岸边集装箱起重机模型的主梁优化设计
起重机箱形主梁的结构的改进设计研究
在整 个主梁 中， 当小车满 载于主梁 跨 中时是 非常危险 的， 因此 ， 我 寸数值也会 随着比例的变化而改 变， 但是 划分的单元数 量并不会改变 ， 们首先来分析 １ 载 荷问题 。 这对于以后 的分析 和加载特 别有利。 １ ． 箱形主梁的基本参数 当优化中的 目 标 函数 能够 满足主梁 各项条件 时， 它的重 量最轻 ， 但 起重机 主粱结构 和圣兽的主要载荷 如下图Ｉ 所示 。 是主梁 采用的相 同材质只有一种 密度， 因此 ， 主梁 的质量与体 积有很 大
中， 无论 是设计 制造还是 使用条件和 安全问题都 存在许多的不足， 起 重 因此 ， 我们要采 用这些参 数 ， 而 不能使用具 体的数 字。 对 于设定 的壳单 机 所需 的原材料 比较多， 在 结构 设计上也十分不合理 ， 使用的效率 比较 元实常 数， 应 采用不 同的方 式表示 出来 ， 并且在建 模的过 程 中， 应 采用 低， 这 就导致 在基建中增加了许 多的成本。 由于桥 式起 重机在现代 的其 Ａ、 Ｂ 表示上下 盖板 间距和左右 腹板的间距 。 当模型划分 网格之后 ， 应考 中设计 中占有重要 的地位 ， 下面我们就 针对桥式起 重机箱形主梁结 构的 虑 模 型优化时所 采用的 自动划分 网格 ， 尽可能 固定 单元号。 因此 ， 要将 改进设计 进行研究 。 主梁 截面中的任意 线段和跨度的方 向分为不 同的段数 ， 不能确定为具体 的长 度数值 。 在 这种 情况下， 如果参 数的数 值发 生改变 ， 那么网格 的尺 起 重机 箱 形圭 梁 的设 计计 算
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的关系。 采用一 阶方法优化 ， 并设定各个 设计变 量和各 状态 变量值 ， 如 小表ｌ 和 表２ 所示 小 值 １ ． ４
岸边集装箱起重机整机顶升改造大车轨距技术方案
岸边集装箱起重机整机顶升改造大车轨距技术方案项旭东 赵双宝 冯子垒上海振华重工（集团）股份有限公司长兴分公司 上海 201913摘 要：随着集装箱运输船舶的大型化、新兴市场的崛起、绿色化升级的要求不断提高，大量的用户希望能够在原有岸边集装箱起重机（简称“岸桥”）的基础上进行改造，以最低的成本实现产品性能升级。
通过对用户需求的深入了解，依托公司现有项目，突破改造难度大、周期长、费用高、质量标准不降低等难点，攻克了大车变换轨距等关键技术，使得岸桥主结构各种特殊改造得以实现。
本文通过对西班牙岸桥项目大车轨距改造工艺的解析，重点阐述了岸桥整机顶升改造的方法以及在改造过程中的控制难点，根据现场出现的问题进行总结，优化改造工艺，为以后类似改造积累经验。
关键词：岸桥；联系梁顶升；轨距改造中图分类号：U653.921 文献标识码：A 文章编号：1001-0785（2019）17-0122-05Abstract: With the increasing demand for large container ships, the rise of emerging markets and the needs for green upgrading, alarge number of users wish to upgrade the original container handling crane at the lowest cost. Relying on in-depth understanding of users’ needs and existing projects of the company, the difficulties such as demanding reconstruction, long period, high cost, and no lowering of quality standards have been solved, and key technologies such as gauge change for carts have been overcome, thus realizing various special reconstruction of the main structure of the container handling crane. Based on the analysis of the reconstruction process of the gauge of the cart in Spanish container handling crane project, this paper focuses on the lifting reconstruction method of the whole container handling crane and the control difficulties in the reconstruction process, and summarizes the problems in the field, optimizes the reconstruction process, and accumulates experience for similar reconstruction in the future.Keywords: container handling crane; joining beam jacking; gauge reconstruction0 引言西班牙返修岸边集装箱起重机整机总重约1 850 t ，大车轨距30 m 、前伸距67 m 、后伸距25 m 、基距15.7 m 、起升高度轨上50.8 m 。
岸边桥式集装箱起重机驱动机构卷筒轴承座优化设计
F=π2EIυLK2(3)式中,E为弹性模量,45钢为2.1ˑ105MPa;v为安全系数,取3.5;L k为自由弯曲长度,mm;I为面积矩,mm4,对于圆截面I=πd464=3.01718ˑ108mm4; d为活塞杆直径,mm㊂计算得F=21360kN>2330kN,安全系数达到3.5,完全满足油缸的工作要求㊂油缸筒壁厚度校核,根据公式:δ=PD2.3σP-3P(4)式中,P为工作压力,取25MPa;D为缸径,0.35m;σp为材料许用应力,355MPa㊂计算结果δ=11.8mm;按照试验压力31.5MPa,计算得δ=15.3mm㊂实际油缸筒壁厚度是35mm,强度满足要求㊂4㊀结语针对短后悬装船机俯仰装置的液压油缸和其液压系统设计进行了较为深入的载荷分析㊁设计计算和稳定性校核,确保装船机的安全风险为零,并且能够从经济效益上做到最优化,为类似工况的装船机俯仰装置设计提供一定的参考㊂参考文献[1]㊀机械设计手册编委会.机械设计手册新版第4卷[M].北京:机械工业出版社,2007.[2]㊀张质文,虞和谦,王金诺,等.起重机设计手册[M].北京:中国铁道出版社,1997.[3]㊀王益群,高殿荣.液压工程师技术手册[M].北京:化学工业出版社,2010.张金贵:200125,上海浦东新区东方路3261号收稿日期:2021-07-12DOI:10.3963/j.issn.1000-8969.2022.01.007岸边桥式集装箱起重机驱动机构卷筒轴承座优化设计范东风上海振华重工(集团)股份有限公司㊀㊀摘㊀要:针对现有岸边集装箱起重机三大驱动机构卷筒轴承座出现焊缝开裂和地脚螺栓断裂现象,提出一种卷筒轴承座优化设计方案㊂优化后的卷筒轴承座具有传力简便㊁工艺性好㊁装配调整方便㊁绿色制造等优点㊂㊀㊀关键词:岸边集装箱起重机;驱动机构;卷筒轴承座;优化设计Optimization Design of Drum Bearing Seat of Driving Mechanismof Quayside Bridge Container CraneFan DongfengShanghai Zhenhua Heavy Industries Co.,Ltd.㊀㊀Abstract:Aiming at the cracking of the weld seam and the fracture of the anchor bolts in the drum bearing seat of the three major driving mechanisms of the existing quayside container crane,an optimized design scheme of the drum bear-ing seat is proposed.The optimized drum bearing seat has the advantages of simple force transmission,good manufacturabili-ty,convenient assembly and adjustment,and green manufacturing.㊀㊀Key words:quayside container crane;drive mechanism;drum bearing seat;optimal design1㊀引言起升缠绕系统㊁俯仰缠绕系统㊁小车缠绕系统是岸边桥式集装箱起重机(以下简称岸桥)的三大核心缠绕系统,其运行驱动力来源于布置在岸桥机器房中的三大驱动机构[1]㊂驱动机构由驱动电71港口装卸㊀2022年第1期(总第262期)博看网 . All Rights Reserved.机㊁减速箱㊁钢丝绳缠绕卷筒㊁卷筒轴承座㊁制动器等组成,其中卷筒轴承座在驱动机构中起着至关重要的作用,决定卷筒运动是否平稳,影响岸桥作业效率㊂某型岸桥原有三大驱动机构卷筒轴承座,自2006年使用至今,出现卷筒轴承座焊缝开裂或地脚螺栓断裂现象,经过现场分析,发现卷筒轴承座存在一些问题㊂为了降本增效,提升产品质量,需要对原有三大驱动机构卷筒轴承座进行优化设计㊂2㊀原有卷筒轴承座问题分析2.1㊀原轴承座概述原有三大驱动机构卷筒轴承座分为上轴承座体㊁下轴承座体㊁底座㊁调整垫㊁抗剪块以及轴承相关安装组件(见图1)㊂上轴承座体和下轴承座体通过螺柱连接,下轴承座体㊁底座和调整垫通过6组地脚螺栓连接㊂卷筒轴承座承受的剪力主要由抗剪块承受,弯矩则由地脚螺栓副承受㊂下轴承座体上部厚板结构形状不规则,与下面两侧翼缘板焊接㊂1.上轴承座体㊀2.下轴承座体㊀3.地脚螺栓副㊀4.抗剪块5.底座㊀6.调整垫图1㊀原有三大驱动机构卷筒轴承座2.2㊀现场问题与原因分析三大驱动机构卷筒轴承座在码头各种复杂工况长期作业情况下基本完好,但在一些大型岸桥尤其是双起升的岸桥出现了卷筒轴承座结构开裂或地脚螺栓断裂现象,这些卷筒轴承座开裂具有以下共同特点:①均发生在牵引式小车驱动卷筒轴承座;②轴承座均承受正反方向的牵引力,即承受交变疲劳载荷作用,属于疲劳开裂[2];③卷筒轴承座焊缝开裂位置基本都在厚薄板对接位置;④地脚螺栓断裂均在卷筒轴承座底座两侧最远端和靠近远端的螺栓位置㊂通过对原有卷筒轴承座现场问题分析,在设计上有以下几点不足之处㊂(1)原卷筒轴承座设计未能充分考虑轴承座所承受的工况,主起升机构㊁俯仰机构用卷筒轴承座均承受外力引起的单向拉力,以及拉力引起的弯矩,疲劳工况属于横幅应力疲劳;而小车驱动机构用卷筒轴承座则承受外力引起正反2个方向的拉力,以及正反两向拉力引起的正反弯矩,属于交变应力疲劳工况㊂(2)主结构厚薄板对接位置处理不好,没有对重要位置焊缝提出检测要求,实际制作焊缝不能保证焊接质量,无法满足实际需要的焊缝强度[3]㊂(3)主支架结构未按照力学分析合理布置,支架两侧腹板距离不够大,中间筋板多余㊂(4)地脚螺栓分布不合理,受力分布失衡,中间部分地脚螺栓作用不大,外侧地脚螺栓受力过大;地脚螺栓连接孔不具可调整性,不利于安装定位和调整㊂3㊀卷筒轴承座创新优化岸桥三大驱动机构轴承座创新优化工作主要解决现有轴承座存在的问题,提高产品设计质量,避免再次发生主结构疲劳开裂或地脚螺栓断裂,减少维护成本,同时考虑轴承座的适用性和普及性,有利于创新优化产品在岸桥及其他产品上推广和应用㊂3.1㊀创新优化方案首先从三大驱动机构工况和轴承座工况分析出发,理清系统中所有载荷,然后对各种工况下轴承座整体受力㊁主结构受力㊁地脚螺栓受力进行计算分析,根据计算分析结果,合理设计主结构形式和地脚螺栓布置,确定主结构㊁底座焊接焊缝形式和要求㊂同时向生产单位了解现有轴承座现场工艺㊁制作和装配等情况和存在的问题,进而对轴承座进行创新优化,设计了新的岸桥三大驱动机构卷筒轴承座(见图2)㊂相对现有轴承座,优化后的岸桥三大驱动机构卷筒轴承座有以下几点创新㊂(1)安装轴承处厚板形式不同,创新优化的轴承座采用圆形结构,不同于原有轴承座多边形结构;两侧腹板与厚板连接处定位在轴承中心位置,避免了厚薄板之间的焊缝承受弯矩载荷,减少或避免焊缝开裂机会㊂(2)主结构取消了中间不承受弯矩载荷的筋板,对主结构㊁底座重要焊缝进行了合理分布,尤其81Port Operation㊀2022.No.1(Serial No.262)博看网 . All Rights Reserved.1.上轴承座体㊀2.下轴承座体㊀3.地脚螺栓副㊀4.抗剪块㊀5.底座㊀6.调整垫图2㊀新卷筒轴承座结构是厚薄板连接处焊缝,主结构翼缘板和中间腹板同下部底板的焊缝,底座与基础的焊缝㊂(3)根据受力情况对轴承座上座和下底座中间联接处的调整垫做了分段处理,减少调整垫加工面㊂(4)轴承座上座和下底座联接螺栓孔分别做了2个方向腰型孔,可以微调上下座位置;且将联接螺栓分布在受力位置,取消了靠近中间位置受力不大的螺栓㊂3.2㊀轴承座有限元计算分析为了更准确反映创新优化的三大驱动机构卷筒轴承座受力情况,采用有限元计算软件ANSYS 中Solid45实体单元对卷筒轴承座进行实体建模计算分析㊂载荷主要考虑钢丝绳拉力,拉力按照100kN计算,计算分析结果见图3㊂图3㊀新型轴承座结构应力从计算分析结果来看,创新优化设计的三大机构驱动卷筒轴承座结构应力很小,尤其是厚薄板相接位置㊂4㊀创新优化卷筒轴承座的经济效益分析创新优化设计的三大驱动机构卷筒轴承座有效解决了原有装置存在的不足之处,结构更简明,布置更合理㊂轴承座上座和下底座中间连接处的调整垫是非整体式,减少调整垫加工面加工量㊂根据受力分析结果,取消了不承受弯矩载荷的中间筋板和底座中间筋板,减少材料成本和焊接成本㊂创新优化的卷筒轴承座可大幅提高三大驱动机构系统装配效率㊂原有三大驱动机构驱动装配时,需要先找正划线定位轴承座下底座,预先点焊轴承座㊂安装上轴承座时找正位置,必须再次调整下底座的位置,需要刨掉预焊焊缝,调整下底座后再次焊接下底座㊂创新优化的卷筒轴承座上座和下底座连接螺栓孔分别做了不同方向的腰型孔㊂找正划线定位轴承座下底座直接和基础完全焊接,安装轴承座上座时,根据实际工况可以前后左右微调位置,减少整体装配二次划线,无需破坏焊缝再次焊接,大幅度节约安装调整轴承座的时间和人工成本,提高安装准确度和装配效率㊂目前,创新优化的三大驱动机构卷筒轴承座已在国内外岸桥项目上推广应用,有效减少或避免了以后项目的三大驱动机构卷筒轴承座出现结构开裂和螺栓副断裂现象,减少或避免了后期维护成本㊂该卷筒轴承座的通用性好,可应用到轨道式龙门起重机和轮胎式龙门起重机产品上,减少同类产品设计和开发成本㊂5㊀结语创新优化后的三大驱动机构卷筒轴承座具有受力合理㊁工艺性好㊁装配调整方便㊁绿色制造等优点,大幅节省了设计㊁工艺㊁制作㊁装配及售后维护的时间和成本,为全面提高岸桥产品质量提供了技术支持㊂参考文献[1]㊀符敦鉴.岸边集装箱起重机[M].武汉:湖北科学技术出版社,1997.[2]㊀陈传尧.疲劳与断裂[M].武汉:华中科技大学出版社,2011.[3]㊀董达善.起重机金属结构[M].上海:上海交通大学出版社,2011.范东风:200125,上海市东方路3261号收稿日期:2021-07-16DOI:10.3963/j.issn.1000-8969.2022.01.00891港口装卸㊀2022年第1期(总第262期)博看网 . All Rights Reserved.。
岸边集装箱起重机用上铰点的改进分析
岸边集装箱起重机用上铰点的改进分析摘要:双铰点是实现岸桥前大梁作业、俯仰的理想构造。
随着公司业务的不断发展以及实际使用情况,岸桥用双铰点也进行了一系列的改进,本文主要总结了其中上铰点的改进。
关键词:岸桥双铰点关节轴承钢基铜套岸边集装箱起重机(简称岸桥),是在码头前沿进行集装箱装卸作业的起重设备,在集装箱码头中有着广泛的应用。
双铰点是指岸桥前后大梁在两个不同高度处分别布置一个相互独立的铰点,根据其位置的高低,分别称为上铰点和下铰点。
下铰点在岸桥大梁水平装卸作业时受力,是工作铰,此时由于上铰点有间隙所以不受力。
由于前大梁经常需要仰起以安全避开船上的上层建筑等,此时大梁绕着上铰点俯仰。
由于上下双铰点功能明确且维修方便,是实现前大梁作业、俯仰的理想构造,因此在公司内的各种俯仰式岸桥上得到普遍应用。
1 情况介绍随着公司的不断发展以及实际使用情况中发现以及暴露出来的一些问题,岸桥用双铰点也进行了一系列的改进,以下主要介绍其中的上铰点的演变以及改进。
到目前为止,公司岸桥上使用的上铰点主要有以下的四种类型,以下进行逐一分析。
1.1 整体式关节轴承此种上铰点为整体支座,但多个项目反映基地加工制作时装配困难、岸桥实际使用后有异常响声等问题(见图1)。
1.2 剖分式关节轴承为解决整体式支座出现的装配困难问题,公司将此种整体式上铰支座改成了剖分式,并用螺柱将上下剖分座连接起来(见图2)。
由于连接面需要安装足够的螺柱,以抵抗可能出现的上拔力,因此这种剖分式上铰点支座的耳板需要设计得足够厚,重量也就比整体式要重一些。
以上两种上铰点都是使用关节轴承。
关节轴承承载能力较高,但是装配复杂,局部结构复杂,但使得可以发生相对转动的面增加到3个,难以保证不该转动的面不转。
如何保证关节轴承的相对转动只能发生在内外圈球面之间,而不是在内圈与轴之间和外圈与座孔之间产生转动？这一直是个没有解决好的问题。
而且,关节轴承球面润滑不良情况下工作一段时间后,由于阻力增大,易发生轴端盖端面键槽不堪重负发生啃坏,且键槽错位、键损坏等现象,关节轴承出现不同程度的损坏。
211160094_大参数桁架式岸边集装箱起重机主梁截面选型分析
大参数桁架式岸边集装箱起重机主梁截面选型分析*林伟华 孙亚平 郭晓伟上海振华重工（集团）股份有限公司 上海 200125摘 要：岸边集装箱起重机设备的大型化对码头基建承载能力以及设备防风安全提出了更高要求，采用桁架式主梁设计的岸边集装箱起重机设备质量轻，迎风面积小，是岸边集装箱起重机设备大型化与绿色化升级的有效解决方案。
文中通过Ansys 软件对矩形四片式和矩形三片式2种截面的岸边集装箱起重机桁架主梁进行计算，对比分析了这2种截面的刚度力学性能特点及其在岸边集装箱起重机主梁中的应用条件，为大参数桁架式岸边集装箱起重机的主梁截面选型提供了依据。
关键词：岸边集装箱起重机；桁架式；四片闭口式截面；三片开口式截面；刚度中图分类号：U653.921 文献标识码：A 文章编号：1001-0785（2023）08-0058-06Abstract: The large-scale quayside container crane equipment puts forward higher requirements for the bearing capacity of wharf infrastructure and the wind safety of the equipment. The quayside container crane with truss girder is light in weight and small in windward area, which is an effective solution for the large-scale and green upgrade of quayside container crane equipment. The truss girder of the quayside container crane with rectangular four-piece and rectangular three-piece sections is calculated by Ansys software, and the stiffness mechanical characteristics of these two sections and their application conditions in the quayside container crane girder are compared and analyzed, which provides a basis for the selection of the girder section of the large-parameter truss quayside container crane.Keywords: quayside container crane; truss type; four closed sections; three-piece open section; stiffness0 引言近年来，随着集装箱船舶日益大型化，使其装卸设备岸边集装箱起重机（以下简称岸桥）的外伸距、起升高度、起重量等参数也随之不断增大。
40.5吨岸边集装箱装卸桥结构优化设计
40.5吨岸边集装箱装卸桥结构优化设计张氢1孙国正2卢耀祖11 同济大学机械学院机械系上海2000922 武汉交通科技大学机械与材料学院武汉430063摘要：本文介绍了利用APDL语言进行40.5吨港口集装箱岸桥结构优化设计的方法。
优化的目标函数为结构自重最轻，约束函数中包括了多个工况，不但具有强度和静刚度约束，而且还包括对结构三个固有频率的约束。
优化计算过程和结果可供相关人员参考。
关键词：装卸桥；金属结构；优化设计；有限元分析0 概况随着航运的集装箱化，岸边集装箱装卸桥(岸桥)在整个集装箱装卸工艺中起着越来越重要的作用。
由于集装箱岸桥工作跨度大，装卸速度很高，使得这类机械的自重非常大而刚度却较差。
为了降低制造成本、提高产品性能，并降低码头负荷，迫切需要对装卸桥进行优化设计。
从结构上说，岸桥可以视为空间杆梁混合结构，利用有限元分析技术对其整机结构进行分析计算并不困难。
但由于它是复杂的超静定空间结构，使得设计人员根据实际需要确定各构件尺寸，从而调整整机应力分布和各部分刚度非常困难，尤其当对装卸桥整体有动刚度要求时更不易着手。
以往由于缺乏高可靠性易于使用的商业化结构优化软件，实际设计中对其进行优化设计一直较困难。
本文主要讨论利用ANSYS进行装卸桥结构优化。
优化计算包括了两种静力分析工况及对装卸桥动态特性工况的约束要求，优化目标为整机结构自重最轻。
结合ANSYS所提供的优化方法及APDL语言所具有的较强的参数化分析功能，从而较好地实现了装卸桥的优化设计。
通过参数化，可以实现对相同拓扑形状、不同设计参数的装卸桥进行优化设计，这对于时效性较强、不可能对大量方案进行人工评价的投标设计尤其重要。
1 集装箱岸桥优化模型1.1 集装箱岸桥的有限元分析模型为了反映集装箱岸桥结构总体的受载情况，采用梁单元和杆单元的混合结构模拟该机的整机结构。
实践也表明采用杆、梁混合结构能够较好地反映结构整体的振动及位移情况。
40.5t 集装箱岸桥的整机有限元分析模型见图1所示。
基于灵敏度的岸边集装箱起重机结构动态性能优化设计
基于灵敏度的岸边集装箱起重机结构动态性能优化设计林伟华; 邓锐【期刊名称】《《港口装卸》》【年(卷),期】2019(000)005【总页数】4页(P10-13)【关键词】岸边集装箱起重机; 灵敏度分析; 动态性能; 自振频率; 优化设计【作者】林伟华; 邓锐【作者单位】上海振华重工(集团)股份有限公司【正文语种】中文1 引言随着国际航运业的发展，集装箱运输船舶的不断增大，码头岸边集装箱起重机(以下简称岸桥)也朝着大型化、高效率的方向不断升级发展。
岸桥起升高度、外伸长度等参数的增大，使其自身重量也随之增加，导致岸桥刚度及动态性能急剧下降，加上搬运作业速度的提升，岸桥工作时容易出现振动问题，不但给岸桥结构安全带来隐患，同时也影响岸桥操作的舒适性及工作效率。
为此，在设计阶段对岸桥进行动态性能的评估与优化显得愈加重要。
本文基于ANSYS有限元软件分析大型岸桥整机结构的动态性能，并进行优化设计，在提升岸桥动态性能的同时减少岸桥的设计重量，提升其可靠性及经济性。
2 岸桥结构有限元分析2.1 岸桥结构和基本参数2.1.1 岸桥结构以上海振华重工某型岸桥为例进行分析。
整个岸桥的基本结构简图见图1，主要由海陆侧门框、联系横梁、门框撑管、前大梁、后大梁、拉杆系统等组成。
1.海侧门框2.陆侧门框3.联系横梁4.门框撑管5.前大梁6.后大梁7.拉杆系统图1 岸桥结构简图2.1.2 基本参数该岸桥主材采用Q345钢，起升额定载荷65 t,起升小车总重25 t,起升吊具重18 t。
起重机尺寸主要参数见表1。
表1 岸桥主参数参数名数值轨距/m30后伸距/m15前伸距/m52起升高度/m38额定载荷/t652.1.3 有限元模型本次建模采用Beam44和Link8一维单元建立。
Beam44单元基于欧拉-伯努利梁理论，具有轴向拉压、弯曲及扭转功能，用来模拟岸桥门框、撑管、联系梁和前后大梁部分；Link8为杆单元，只能承受轴向拉压不能承受弯矩，用来模拟岸桥拉杆系统。
桥式起重机主梁结构分析和优化设计
桥式起重机主梁结构分析和优化设计【摘要】随着工业的迅速发展，越来越多的工作需要机器代替人工来完成，比如货物的搬运就必须借助起重机，人力是很难完成的。
起重机械不仅是现代化生产中的工具，也是不可缺少的生产设备，对提高生产效率、减轻工人工作量、节约生产成本、提高生产安全系数等，有着至关重要的作用。
目前应用最广泛的起重机就是桥式起重机，但这种起重机结构尺寸比国外同样吨位的起重机大很多，造成了材料和资源的浪费。
本论文在桥式起重机起重量和跨度一定的情况下，对主梁结构进行分析有优化设计。
【关键词】桥式起重机；主梁；结构分析；优化设计1.主梁结构分析和优化概述由于计算机的发展和广泛应用以及优化理论知识的发展，起重机的设计从传统设计发展到可以建立一种设计过程中自动选择最有方案的迅速而有效的方法，这种方法也是目前在机械设计中应用最广泛的一种设计方法，即优化设计法。
主梁结构优化设计即是在满足行业规范及特定要求的前提下使结构的重量、造价、刚度、灵敏度、稳定性和可靠性达到最佳的方法。
起重机是提高生产效率、节约生产成本、减轻工人劳动负担、实现安全生产的起重运输设备，在一定的范围内水平移动和垂直起升的设备，具有作业循环性和动作间歇性的特点，所以在主梁的结构分析和设计中一定要兼顾到安全性能和稳定性能。
2.桥式起重机主梁结构的分析2.1主梁结构设计的要求目前桥式起重机的种类比较多，根据主梁的数目可大致分为单梁桥架和双梁桥架，根据结构可大致分为型钢梁式桥架、箱型结构桥架、精架式桥架。
钢梁式结构的主梁一般采用工字钢，结构简单，起重量小，一般应用于小车；箱型结构应用比较广泛、工艺简单，但其主梁易下饶。
综上桥式起重机的特点，在对主梁的结构进行设计时，必须满足以下几个基本要求：（1）主梁的刚度和强度要满足要求。
（2）尽可能降低主梁的重量，这样不但可以减轻起重机的自重，也减轻了桥架和厂房建筑结构的负载，同时也能节约资源、减少生产成本、提高安全性能和运行的稳定性。
门式起重机及其主梁结构优化设计的一般性
门式起重机及其主梁结构优化设计的一般性浅述【摘要】随着经济和社会的快速发展，我国的物流产业发展进入了蓬勃发展的黄金时期。
物流装备也不断进行着更新换代。
科技人员和工程技术人员需要根据当前技术的发展，不断对门式起重机及其主梁结构进行优化设计，以适应物流产业发展的需要。
本文是对门式起重机及其主梁结构优化设计的一般性的阐述。
【关键词】门式起重机；主梁结构；优化设计；一般性的阐述中图分类号：s611 文献标识码：a 文章编号：1.门式起重机及其主参数概述1.1门式起重机概述门式起重机是桥架通过两侧支腿支承在地面轨道上运行的桥架型起重机，又称龙门起重机。
根据结构的不同分为双主梁a型门式起重机、双主梁u型门式起重机、单主梁l型门式起重机及双主梁桁架门式起重机等多种形式。
门式起重机主要由主梁、支腿、上横梁、下横梁、起重小车及大车运行机构等部件组成。
一般主梁两侧均设有悬臂便于从跨中转运物品到跨外。
另外设有司机室操纵人员由地面经安装在支腿侧的梯子平台进入司机室。
小车导电采用电缆滑车导电。
大车导电分以下两种形式：高空滑线导电装置和电缆卷筒导电装置。
高空滑线导电装置需设立数根电线杆，将地面电源线架起，建设费用较高，且由于电源线架空较高，维修比较苦难。
电缆卷筒导电装置需在地面预埋电缆并引出起重机全行程所需的电缆，机上设电缆卷筒，将引出的电缆缠绕到卷筒上随起重机的运行进行卷缆和放缆，实现起重机的电气驱动和控制。
门式起重机可配抓斗、电磁吸盘等取物装置满足用户吊运多种类型物料的需求。
1.2门式起重机主参数概述门式起重机主要用于露天作业，其工作环境温度为-20-40℃，海拔高度不超过1000m，工作风速应≤6级，当大于6级时严禁工作。
普通门式起重机多采用箱型结构和桁架式结构，门式起重机用途很广泛，可以搬运各种成件物品和散状物料，起重量多在100吨以下，跨度为4～35米。
用抓斗的普通门式起重机工作级别较高。
普通门式起重机主要是指吊钩、抓斗、电磁、葫芦门式起重机，同时也包括半门式起重机。
桥式起重机箱形梁的优化设计探讨
桥式起重机箱形梁的优化设计探讨摘要：随着科学技术的发展，起重机在人们生活中发挥着越来越重要的作用。
但是现今国内的起重机比国外同吨位的起重机要笨重很多，这个问题需要我们不断将其进行优化设计，改变现在存在的问题。
国内的起重机不仅仅是在使用材料上和国外的有区别，在结构设计上也存在很大的不足。
中国的桥式起重机箱形梁的设计上仍然存在问题，成本高、浪费材料以及太笨重都是我们需要改进的地方。
所以马鞍山钢铁股份有限公司重型机械设备制造公司想要起重机箱形梁的主梁的结构设计进行优化，减少资源的浪费，这是今天探讨的主要内容。
关键词：桥式起重机；箱形梁；优化设计1.桥式起重机箱形梁的介绍桥式起重机就是能沿着固定轨道滑行运载重物的起重机，它具有桥梁式结构，所以叫做桥式起重机。
它可以横架在各种车间或者其他场所进行高空重物运输的重型器械，它的两端可以架在坚固的水泥柱或是坚硬的金属架上，看起来就好像是一座桥。
他在运输中可以避免受到地上设备或建材的阻碍，因此在建筑行业中应用比较广泛。
如今国内外应用最广泛的桥架结构形式就是箱形梁。
它在设计及制造中有很多优点，设计简单、制造工艺性能好以及结构稳定等。
这些优点恰恰是那些生产批量大，需求多，尺寸规格多的起重机最为需要的方面。
所以我们对于箱形梁的研究探讨就要更加深入。
2.优化设计具体方案优化设计是当代发展起来的一门新兴的学科，它主要是利用计算机设计和数值最优化计算方法得到最好的设计方案。
近年来，优化设计被应用到许多高新设计上，例如航天制造、冶金、轮船、钢铁工业等大型制造工业上。
它不再局限于以前的传统设计思维，而是将数学规划理论同实际结合起来，将数学上得到的最优数值输入到计算机上进行计算。
从而得到最好的设计参数和设计方案，实现节约资源、优化设计和提高生产效率的目的。
由于现在计算机技术越来越成熟，设计也越来越先进。
优化设计也从以前机构运动参数的设计发展到机构动力学，机械零部件和机械产品上。
传统优化设计主要是运用梯度法计算，而如今已经发展到运用非线性规划的方法，比如神经网络法，模拟退火法等。
基于拓扑优化起重机主梁轻量化方法分析
在对主梁建模的时候可以将其分为主副膜板、上下盖板、以及隔板等分别设置参数。将这几部分化为SHELL单元，随后各个单元模拟建模既模拟薄板结构、小车轨道、集中载荷、螺栓联接等。其中选择弹性模量较好、泊松比、密度都很适宜的Q345钢作为主梁的材料。即建立有限元的Hypermesh主梁模型，如下图所示，原始起重机主梁的结构侧面刨析图。
1.4分析拓扑优化的结果
在设定相关的参数值之后，对特殊情况下进行设定。如在危险工况时加载、约束危险截面，主要是通过有限元进行主梁腹板的模块设定。主要的优化设计方案如下图所示：
第一种优化方案，用材最少，横截面呈现H型，但是缺乏稳定性；第二种优化方案，用料变化不显著，主要呈日型横截面；第三种优化方案，优化效果较为理想，主要呈人型横截面；第四种方案，效果最为理想，材料用量适当，稳定性能好，优化效果明显，是首选的实际应用设计方案。
参考文献：
[1]秦东晨，闫利利.桥式起重机箱型主梁的结构优化设计[J].矿山机械，2010，38(12):10-18.
[2]熊湛，磨季云.塔吊起重机臂桁架的拓扑优化设计[J].武汉科技大学学报，2014，37 (3):197-198.
[3]苏文力.基于ANSYS的门座起重机门架结构优化设计[J].湖北工业大学学报，2013，28(4):83-85.
2.概述数学模型建立
2.1概述BP神经原理
这主要是一种较为常见的人工神经传播网络，大部分神经网络都采用此模型。他的运转思想是学习的动态过程，主要由正向信号传播综合反向误差传播。正向信号传播的的过程是信息输入样本经输入层、隐藏层处理之后通过输出层输出，若出现预期值与输出值极度不符时，则进入另隐层反向传播，与正向传播方向正好相反逐层传播，在各层都获得单元性的误差传播信号，根据这个信号，可以将单元权值进行修改。这个不断的信息调整过程，就是BP网络神经原理。根据此将输入数据的误差值缩小到最小的或事先确定的范围内。
对岸边集装箱起重机设计的思考与建议 杨彦俊
对岸边集装箱起重机设计的思考与建议杨彦俊摘要：文章就起重机设计阶段中关于主驱动电机的选型以及设计中需要着重注意的事项提出了笔者的一些看法与观点。
关键词：电机选型要点；设计的考虑1 关于电机的选型1.1内容简介基于今天的技术，变频电机在岸桥上已经大量使用。
变频电机作为机构运行的一个重要组成部分，我们需要对其各方面的性能有一个基本的了解。
此章节给出了岸桥上变频电机选择要点，以及相关参数的校验，以示参考。
1.2电机选择要点1.2.1转速选择变频调速三相异步电机的转速是根据机械设备的运行速度进行选择的，电机的同步转速n1=60f/p（f额定频率，p极对数），额定转速n=60f/p*（1-s）（s转差率）。
确定电机的转速后，根据上述公式，电机需要选择额定频率和极数。
下面就岸桥上四大机构电机的选择来作一个举例说明。
对于岸桥的小车/俯仰/大车电机，要求转速1750r/min。
有以下两种方案可选择，选择1：基频选50HZ的4级电机，同步转速1500r/min，1500r/min～1750r/min为恒功率控制；选择2：基频选60HZ的4级电机，同步转速1800r/min，1750r/min以下为恒转矩控制，考虑到选择2的电机额定速度更接近要求转速，因此我们倾向于采用选择2的电机。
对于岸桥的起升机构，要求电机基准转速为850r/min，最高为1700r/min。
转速低于850r/min为恒转矩控制，转速从850r/min到1700r/min为恒功率控制。
可以有三种方案：选择1：选8极电机，标准50Hz为基准电机转速接近850r/min，但到1700r/min接近100Hz，高频噪声大，同时8级电机的价格最高，不推荐。
选择2：选6极电机，标准50Hz为基准电机转速接近1000r/min；基频为f=850/1000*50= 42.5Hz；当1700r/min时，频率为85Hz，可以推荐。
选择3：选4级电机，基频定为f=850/1500*50Hz=28.3Hz，当1700r/min时，频率为56.6Hz，这是针对不采用标准电机的作法，此时电机的基准频率可以根据要求来选定，可以推荐。
集装箱岸桥起重机小车运行机构的优化设计
随着经济的不断发展，世界各国之间的商贸往来也日渐频繁。
集装箱海运以其运量大、费用低、稳定性好的特点，成为目前使用最广泛的长途运输模式。
岸边集装箱起重机（岸桥）是用于完成码头集装箱装卸的重要设备，它的工作效率和稳定性会直接影响码头运输系统的作业生产。
随着科技的不断发展，集装箱岸桥起重机呈自动化、高速化和智能化发展。
小车作为岸桥的重要组成部分，其优化一直是提高整个岸桥工作效率、降低成本的关键。
为保证小车的稳定性，同时尽量减轻小车重量，本文对小车运行机构的参数进行建模，得到了合适的结构参数，并提出了对集装箱岸桥起重机小车运行机构的优化设计。
1 小车运行机构的参数化建模使用三维建模软件对小车进行三维参建模。
先从对各个零件进行参数化建模，然后结合零件和装配体的关系，按照关键尺寸建立尺寸的驱动关系，以完成装配体的参数化建模。
在完成小车运行系统模型搭建后，按照功能的不同对小车运行系统进行功能区的区分。
在系统内部功能区域内，各个零件之间的尺寸和不同的功能区尺寸之间都存在关联关系。
为了完成小车系统参数化的建模，需要分析结构中的尺寸关系，减少用来驱动的尺寸数量，达到参数化系统中驱动尺寸最少的要求。
在三维建模软件中，将小车结构系统每个特征的相关数据都用变量进行表示，以方便变量的提取。
此外，利用三维软件设计中的尺寸链接功能，找出系统的驱动尺寸，和各个零件间、配件间的尺寸相关联，建立驱动关系。
在建立尺寸驱动关系后，访问三维建模软件的变量表。
对变量进行编程开发，以达到驱动尺寸可以响应用户需求的目的。
要完成这一系列动作，具体步骤如下：（1）添加零部件：完成装配件的添加零部件操作。
（2）增加装配关系：通过自动编程接口创造参考对象，以一个对齐或者贴合的模型平面作为参考对象，然后为该平面创建对齐和贴合关系。
2 小车运行结构的主要尺寸参数为了完成岸桥起重机小车运行机构的优化，需要找出运行系统的关键尺寸参数，包括滑轮梁尺寸参数和滑轮尺寸参数。
岸边集装箱起重机总体设计毕业设计
前言随着经济建设高潮的到来，应该伴随出现一个文化建设的高潮。
在党的改革开放方针指导下，当今国内工业生产如火如荼，文化建设也是方兴未艾。
遗憾的是，起重机方面的文化建设却沉寂已久。
岸边集装箱起重机（简称岸桥）是集装箱码头的主力装卸设备和标志性建筑，其在我国各大港口中的地位和作用，历来为人们所重视和关注。
岸边集装箱起重机作为港口码头重要的技术物质基础，它体现了港口的生产力水平。
在岸边集装箱起重机中，结构件的费用要占整机的很大部分。
随着我国经济的高速发展，越来越多的岸边集装箱起重机投入使用，同时也面临一些问题，由于岸边集装箱起重机价格昂贵，用户总是希望尽量延长其使用寿命，制造时降低成本，提高集装箱装卸的工作效率。
岸边集装箱起重机总体设计1 集装箱吊具1.1 集装箱集装箱是一种具有足够承载强度和刚度，具有一定贮存容积，能重复使用，适用多种运输方式、便于货物装卸和整体快速换装的运输设备。
由于集装箱的规格繁多，为便于统计计算船舶的载运量、港口码头的吞吐量、库场的通过能力和机械设备的装卸效率等，国际上以20ft(6m)集装箱作为当量箱（TEU-TwentyFeetEquivalentUnit）来进行换算，将20ft(6m)集装箱称为标准箱。
这里设计是针对40ft的集装箱（40尺柜：内容积为11.8x2.13x2.18米，配货毛重一般为22吨，体积为54立方米）。
1.2 集装箱吊具的构造和特点集装箱吊具是一种起吊集装箱的专用机具，它具有与集装箱箱体相适应的结构，通过位于四角的旋锁与箱体的顶角件连接进行起吊作业。
集装箱吊具具有自动伸缩、自动开闭锁、自动对中集装箱等机构和多种连锁安全装置，作业辅助时间短，作业效率高。
集装箱吊架如图1-1所示。
图1-1集装箱吊架Fig.1-1 Container hanger集装箱吊具的额定起重量取决于相应的集装箱，其外形尺寸不应超过相应集装箱的最大外部尺寸（导向翼外）。
我国集装箱吊具型号和尺寸标准（GB 3220-82）.查起重机设计手册表3-6-3，选取集装箱吊具型号JD-30 。
关于桥式起重机主梁的优化设计的研究.docx
关于桥式起重机主梁的优化设计的研究起重机是现代化生产过程中必不可少的辅助工具，也是必不可少的生产设备，对安全声场，减少事故有着显著作用。
笔者根据自己从事的实际工作经验，研究了目前国内桥式起重机主梁优化设计的现状，分析了桥式起重机主梁优化设计国内外形式。
起重机是减轻笨重体力劳动，提高劳动效率，实现安全生产的起重运输机设备，在一定范围内水平移动和垂直起升的设备，具有作业循环性特点及动作间歇性特点。
在对桥式起重机主梁结构优化设计中，设计师研究的对象主要是主梁结构轻量化。
采用合理化的主梁结构，可以减轻起重机自重，其意义在于节约所消耗的钢材和控制成本，提高安全性能和运行稳定性，也减轻了桥架和厂房建筑结构的受载。
当今社会是一个倡导节能型的社会，节约能源和材料是起重机轻量化设计是本文桥式起重机主梁优化设计的一个主要问题，也是时代发展的问题。
桥式起重机主梁结构分析桥式起重机的种类比较多，根据主梁的数目分类可以分为单梁桥架和双梁桥架；根据结构可以分为箱型结构桥架、型钢梁式桥架、精架式桥架。
每种结构类型其性能都不同，箱型结构桥架是应用比较广泛的一种，工艺简单、组装方便、适用性强、抗扭刚度好及自动焊等优点，但是重量大，主梁易下饶，水平刚度较差，内部不易施焊，腹板与上翼之间的链接焊缝寿命低，同时横向加劲板与上翼缘板之间焊接容易开裂。
另外型钢梁式结构的主梁一般采用工字钢，一般应用于小车，结构简单，起重量较小。
随着新工艺、新结构和现代设计方法的应用，这些缺点正逐步得到改进。
在设计桥式起重机的桥架结构时，必须满足几个基本要求：桥架的刚度和强度要足够；桥架要必须和大小车运行的机构要配合好，确保正常运转；桥架重量的减轻有助于经济的意义，因此尽可能降低自重；结构设计尽量美观和便于批量生产。
目前国内外采用的桥架主梁比较典型的和箱形截面的双腹梁式和四桁架式，其它类型都是这两种基本型式发展而成的。
四桁架式桥架主要由主桁架、上下水平桁架、辅助桁架以及箱形截面的端梁所组成。
基于线性规划方法的岸边集装箱起重机大车布局优化
与防风拉锁的干涉问题。 若将驱动马达竖直安装，这样1个台车上就能
够布置2套驱动机构,紧挨防风拉锁的台车就无需 布置驱动机构，从而能够避免与防风拉锁的干涉。 但是该布置方法会引起如下问题:①马达接线盒位 置过高不便维护;②整个驱动装置过高，可能会与
定电流232 Ao在进行额定4 000 t/h装船时，现场 检测实际的工作电流为205 A,实际工作输出的功 率为116 kW,与计算功率基本吻合。在后续的抛料 皮带机设计时，可采用此方法进行驱动电机的计算 和验证。
Abstract: As the special position of windproof lock in some terminal and the driving mechanism of quayside con
tainer crane is difficult to avoid,the wheel layout should be adjusted to avoid interference with windproof lock. At the same time, various restrictive factors such as wheel pressure, layout, shipping, and total width limitation should be considered. In this paper,the mathematical model of this problem is established and the optimal solution under certain constraints is ob tained by linear programming method. Through verification and comparison, the optimum wheel layout scheme which does not affect the design of the balancing beam structure can be found out in the optimum solution.
简述岸边集装箱起重机160T大梁固定装置设计
简述岸边集装箱起重机160T大梁固定装置设计摘要本文主要介绍岸边集装箱起重机160T大梁固定装置，进行相应的分析，得出综合设计参数后，根据岸边起重机大梁固定装置各个部分的进行合理设计，针对性的制定总体设计方案。
在设计过程中，使用了Auto-CAD软件进行零件的设计与制图，力学分析使用了Inventor软件进行仿真与校核。
此外，还使用了Inventor做三维模型，为制作实物做好充分的准备。
关键词挂钩力；钩体设计；底座设计；结构强度计算1 岸边起重机“大梁160T单钩固定装置”方案的确定大梁固定装置挂钩力所需参数如下，此参数根据某项目中用户及钢结构提供的各项数据为设计参考：上图为岸边起重机大梁俯仰80°后示意图。
前大梁长度（L）：前大梁长度由钢结构根据集装箱船的大小，是由集装箱船纵向能装箱数量来制定前大梁长度，按现在某项目钢结构给出的大梁长度，一般从绞点到前大梁头部为70m左右。
重心点距离（L1）：重心点距离为绞点至前大梁取中位置。
按前大梁长度70m，重心点一般为从绞点出发至35m处。
大梁固定装置拉点位置（L2）：每台岸边起重机的高度不同，所要的定位也有所不同，需根据实际钢结构将大致外形尺寸确定后获得此数据[1]。
前大梁及支座等全部自重（G）：前大梁的整体重量、前大梁上的拉杆、还有走道平台等全部的重量。
非工作风速（m/s）：因为岸边起重机都在码头边上工作，只有在正常的工作风速下才能工作，如果遇到暴风之类的话，就必须停止吊装集装箱作业。
非工作风速根据用户提供的码头自然环境资料中获得。
迎风面积（m?）：根据前大梁的最宽一侧的截面宽度来定，一般双箱梁的最宽截面为1.2米。
所以迎风面积为A=70×1.2×2=168 m?VS为非工作风速（m/s），按常规非工作风工况数值为55m/s根据以上数据先得出风的动压，风的动压由下式给出q=0.613VS2式中q为风的动压（N/m?）得出：q=0.613×55?=1854（Pa）风高系数（Kn）：（h/2）0.2 =（70/10）0.2 =1.47风力系数（Cf），考虑受风结构物体型、尺寸等因素风压的影响，大梁长度及离地高度，参考设计手册，得出风力系数为1.6风力（Ff），陆侧风往海侧吹风力：（Ff）=（q×A×Kn×Cf）/104 =71T因为前大梁俯仰为80°，力的方向a=10°根据上述的全部参数，可以得出大梁固定装置所需承受的挂钩力，计算如下：G×L1×Tan10°+ Ff×L1×cos10°）/L2200×35×Tan10°+ 71×35×cos10°）/30 ≈123T得出了挂钩力，就可以投入对岸边起重机大梁固定装置进行部件设计。