港口起重机回转机构设计开题报告

1. 研究目的与意义

港口机械是一种在码头和堆场中完成汽车、煤炭、钢材、木材、粮食、化 肥、集装箱等货物的装卸、堆码、拆垛等作业的起重运输机械。但是，现有的 港口机械存在一些不足之处，以其典型产品门座式起重机为例，具有操作方 便、坚固耐用等优点，在港口货物装卸、吊运、堆码等作业中发挥了重要的作 用。但是，传统的门座式起重机起吊装置的执行机构多为平面单自由度机构， 只能实现平面内单一的动作，导致其在作业时难以输出柔性化的工作轨迹，故 还必须配合回转机构和行走装置才能完成工作任务。在空间狭小或者需要快速 装卸、码垛作业的工作场合，存在着输出轨迹不够灵活、作业空间有限、工作 效率低等问题。传统的港口集装箱正面吊、堆取料机等也存在类似的问题。这 是港口机械领域长期未能取得突破的一个棘手难题。

起重机是港口、水电工程、船厂等企业、物流企业常用的基础机械设备，它支承在露天货场或岸边的轨道上。它由门腿，转台，组合臂架，起升机构，回转机构，变幅机构，大车运行机构等组成，形成360度圆形作业空间。回转机构是使起重机或其他机械的回转部分绕其回转中心线，实现回转运动的机构。配合其他机构完成货物的空间运输任务或其他工作循环。由驱动装置、传动装置和回转支承组成。回转机构工作的好坏将直接影响整台起重机的工作性能。学生可开动脑筋，创新设计，这对我们机械专业的学生综合运用四年所学的知识提供了较好的训练机会。

2. 课题关键问题和重难点

港口门座式起重机回转机构的传动机构较为复杂，i大，可高达9000。回转轴线垂直，传动方式布置较难。圆锥传动有润滑问题，涡轮传动有效率问题。需设计摩擦力矩限制器，工作范围有限等诸多关键问题及难点。

在门座式起重机的工作过程中，回转机构的运作十分频繁，其运作时间占门座式起重机整个工作循环时间中很大的一部分。回转机构动态性能的好坏，影响门座式起重机的稳定性、可靠性、运行精度、工作效率等性能指标。尤其是门座式起重机往大型化、高速化发展的趋势，使得其回转机构的动态特性愈发重要。动态性能不佳，轻则耽误生产，重则引发安全事故。门座式起重机回转机构的回转齿轮与齿圈处，属于低速、重载的齿轮啮合，在使用过程中，经常能见到回转齿轮、回转轴承因振动引起的噪声与失效等问题。因此在回转机构的设计上，运行平稳、振动小、噪声低，是对其动态性能的主要要求。

难点在于按照所给参数对门座式起重机回转机构进行优化设计，以提高门座式起重机回转机构动态性能，确保门座式起重机安全、稳定地运行。

3. 国内外研究现状（文献综述）

1. 国内研究现状：

《起重机设计与实例》一书笔者胡宗武依据iso和我国有关起重机的最新设计规范的指导原则编写。全书共5章。第1章起重机设计总则，讲述起重机工作等级的划分，计身载荷及其组合;第2章起重机机构设计与计算，包括:机构动载荷的计算及载荷组合，机构电动机的选择和验算，机构性能的计算;第3章起重机金属结构设计与计算，包括:连接的强度订算，结构的刚度和稳定性计算，结构疲劳强度计算;第4章起重机零部件的设计与计算,包括:起重机零件的疲劳计算方法，各种起重机专用零件的强度计算，规范规定的若干零件的选择;第5章450t门式起重机设计计算实例，讲述起重机设计计算的全过程。该书只讲述了起重机设计的的共同问题，包括：起重机的特征和分类，工作的等级划分，载荷的组合及其计算方法，四大机构的设计计算方法，金属结构的设计计算方法，起重机专用零部件的选择计算等。

《起重机械》一书笔者王焕勇，倪庆兴系统阐述了物料搬运技术中常用的起重机械的构造特征、基本理论、设计原理及计算方法，内容包括概论、设计计算基础、起升机构、运行机构、变幅机构、回转机构以及轮压和稳定性七章。全书注意贯彻《起重机设计规范》(gb3811-83)及有关国家标准，对于公式、运算全部采用国际单位制。书中配合各章介绍，提供了内容完整的计算实例及数据、图表资料。

4. 研究方案

通过导师所给任务书内容分析现有的起重机类型及其优缺点选择适合港口工作要求的起重机即门座式起重机。

掌握起重机行业特点和国家规范要求。深刻理解并阐述起重机回转机构的工作原理和运动原理，建立计算模型。通过计算分析确定符合要求的回转机构所需要的所有部件及功能和传动形式；校核计算所有的零、部件；利用所学cad及nx软件绘制部件装配图、零件图。构思好零、部件的装配关系，绘制装配草图。

所设计的起重机回转机构应尽量全面搜集和分析相关资料，特别是国外最新消息和前沿论文期刊。应满足技术参数及工作性能的要求；贯彻标准化，符合gb/t 3811-2008,起重机设计规范要求。设计出结构紧凑合理，满足强度、刚度、寿命要求并且满足经济、安全性方面的要求的起重机回转机构。

5. 工作计划

前期进行资料收集，确定具体论文题目与文章研究侧重点；我会根据老师要求提交翻译和开题报告，上交毕业论文（设计）任务书。下一时段，学生将根据根据老师给的论文（设计）内容有针对性的收集整理资料，拟定较为详细的论文提纲，并和指导教师进行意见交流。.毕业设计的要到实地进行调查及同类项目的实地参观，确定设计意向。.这一阶段，针对论文（设计）内容进一步进行资料的调查、收集、整理，并进行较为深入的研究分析，完成论文初稿，毕业设计要交cad绘制回转机构装配图，绘制部件装配图、零件图撰写设计说明书并和指导教师进行意见交流。这一阶段，根据指导教师的意见和建议对论文初稿进行修改，完成论文的二稿和三稿，最后进行答辩。