桿與臂架連接。在變導向滑輪的杠桿通過拉桿與臂架連接。在變幅過程中，補償導向滑輪位置的變化，使從幅過程中，補償導向滑輪位置的變化，使從卷筒到臂架頭部之間的鋼絲繩長度的變化與卷筒到臂架頭部之間的鋼絲繩長度的變化與吊鉤隨臂架頭部的升降相補償，實現貨物沿吊鉤隨臂架頭部的升降相補償，實現貨物沿近似水平線移動。近似水平線移動。2021-11-11武漢理工大學物流工程學

7、院12變幅系統參數貨物水平位移補償v補償滑輪 采用滑輪補償時，實現水平變幅應滿足的條件是：采用滑輪補償時，實現水平變幅應滿足的條件是：HCBABBCAB2021-11-11武漢理工大學物流工程學院13變幅系統參數貨物水平位移補償v補償滑輪的優點 起升繩的長度和磨損減小起升繩的長度和磨損減小 擺動杠桿可以兼作對重杠桿擺動杠桿可以兼作對重杠桿v補償滑輪的缺點 臂架所受彎曲力矩較大臂架所受彎曲力矩較大 難以獲得較小的最小幅度。難以獲得較小的最小幅度。2021-11-11武漢理工大學物流工程學院14變幅系統參數貨物水平位移補償v補償卷筒補償卷筒 將起升繩的另一端裝在一個由變幅機構驅動的將起升繩的另一端

8、裝在一個由變幅機構驅動的補償卷筒上而補償卷筒是與變幅卷筒同軸聯補償卷筒上而補償卷筒是與變幅卷筒同軸聯系的。在變幅過程中，補償卷筒放出或收進一系的。在變幅過程中，補償卷筒放出或收進一定長度的起升繩以補償由于臂架擺動而引起定長度的起升繩以補償由于臂架擺動而引起的貨物升降，可近似地達到物品水平變幅。的貨物升降，可近似地達到物品水平變幅。2021-11-11武漢理工大學物流工程學院15變幅系統參數貨物水平位移補償v補償卷筒補償卷筒圖中：1 起升卷筒；2 變幅卷筒；3 補償卷筒；4 鋼絲繩2021-11-11武漢理工大學物流工程學院16變幅系統參數貨物水平位移補償v補償滑輪組的優點： 構造簡單構造簡單

9、臀架受力情況比較有利臀架受力情況比較有利 臂架自重小臂架自重小 容易獲得較小的最小幅度容易獲得較小的最小幅度v補償滑輪組的缺點： 小幅度時物品懸掛長度大，擺動角度大小幅度時物品懸掛長度大，擺動角度大2021-11-11武漢理工大學物流工程學院17變幅系統參數貨物水平位移補償v四連桿式組合臂架四連桿式組合臂架 臂架系統是組合式的，它由臂架、象鼻梁和剛臂架系統是組合式的，它由臂架、象鼻梁和剛性拉桿三部分組成，連同機架一起構成一個平性拉桿三部分組成，連同機架一起構成一個平面四桿機構。如果臂架系統的尺寸選擇得合適，面四桿機構。如果臂架系統的尺寸選擇得合適，則在有效幅度范圍內，象鼻梁的端點將沿著接則在有

10、效幅度范圍內，象鼻梁的端點將沿著接近水平線的軌跡移動。當起升繩沿著拉桿或臂近水平線的軌跡移動。當起升繩沿著拉桿或臂架到象鼻梁從其頭部引出時，可滿足貨物水平架到象鼻梁從其頭部引出時，可滿足貨物水平變幅的要求。這種方案在港口及造船門座起重變幅的要求。這種方案在港口及造船門座起重機上應用最廣。機上應用最廣。2021-11-11武漢理工大學物流工程學院18變幅系統參數貨物水平位移補償v四連桿式組合臂架四連桿式組合臂架2021-11-11武漢理工大學物流工程學院19變幅系統參數貨物水平位移補償v四連桿式組合臂架的優點： 貨物懸掛長度減小，擺動現象減輕貨物懸掛長度減小，擺動現象減輕 起升繩的長度和磨損減小

11、起升繩的長度和磨損減小 起升滑輪組倍牢的大小對補償系統沒有影響。起升滑輪組倍牢的大小對補償系統沒有影響。v四連桿式組合臂架的缺點： 臂架系統復雜和自重大臂架系統復雜和自重大 臀架受力情況不好臀架受力情況不好 最小幅度比單臂架的大最小幅度比單臂架的大2021-11-11武漢理工大學物流工程學院20變幅系統參數貨物水平位移補償v平行四邊形組合臂架平行四邊形組合臂架 通過由拉桿、象鼻梁、臂架與連桿所構成的平通過由拉桿、象鼻梁、臂架與連桿所構成的平行四邊形，可保證貨物在變幅過程中嚴格地走行四邊形，可保證貨物在變幅過程中嚴格地走水平線。水平線。2021-11-11武漢理工大學物流工程學院21變幅系統參數

12、補償滑輪組舉例v確定臂架長度確定臂架長度 根據最大幅度根據最大幅度Rmax、最小幅度、最小幅度Rmin確定臂架長度確定臂架長度, ,幅度為幅度為Rmax時，臂架仰角時，臂架仰角min宜取宜取2040 ，幅度為幅度為Rmin時，臂架仰角時，臂架仰角max宜取宜取6080 。v確定起升滑輪組倍率確定起升滑輪組倍率 根據起重量，選擇起升滑輪組倍率根據起重量，選擇起升滑輪組倍率mL= =24 ,使鋼使鋼絲繩拉力在絲繩拉力在512 t。cosRL 2021-11-11武漢理工大學物流工程學院22變幅系統參數補償滑輪組舉例v確定補償滑輪組倍率、人字架起升定滑輪位置確定補償滑輪組倍率、人字架起升定滑輪位置

13、列出貨物水平位移表達式列出貨物水平位移表達式 以補償滑輪組倍率以補償滑輪組倍率人字架起升定滑輪位置人字架起升定滑輪位置為變量，以為變量，以 y=3%(Rmax-Rmin) 為目標函數進行優化為目標函數進行優化LmDKKtLy)sin(21sin2LdK LKmmt 常數kkQLlmlmD2021-11-11武漢理工大學物流工程學院23變幅系統參數補償卷筒舉例2021-11-11武漢理工大學物流工程學院24變幅系統設計貨物水平位移補償v補償卷筒舉例補償卷筒舉例2021-11-11武漢理工大學物流工程學院25變幅系統參數臂架自重平衡系統v杠桿式自重平衡系統 一般，如果貨物水平位移補償采用補償滑輪組型一般，如果貨物水平位移補償采用補償滑輪組型式或四連桿組合臂架型式，則大多采用由小拉桿、式或四連桿組合臂架型式，則大多采用由小拉桿、平衡梁、活對重組成的臂架自重平衡系統。平衡梁、活對重組成的臂架自重平衡系統。 為了使俯仰式臂架系統在變幅過程中臂架系統的為了使俯仰式臂架系統在變幅過程中臂架系統的重心盡可能不發生升降現象，以免由于重心升降重心盡可能不發生升降現象，以免由于重心升降時需要作功或吸收能量而引起變幅機構驅動功率時需要作功或吸收能量而引起變幅機構驅動功率的增大，臂架系統的自重要用對重加以平衡。對的增大，臂架系統的自重要用對重加以平衡。對重或是直接裝在臂架