机械原理四连杆门座式起重机
机械原理四连杆门座式起重机
03
四连杆门座式起重机的 运动原理
起重臂的伸缩运动
伸缩方式：采用多节箱型结构，通过液压缸的伸缩实现起重臂的伸缩 运动原理：起重臂的伸缩运动是通过改变臂架长度来实现吊装作业的 优点：可实现远距离作业，提高工作效率和安全性 应用场景：广泛应用于港口、码头、桥梁等大型工程项目的吊装作业
吊钩的升降速度与 门座的旋转速度相 关
平衡系统的调节
平衡系统的组成：配重、拉杆、滑 轮等部件
调节方式：手动或自动调节，以满 足不同作业需求
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调节原理：通过改变配重和拉杆的 长度来平衡起重机的扭矩和倾覆力 矩
调节步骤：先确定配重的位置，再 调整拉杆的长度，最后进行测试和 调整
门座的旋转运动
门座的运动方式：通过四连杆机构实现旋转运动 旋转运动的原理：利用四连杆机构实现起重机门座的旋转 旋转运动的特点：可以实现大范围、高效率的旋转运动 旋转运动的应用：在港口、码头等场合广泛应用于货物装卸和搬运
吊钩的升降运动
吊钩通过连杆与门 座相连门座旋转时，连杆 带 Nhomakorabea吊钩升降
吊钩的升降运动实 现了重物的升降
适应性强，应用范围广
适应不同地形和作业需求，可在各种复杂环境下操作。 适用于多种货物装卸和搬运，如散货、集装箱等。 可用于港口、码头、货场、仓库等场所，提高作业效率。 结构紧凑，操作灵活，维护方便，可靠性高。
安全可靠，稳定性好
门座式起重机采用四连杆机构，具有较高 的稳定性和安全性，能够承受较大的载荷 和各种复杂的工作环境。
清洁工作：对设备进行定期清洁，防止污垢、杂物等对设备造成损坏。
维修工作：对损坏的部件进行及时维修或更换，保证设备的正常运转。
四连杆门座起重机变幅动载分析
四连杆门座起重机变幅动载分析1 引言四连杆门座起重机是一种主要工作机构安装在回转平台上，可沿着地面轨道运行的回转臂架式起重机[1]，主要运用在港口装卸作业中，是一种周期性间歇动作的机械。
四连杆门座起重机工作时频繁地启动制动，而在启动、制动时，机械系统会产生强烈的冲击和振动，导致货载的突然性变化，从而产生剧烈的动载荷，进而影响其使用寿命[2-3]。
针对此类问题，分析四连杆门座起重机在变幅过程中货载的摆动问题，建立四连杆门座起重机在变幅过程中货载摆动的动力学模型，对该模型求解，得到货载摆动对四连杆门座起重机变幅机构所产生的水平动载荷；以一台起重量40 t四连杆门座起重机为例，分析其变幅工作时货载摆动对设备产生的动载荷，并通过Adams仿真，为该种四连杆门座起重机的动力学设计、疲劳设计、故障分析和日常使用提供参考。
我国在心理层面上对个体文化适应的研究较少，更勿论聚焦在民族传统村落村民身上。
鉴于黔东南侗族传统村落独特的历史、文化及可用于评估其文化适应工具的有限性，本文将用SL-ASIA量表来检验侗族村民的文化适应状态和结构，以此推进对特定地域、特定族群文化适应的了解。
2 变幅时的货载摆动分析2.1 货载摆动力学模型四连杆门座起重机在工作过程中，货载通过钢丝绳垂直悬挂在变幅机构臂架系统象鼻梁的下方。
当变幅机构启动开始变幅时，象鼻梁上货载悬挂点开始移动，对象鼻梁下方的货载产生扰动，从而使货载偏离平衡位置[4-5]。
为便于对四连杆门座起重机在变幅过程中的货载摆动进行分析，将其臂架系统近似为理想刚体，并将变幅机构的质量等效集中于货载悬挂点，略去钢丝绳的弹性，因此在变幅过程中的货载摆动可以等效为一个悬挂在小车上的单摆，如图1所示。
图1 变幅机构变幅时货载动力学模型以货载的摆动角度θ以及变幅距离x1为广义坐标，可以得到系统的动能、势能为：(1)V=-m2glcosθ(2)利用拉格朗日方程可以得到系统的动力学微分方程为：(3)在四连杆门座起重机变幅过程中，通常其变幅过程是匀速的，只在变幅开始或制动时，才产生相关联的变幅加速度，可将带有变幅加速度的项作为激励移至右边，当变幅开始时，该力即为变幅的驱动力，当变幅制动时，该力即为变幅的制动力[6]。
机械基本知识四连杆门座式起重机
机械原理2013—2014学年大作业设计题目：四连杆式门座起重机工作机构设计姓名：李瑞学号：20116447专业班级：11级铁道车辆一班指导教师：何俊2013/11/10题目介绍、要求以及数据设计题目：四连杆式门座起重机工作机构设计一、设计题目简介四连杆门座起重机是通用式门座起重机,广泛应用于港口装卸、修造船厂、钢铁公司,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（抓斗、简易集装箱吊具、吊钩）、电气设备及其它必要的安全和辅助设备组成。
通过四连杆控制在吊臂前后运动的时候）起吊节点保持水平高度不变。
二、设计数据与要求题号起重量t工作幅度（米）起升高度（米）工作速度m/min 装机容量KW L2 L1 H1 H2 起升变幅回转运行C 10 25 8 15 9 50 50 1.5 25 330三、设计任务1、依据设计参数绘出机构运动简图，并进行运动分析，确定实现起吊点轨迹的机构类型2、依据提供的设计数据对四连杆起吊机构进行尺度综合，确定满足使用要求的构件尺寸和运动副位置；3、用软件（VB、MATLAB、ADAMS或SOLIDWORKS等均可）对执行机构进行运动仿真，并画出输出机构的位移、速度、和加速度线图。
4、编写说明书，其中应包括设计思路、计算及运动模型建立过程以及效果分析等。
5、在机械基础实验室应用机构综合实验装置验证设计方案的可行性。
第一章、四连杆式门座起重机的介绍第一节、四连杆式门座起重机的概述门座起重机是起重机的一种，是随着港口事业发展起来的。
第一次在港口上运用门座式起重机是在1890年将幅度不可变的固定式可旋转臂架型起重机横跨在窄型码头上，这是门座起重机的第一次运用。
在第二次世界大战之后港用门座起重机迅速发展，在发展的过程中门座起重机还逐渐应用到作业条件与港口相近的船台和水电站等工作地点。
图1-1 M10－30门座起重机总图⒈电缆卷筒；2.转柱；3.门座；4.转台；5.机器房；6.起重量限制器；7.变幅机构；8.臂架系统；9.防转装置；10.吊钩装置；11.抓斗稳定器；12.抓斗；13.司机室；14.回转机构；15.起升机构；16.运行机构1、机构的运动简图为：2、起重机的起升机构为：起升机构是起重机最主要的机构，用以实现重物的升降运动。
课程设计--刚性四连杆变幅机构的运动分析与综合四连杆组合臂架式门座起重机
题目一：刚性四连杆变幅机构的运动分析与综合四连杆组合臂架式门座起重机：第四组数据：目录一、起重机械的概述二、门座起重机的部分机构介绍一）起升机构二）回转机构三）运行机构三、门座起重机的变幅机构一）变幅机构简介二）变幅机构的类型与特点四、刚性四连杆变幅机构的运动分析与综合一）机械运动分析的目的和方法二）图解法分析轨迹和速度三）用MATLAB进行四杆变幅机构结构参数分析五、小结六、参考文献一、起重机械的概述起重机械是用来对物料进行起重、运输、装卸或安装等作业的设备。
它是现代化生产必不可少的重要机械设备，对于减轻繁重的体力劳动、提高劳动生产率和实现生产过程的机械化、自动化以及改善人民的物质、文化生活需要都具有重大的意义。
起重机械在工况企业、港口码头、车站仓库、建筑工地、海洋开发、宇宙航行灯各个工业部门都有广泛应用。
它不仅可以作为辅助生产设备，完成原料、半成品、成品的装卸、搬运，进行机电设备的安装、维修，而且也是一些生产过程（如钢铁冶金生产）工艺操作中的必需设备。
在各种不同类型中的起重机中，门座起重机是我国研制最早、一种重要而又具有代表性的回转类型的有轨运行式起重机，它因具有能让运输车辆顺利通过的门架结构而得名。
门座起重机的工作机构具有较高的运转速度，起升速度可达1.17m/s，变幅速度可达0.92m/s，使用率高，每昼夜可达22h，台时效率也很高，一般可达100t/h以上；它的结构是立体的，不多占用码头的面积，具有高大的门架和较长距离的伸臂，因而具有较大的起升高度和工作幅度，能满足港口、码头、船舶和车辆的机械化装卸、转载，充分使用港口、码头场地，适应船舶的空载、满载作业，以及地面车辆的通行要求；还具有高速灵活、安全可靠的装卸能力，对提高装卸生产率，减轻繁重的体力劳动都具有重大的意义。
但门座起重机也有它的缺点，如造价高，用钢铁材料多，要较大的电力供给，一般轮压较大，需要坚固的地基，附属设备也较多，如变电所、电缆、地道、坑道、电源等。
机械原理四连杆门座式起重机说课讲解
机械原理四连杆门座式起重机机械原理2013—2014学年大作业设计题目：四连杆式门座起重机工作机构设计姓名：李瑞学号： 20116447专业班级： 11级铁道车辆一班指导教师：何俊2013/11/10题目介绍、要求以及数据设计题目：四连杆式门座起重机工作机构设计一、设计题目简介四连杆门座起重机是通用式门座起重机,广泛应用于港口装卸、修造船厂、钢铁公司,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（抓斗、简易集装箱吊具、吊钩）、电气设备及其它必要的安全和辅助设备组成。
通过四连杆控制在吊臂前后运动的时候）起吊节点保持水平高度不变。
二、设计数据与要求题号起重量t工作幅度（米）起升高度（米）工作速度m/min 装机容量KW L2 L1 H1 H2 起升变幅回转运行C 10 25 8 15 9 50 50 1.5 25 330三、设计任务1、依据设计参数绘出机构运动简图，并进行运动分析，确定实现起吊点轨迹的机构类型2、依据提供的设计数据对四连杆起吊机构进行尺度综合，确定满足使用要求的构件尺寸和运动副位置；3、用软件（VB、MATLAB、ADAMS或SOLIDWORKS等均可）对执行机构进行运动仿真，并画出输出机构的位移、速度、和加速度线图。
4、编写说明书，其中应包括设计思路、计算及运动模型建立过程以及效果分析等。
5、在机械基础实验室应用机构综合实验装置验证设计方案的可行性。
第一章、四连杆式门座起重机的介绍第一节、四连杆式门座起重机的概述门座起重机是起重机的一种，是随着港口事业发展起来的。
第一次在港口上运用门座式起重机是在1890年将幅度不可变的固定式可旋转臂架型起重机横跨在窄型码头上，这是门座起重机的第一次运用。
在第二次世界大战之后港用门座起重机迅速发展，在发展的过程中门座起重机还逐渐应用到作业条件与港口相近的船台和水电站等工作地点。
图1-1 M10－30门座起重机总图⒈电缆卷筒；2.转柱；3.门座；4.转台；5.机器房；6.起重量限制器；7.变幅机构；8.臂架系统；9.防转装置；10.吊钩装置；11.抓斗稳定器；12.抓斗；13.司机室；14.回转机构；15.起升机构；16.运行机构1、机构的运动简图为：2、起重机的起升机构为：起升机构是起重机最主要的机构，用以实现重物的升降运动。
机械原理四连杆机构
图4-19自卸卡车翻斗机构及其运动简图
4．定块机构
图4-16a）所示 曲柄滑块机构。 若取杆 3 为固定件， 即可得图 4-16d ）所示 的固定滑块机构或称 定块机构。 这种机构常用于 如图4-20所示抽水唧筒 机构中。
图4-20所示为抽水唧筒机构及其运动简图
5．偏心轮机构
图4-21a所示为偏心轮机构。杆1为 圆盘，其几何中心为B。因运动时该圆 盘绕偏心A转动，故称偏心轮。 A、B之 间的距离e称为偏心距。
在实际应用中，为度量方便起见， 常用压力角的余角来衡量机构传力性 能的好坏，称为传力角。显然值越大 越好，理想情况是=90。 一般机械中，=40~50。
大功率机构，min=50。 非传动机构，<40，但不能过小。
确 定 最 小 传 动 角 min 。 由 图 4-5 中 ∆ABD和∆BCD可分别写出 BD2=l12+l42-2l1l4cos
图4-18回转导杆机构
3．摇块机构
图4-16a）所示 的为曲柄滑块机构。
若取杆2为固定 件，即可得图4-16c） 所示的摆动滑块机 构，或称摇块机构。
摇块机构广泛应用于摆动式内燃机 和液压驱动装置内。如图4-19所示自卸 卡车翻斗机构及其运动简图。在该机构 中，因为液压油缸3绕铰链C摆动，故称 为摇块。
利用错列机构克服平行四边形 机构不确定性状态
利用辅助曲柄消除平行四边形机构 的不确定状态
三、双摇杆机构
两连架杆均为摇杆的铰链四杆机构 称为双摇杆机构。 图4-11所示为起重机机构，当摇杆 CD摇动时，连杆BC上悬挂重物的M点 作近似的水平直线移动，从而避免了重 物平移时因不必要的升降而发生的事故 和能量的损耗。
图4-11 起重机起重机构
机械原理四连杆门座式起重机教材
机械原理2013—2014学年大作业设计题目：四连杆式门座起重机工作机构设计姓名：李瑞学号： 20116447专业班级： 11级铁道车辆一班指导教师：何俊2013/11/10题目介绍、要求以及数据设计题目：四连杆式门座起重机工作机构设计一、设计题目简介四连杆门座起重机是通用式门座起重机,广泛应用于港口装卸、修造船厂、钢铁公司,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（抓斗、简易集装箱吊具、吊钩）、电气设备及其它必要的安全和辅助设备组成。
通过四连杆控制在吊臂前后运动的时候）起吊节点保持水平高度不变。
二、设计数据与要求题号起重量t工作幅度（米）起升高度（米）工作速度m/min 装机容量KW L2 L1 H1 H2 起升变幅回转运行C 10 25 8 15 9 50 50 1.5 25 330三、设计任务1、依据设计参数绘出机构运动简图，并进行运动分析，确定实现起吊点轨迹的机构类型2、依据提供的设计数据对四连杆起吊机构进行尺度综合，确定满足使用要求的构件尺寸和运动副位置；3、用软件（VB、MATLAB、ADAMS或SOLIDWORKS等均可）对执行机构进行运动仿真，并画出输出机构的位移、速度、和加速度线图。
4、编写说明书，其中应包括设计思路、计算及运动模型建立过程以及效果分析等。
5、在机械基础实验室应用机构综合实验装置验证设计方案的可行性。
第一章、四连杆式门座起重机的介绍第一节、四连杆式门座起重机的概述门座起重机是起重机的一种，是随着港口事业发展起来的。
第一次在港口上运用门座式起重机是在1890年将幅度不可变的固定式可旋转臂架型起重机横跨在窄型码头上，这是门座起重机的第一次运用。
在第二次世界大战之后港用门座起重机迅速发展，在发展的过程中门座起重机还逐渐应用到作业条件与港口相近的船台和水电站等工作地点。
图1-1 M10－30门座起重机总图⒈电缆卷筒；2.转柱；3.门座；4.转台；5.机器房；6.起重量限制器；7.变幅机构；8.臂架系统；9.防转装置；10.吊钩装置；11.抓斗稳定器；12.抓斗；13.司机室；14.回转机构；15.起升机构；16.运行机构1、机构的运动简图为：2、起重机的起升机构为：起升机构是起重机最主要的机构，用以实现重物的升降运动。
机械设计四连杆门座式起重机(优.选)
机械设计2013—2014学年大作业设计题目：四连杆式门座起重机工作机构设计姓名：李瑞学号： 20116447专业班级： 11级铁道车辆一班指导教师：何俊2014/3/20题目介绍、要求以及数据设计题目：四连杆式门座起重机工作机构设计一、设计题目简介四连杆门座起重机是通用式门座起重机,广泛应用于港口装卸、修造船厂、钢铁公司,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（抓斗、简易集装箱吊具、吊钩）、电气设备及其它必要的安全和辅助设备组成。
通过四连杆控制在吊臂前后运动的时候）起吊节点保持水平高度不变。
二、设计数据与要求题号起重量t工作幅度（米）起升高度（米）工作速度m/min 装机容量KW L2 L1 H1 H2 起升变幅回转运行C 10 25 8 15 9 50 50 1.5 25 330三、设计任务1、依据设计参数绘出机构运动简图，并进行运动分析，确定实现起吊点轨迹的机构类型2、依据提供的设计数据对四连杆起吊机构进行尺度综合，确定满足使用要求的构件尺寸和运动副位置；3、用软件（VB、MATLAB、ADAMS或SOLIDWORKS等均可）对执行机构进行运动仿真，并画出输出机构的位移、速度、和加速度线图。
4、编写说明书，其中应包括设计思路、计算及运动模型建立过程以及效果分析等。
5、在机械基础实验室应用机构综合实验装置验证设计方案的可行性。
第一章、概述第一节、四连杆门座式起重机的参数起重机的主要参数有：起重量、幅度、起升高度、各机构的工作速度、工作级别及生产率。
此外，轨距、基距、外形尺寸、最大轮压、自重等也是重要参数。
1.1起重量起重量是指起重机安全工作时所允许的最大起吊货物的质量，单位为“kg”或“t”，用“Q”表示。
起重量不包括吊钩、吊环之类吊具的质量，但包括抓斗、料斗、料罐、工属具之类吊具的质量。
起重量较大的称为主起升机构或主钩，起重量较小的称为副起升机构或副钩。
副钩的起升速度较快，可以提高轻货的吊运效率。
门座式起重机1讲解
从动轮 驱动轮 撞杆式减速、停止、终点限位保护装置
返
1、大车行走机构的检查 回
1、电缆放完（卷筒上留有3圈的余量）与行走控制器的联锁开关； 2、行走避撞限位开关； 3、电动防跑制动器应具有防止突发阵风功能，可在风速达35m/s时
门机不产生滑移，作用时与行走控制器的联锁开关，断电时自动 动作。 4、设锚定装置，锚定装置作用时与行走控制器的联锁开关。 5、台车架末端设缓冲器及急停开关，并在缓冲前装设自动减速和自 动停止装置。 6、海、陆侧左右端各设置撞杆式减速、停止、终点限位保护装置。 7、四个门腿外侧合适处设有行走声光警报装置（LED声光警报器）， 上机斜梯入口处设有大车行走警示的LED警灯，要求起动前3S和停 止后2S声光报警动作。 8、电缆卷盘的安全保护装置。
门座式起重机
培训材料
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一、门机设备概述 二、大车行走机构 三、物料系统 四、旋转机构 五、起升机构
六、变幅机构 七、司机室 八、抓斗 九、风速指示器
该门机主要由组合臂架系统、人字架、转盘、以及安装在转盘 上面的起升、变幅、旋转机构及机房、电气房、司机室等上部回 转部分，和由圆筒式门架、平衡梁、运行台车、抗风防倾装置及 其它安全装置等下部非回转部分及一些辅助机构与结构组成。臂 架、象鼻梁、平衡梁、大拉杆通过铰轴连接，与人字架、转盘等 支承构件组成一个四连杆平面机构的组合臂架系统，通过变幅驱 动装置实现不同幅度范围内的作业要求。该门机在工作范围内不 仅能实现各机构的独立动作，同时能够实现起升、变幅、旋转的 单独或联合动作。
动脱落。喷淋口无堵塞。
2、料斗架
返 回
料斗架作用： 料斗架用于承载料斗在码头面 行走，
料 料斗架与门机行走机构通过钢管连接，通 斗 架 过门机行走推、拉使料斗架行走。
门座起重机详解 参考
曹妃甸港口有限公司弘毅码头分公司门座式起重机介绍一、门机结构1．门座式起重机概述及常用叫法门机是门座式起重机的简称，是有轨运行的臂架型移动式起重机。
在现代海河港口装卸设备中占有重要地位，它具有较好的工作性能和独特的优越结构。
我们港口总共有两种门机分别是MQ40-43和，下面我们介绍一下本港门机。
首先我们以我港门机MQ40-43来作了解认识。
本起重机为四连杆抓斗、吊钩两用门座起重机，适用于港口码头装卸焦碳、矿石等散货及件杂货作业。
门机上部有用于支撑和保证货物在变幅过程中做水平运动得四连杆组合臂架系统，其变幅驱动机构安装在机房上部。
机房内有起升机构、旋转机构、电气控制箱及电阻箱。
组合臂架系统由臂架、象鼻梁和刚性拉杠组成。
门机的旋转机构能使门机作360°旋转。
起升、旋转、变幅三个机构可单独或联合作业。
门架下有32个车轮支承、八个小电机驱动来完成门机行走。
为了大家更近一步的认识门机，熟知各部位的名称。
为了在以后的工作中各同事能将各名称达成统一各的叫法，方便大家的理解，也方便安全员的详细记录和维修队的检查，特制定本办法：（1） 门机行走---------统称为----------跑车（2） 门机向北行走---------------------往北跑车（3） 门机向南行走---------------------往南跑车（4） 指挥手势分为：起升 下降 左旋 右旋 点动起升 点动下降 增幅 减幅（5） 电缆卷筒动作: 收缆 放缆（6） 行走电机顺序为海侧北到南，路侧南到北 为1-8号电机。
（7） 门机端梁处放行走电柜的地方统称为行走间。
（8） 旋转电机以司机座在驾驶室为基准。
左为左，右为右。
（9） 沉锤，铁蛋，旋转球等等统称为防转套。
（10） 防转套，离心头和卡环相连接的部位叫快速接扣。
（11） 防风花纹螺丝，步步紧，法兰等统称为法兰。
（12） 机房内卷筒上的行走小车为电动葫芦。
（13） 手拉葫芦，斤不落，统称为手拉葫芦。
机械原理四连杆机构
图4-15 曲柄滑块机构的演化
若将弧形槽的半径增至无穷大，则 转动副D的中心移至无穷远处，弧形槽 变为直槽，转动副D则转化为移动副， 构件3由摇杆变成了滑块，于是曲柄摇 杆机构就演化为曲柄滑块机构，如图414c所示。
此时移动方位线mm不通过曲柄回转 中心，故称为偏置曲柄滑块机构。曲柄 转动中心至其移动方位线mm的垂直距离 称为偏距e，当移动方位线mm通过曲柄 转动中心A时（即e=0），则称为对心曲 柄滑块机构。
图4-5 压力角与传动角
它可使从动件产生有效的回转力矩， 显然Pt越大越好。而P在垂直于vc方向的 分力Pn=Psin则为无效分力，它不仅无 助于从动件的转动，反而增加了从动件 转动时的摩擦阻力矩。因此，希望Pn越 小越好。由此可知，压力角越小，机 构的传力性能越好，理想情况是=0， 所以压力角是反映机构传力效果好坏的 一个重要参数。一般设计机构时都必须 注意控制最大压力角不超过许用值。
图4-4 曲柄摇杆机构的急回特性
当曲柄由AB1顺时针转到AB2时， 曲柄转角1=180+，这时摇杆由C1D摆 到C2D，摆角为；而当曲柄顺时针再转 过角度2=180-时，摇杆由C2D摆回C1D， 其摆角仍然是 。虽然摇杆来回摆动的 摆角相同，但对应的曲柄转角不等 (12);当曲柄匀速转动时,对应的时间 也不等(t1>t2)，从而反映了摇杆往复摆 动的快慢不同。
BD2=l22+l32-2l2l3cosBCD 由此可得
l l l l 2l1l 4 cos cosBCD 2l 2 l3
2 2 2 3 2 1 2 4
当=0和180时，cos=+1和-1， BCD分别最小和最大（见图4-4）。 当BCD为锐角时，传动角=BCD， 是传动角的最小值，也即BCD(min) ；
门式起重机结构原理介绍
变幅机构的工作原 理：通过变幅油缸
3 的伸缩，带动变幅 马达和变幅钢丝绳， 实现起重机的变幅 运动
变幅机构的安全保 护措施：设有限位
4 开关、超载保护等 安全装置，确保变 幅机构的安全运行
门式起重机的安 全措施
安全防护装置
01
防风装置：防止起重机 在强风中倾覆
02
防滑装置：防止起重机 在湿滑地面上打滑
04
和行走机构
主梁上还设有各种电气、液压等辅
05
助设备，以满足起重机的工作需求
端梁结构
端梁是门式起重机的主要承重部件之 一，用于支撑起重机的主梁和载荷。
端梁通常由钢板焊接而成，具有较高 的强度和刚度。
端梁的一端与主梁连接，另一端与门 架连接，形成稳定的三角形结构。
端梁上通常装有行走轮和驱动装置， 用于驱动起重机在轨道上运行。
驱动装置：电动 机、减速器、制 动器等
运行控制：手动 控制、自动控制、 远程控制等
运行安全：防碰 撞、防超载、防 倾斜等安全措施
传动装置：齿轮、 运行速度：根据
链条、皮带等
起重机的类型和
用途确定
变幅机构
变幅机构的作用：
1 实现起重机在垂 直和水平方向上 的运动
变幅机构的组成：
2 主要由变幅油缸、 变幅马达、变幅钢 丝绳等部件组成
门式起重机结构原理介 绍
演讲人
目录
01. 门式起重机的组成 02. 门式起重机的工作原理 03. 门式起重机的安全措施
门式起重机的组 成
主梁结构
01
主梁是门式起重机的主要承重结构
主梁通常采用箱型结构，具有较高
02
的强度和刚度
主梁上设有轨道，用于安装起重机
门机简单原理资料
（ 4 ）在电动机突然断电的情况下，重物能够悬在空中。
（防止溜钩） （5）当电机通电后，悬空状态下的重物，通过操作手柄能 够继续起升或下降，整个机构恢复正常工作状态。（零 位、零压保护）
2、起升机构组成 起升机构主要由下列部分组成：驱动装置、传动装置、
卷绕系统、取物装置、制动装置和其他辅助装置。
起升电动机 制 动 盘 减 速 箱 联 轴 节
四、起升机构
1、起升机构任务
任何起重机械都是依靠起升机构升降货物的。起升机
构是是起重机的核心机构，它的工作好坏将直接影响到整 台起重机的工作性能。 起升机构通常有以下几个方面的任务： （1）提升或下放货物，与其他机构配合实现货物的位移。 （2）起升速度可调，以适应不同的工作情况。
（3）能够在起升运动状态和下降运动状态下制动，使货物 停留在空中任意位置。
JZR252-8
JZR251-8 JZR231-6 221
起重机最大高度（m）
起重机总重（t）
45
195
1、起重量
起重量是指起重机安全工作时所允许的最大起吊货物的质量， 单位为“kg”或“t”，用“Q”表示。我国港口现今比较常见的门 机起重量主要有10T、16T、25T、40T等几种。 门机起重量不包括吊钩、吊环等比较轻的吊具重量，但是包
起重量（t）
起升高度（m） 幅度（m） 轨距（m） 基距（m） 起升速度（m/min） 吊钩 抓斗 最大
10
25 16 30
最小
8.5
10.5 10.5 60
变幅速度（m/min）
回转速度（r/min） 运行速度（m/min） 电动机型号 起升
52
1.48 27 JZR272-10
变幅
门机简单原理
5
3
2 4
1
1、变幅电机 2、变幅齿条 3、减速箱 4、制动器 5、变幅电机风机
门机变幅机构同起升机构一样，也具有行程保护装置，M1030门机只有增幅前后极限限位，而新型的25T、40T门机则有 如增幅/减幅极限、增幅/减幅终点、增幅/减幅减速三级行程保 护。
有的门机还具有变幅25米鉴别限位。 变幅机构工作时起、制动产生的冲击很大，为了减缓冲击和 振动，必须在变幅机构中安装缓冲装置。常用的缓冲装置有弹 簧缓冲器、橡胶缓冲器、液压弹簧缓冲器。
上升 上升
同步
不动 下降
五、变幅机构
1、变幅机构的作用及要求 变幅机构是用来实现臂架俯仰，以改变工作幅度的机构。
它主要的作用是在满足起重机工作稳定性的条件下，在起重量 的最大幅度与最小幅度之间运移货物，以扩大起重机的作业范 围。门座起重机变幅机构可与起升与旋转机构联合作业，实现 货物的运移。
为了适应工作性变幅的需要，变幅机构应满足下面两点要 求： 臂架自重平衡
架式门座起重机两种。 ❖ 3、以上部旋转部分相对下部运行部分旋转的支承装置的
结构类型为主要标志。 门座起重机可分为转柱式门座起重机、定柱式门座起重
机、转盘式门座起重机和大轴承式门座起重机。
三、门机主要技术参数
❖ 门座起重机的技术参数是说明门座起重机工作性能的指标， 也是设计和选用起重机的依据。
❖ 起重机的主要参数有：起重量、幅度、起升高度、各机 构的工作速度、工作级别及生产率。此外，轨距、基距、 外形尺寸、最大轮压、自重等也是重要参数。
1、起重量 起重量是指起重机安全工作时所允许的最大起吊货物的质量，
单位为“kg”或“t”，用“Q”表示。我国港口现今比较常见的门 机起重量主要有10T、16T、25T、40T等几种。
机械原理四连杆门座式起重机
机械原理2013—2014学年大作业设计题目：四连杆式门座起重机工作机构设计姓名：李瑞学号： 20116447专业班级： 11级铁道车辆一班指导教师：何俊2013/11/10题目介绍、要求以及数据设计题目：四连杆式门座起重机工作机构设计一、设计题目简介四连杆门座起重机是通用式门座起重机,广泛应用于港口装卸、修造船厂、钢铁公司,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（抓斗、简易集装箱吊具、吊钩）、电气设备及其它必要的安全和辅助设备组成。
通过四连杆控制在吊臂前后运动的时候）起吊节点保持水平高度不变。
二、设计数据与要求题号起重量t工作幅度（米）起升高度（米）工作速度m/min 装机容量KW L2 L1 H1 H2 起升变幅回转运行C 10 25 8 15 9 50 50 1.5 25 330三、设计任务1、依据设计参数绘出机构运动简图，并进行运动分析，确定实现起吊点轨迹的机构类型2、依据提供的设计数据对四连杆起吊机构进行尺度综合，确定满足使用要求的构件尺寸和运动副位置；3、用软件（VB、MATLAB、ADAMS或SOLIDWORKS等均可）对执行机构进行运动仿真，并画出输出机构的位移、速度、和加速度线图。
4、编写说明书，其中应包括设计思路、计算及运动模型建立过程以及效果分析等。
5、在机械基础实验室应用机构综合实验装置验证设计方案的可行性。
第一章、四连杆式门座起重机的介绍第一节、四连杆式门座起重机的概述门座起重机是起重机的一种，是随着港口事业发展起来的。
第一次在港口上运用门座式起重机是在1890年将幅度不可变的固定式可旋转臂架型起重机横跨在窄型码头上，这是门座起重机的第一次运用。
在第二次世界大战之后港用门座起重机迅速发展，在发展的过程中门座起重机还逐渐应用到作业条件与港口相近的船台和水电站等工作地点。
图1-1 M10－30门座起重机总图⒈电缆卷筒；2.转柱；3.门座；4.转台；5.机器房；6.起重量限制器；7.变幅机构；8.臂架系统；9.防转装置；10.吊钩装置；11.抓斗稳定器；12.抓斗；13.司机室；14.回转机构；15.起升机构；16.运行机构1、机构的运动简图为：2、起重机的起升机构为：起升机构是起重机最主要的机构，用以实现重物的升降运动。
门座起重机四连杆组合臂架优化设计浅析
门座起重机四连杆组合臂架优化设计浅析摘要：详尽阐述了门座起重机四连杆组合臂架系统的优化设计方法，着重介绍了优化目标函数和约束条件的确定方法，并对优化前后的参数进行对比。
关键词:门座起重机；四连杆组合臂架；优化设计1 引言门座起重机是港口装卸作业的主要起重设备之一，其下部结构通常做成门型，称为门架，以保证其下方有一定的净空供铁路车辆或其他运输工具通行。
门座起重机是一种重要且具有代表性的旋转类型间歇动作有轨运行式起重机械，具有短暂、重复、周期性循环、起制动频繁及冲击载荷大等工作特点。
因其使用地点不同以及用户对产品的性能要求不同而具有多样化结构型式。
其中，按起重臂结构型式分为四连杆组合臂架式和单臂架式门座起重机，如图1所示。
单臂架门座式起重机结构简单、起重量大且自重轻。
四连杆门座式起重机采用最佳优化组合臂架系统，水平落差小、变幅平稳且功耗低。
a 四连杆组合臂架式b 单臂架式图1 门座起重机起重臂结构型式臂架是门座起重机的主要构件之一。
由于各种门座起重机的作业和使用条件不同，其臂架的组成方式、结构形式和受力特点都不同。
本文从分析四连杆组合臂架式门座起重机的特点入手，详细介绍四连杆组合臂架优化设计目标函数的确定、约束条件及优化算法的选择。
2 四连杆组合臂架式门座起重机主要特点四连杆组合臂架系统由臂架、象鼻架及大拉杆三部分组成，如图2所示，连同机架（也称人字架或上转柱）一起构成一个平面四连杆机构，并与其支承构件人字架、转台等形成四连杆平面机构，实现变幅过程中象鼻梁端点的水平移动。
为降低变幅机构驱动功率和提高机构的操作性能，目前普遍采用载重水平位移和臂架自重平衡两项措施。
四连杆组合臂架式门座起重机特点是：吊重在变幅过程中的水平位移依靠象鼻架头部在变幅过程中沿接近水平线的运动来保证。
物品摆动现象减轻，起升绳的长度变化及磨损减小。
图2 四连杆组合臂架系统3 四连杆组合臂架优化设计方法3.1 四连杆组合臂架补偿法原理当臂架变幅时，象鼻架的端点将描绘出一条曲线，如果臂架系统尺寸调整合适，在有效幅度S max-S min范围内，该曲线接近于一条水平线。
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机械原理2013—2014学年大作业设计题目：四连杆式门座起重机工作机构设计姓名：瑞学号： 20116447专业班级： 11级铁道车辆一班指导教师：何俊2013/11/10题目介绍、要求以及数据设计题目：四连杆式门座起重机工作机构设计一、设计题目简介四连杆门座起重机是通用式门座起重机,广泛应用于港口装卸、修造船厂、钢铁公司,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（抓斗、简易集装箱吊具、吊钩）、电气设备及其它必要的安全和辅助设备组成。
通过四连杆控制在吊臂前后运动的时候）起吊节点保持水平高度不变。
二、设计数据与要求题号起重量t工作幅度（米）起升高度（米）工作速度m/min 装机容量KW L2 L1 H1 H2 起升变幅回转运行C 10 25 8 15 9 50 50 1.5 25 330三、设计任务1、依据设计参数绘出机构运动简图，并进行运动分析，确定实现起吊点轨迹的机构类型2、依据提供的设计数据对四连杆起吊机构进行尺度综合，确定满足使用要求的构件尺寸和运动副位置；3、用软件（VB、MATLAB、ADAMS或SOLIDWORKS等均可）对执行机构进行运动仿真，并画出输出机构的位移、速度、和加速度线图。
4、编写说明书，其中应包括设计思路、计算及运动模型建立过程以及效果分析等。
5、在机械基础实验室应用机构综合实验装置验证设计方案的可行性。
第一章、四连杆式门座起重机的介绍第一节、四连杆式门座起重机的概述门座起重机是起重机的一种，是随着港口事业发展起来的。
第一次在港口上运用门座式起重机是在1890年将幅度不可变的固定式可旋转臂架型起重机横跨在窄型码头上，这是门座起重机的第一次运用。
在第二次世界大战之后港用门座起重机迅速发展，在发展的过程中门座起重机还逐渐应用到作业条件与港口相近的船台和水电站等工作地点。
图1-1 M10－30门座起重机总图⒈电缆卷筒；2.转柱；3.门座；4.转台；5.机器房；6.起重量限制器；7.变幅机构；8.臂架系统；9.防转装置；10.吊钩装置；11.抓斗稳定器；12.抓斗；13.司机室；14.回转机构；15.起升机构；16.运行机构1、机构的运动简图为：2、起重机的起升机构为：起升机构是起重机最主要的机构，用以实现重物的升降运动。
它是有电动机、卷筒、钢丝绳、滑轮组、减速器、制动器和吊钩组成。
滑轮是用来改变钢丝绳的受力方向的，可以作为导向滑轮，更多地用来组成滑轮组，它是起重机起升机构的重要组成部分。
卷筒在起升机构中用来卷绕钢丝绳，它将电动机的回转运动转换为重物升降或水平的直线运动。
制动器在起升机构中是不可缺少的组成部分，制动器的作用主要有：1、支持——保证重物能在空中保持不动；2停止——用摩擦消耗运动部分的动能，以一定的减速度使机构停止下来；3落重——制动器与重力平衡，重物以恒定的速度下降。
减速器可以用来改变转速，获得精准的转速，以达到减速的目的。
电动机通过联轴节与减速器的高速轴相连。
机构工作时，减速器的低速轴带动卷筒，将钢丝绳卷入或放出，经过滑轮系统，使吊钩实现上升或下降。
机构停止工作时，制动器使吊钩连同货物悬吊在空中，吊钩的升降靠电动机改变转向来达到。
3、起重机的变幅机构为：变幅机构是用来实现臂架俯仰，以改变工作幅度的机构。
它主要有两个方面的作用：一是在满足起重机工作稳定性的条件下，改变幅度，以调整起重机有效起重量或调整取物装置工作位置；二是在起重量的最大幅度与最小幅度之间运移货物，以扩大起重机的作业围。
港口装卸用门座起重机变幅机构的作用主要是指后者，它与其他机构联合作业，实现货物的运移。
1—象鼻架；2—拉杆；3—机架；4—动臂第三节、门座式起重机的分类门座起重机可按照以下形式分为：1、按照门架结构分：全门座起重机和半门座起重机全门座起重机：具有完整的门架，两条运行轨道在同一水平面上半门座起重机：不具有完整的门架，两条运行轨道不在同一水平面上，一条铺设在地面上，另一条铺设在库房或者特质的栈桥上。
2、按照起重臂结构类型分：四连杆组合臂架门式起重机：净空高度比较大，起重机总高度较低；但结构复杂，重量较大。
单臂梁式门座起重机：净空高度比较小，起重机总高度较高；结构较简单，总量较轻。
3、按照支撑装置结构分：转柱式门座起重机、定柱式门座起重机、转盘式门座起重机和大轴承式门座起重机。
4、按照用途分：装卸用门座起重机、造船用门座起重机和建筑安装用门座起重机第二章、四连杆门座式起重机的分析第一节、起重机的方案确定方案一：平行四连杆臂优点：重心易合成易确定，变幅过程中可以沿水平方向运动。
缺点：由于机构是平行四边形所以其稳定性不好，容易变形。
方案二：四连杆式臂架四连杆式臂架可以用反转法求得，简图过程如下图所示。
此方案的优点：重心以及其他点可以精确的求得，而且相对平行四连杆臂而言有更好的稳定性。
经研究比较最终确定方案为四连杆式臂。
第二节、机构尺寸的确定以及计算1、尺寸的确定：由于题目中要求E 点做水平运动，并且给出围是在8~25米之间，根据设计需要，暂且确定摆动臂为24米，CD 间距离设为4米，DE 间距离设为10米，拉杆长度设为22米，A 、B 两脚支架的坐标分别为（0,0）和（-6,8）。
并且用ADMIS 软件进行调试验证，此数据可以使得机构正常运行。
2、计算过程：如图，最大幅度时臂架、象鼻梁与水平线夹角的下线min α和min θ以及象鼻梁前后端长度L 和l 比值的选取实际设计时都有经验取值围：min 40~50α︒︒= min 8~30θ︒︒= (0.35~0.5)l L =由图可求出象鼻梁端点E 的坐标表达式：cos cos sin sin E E x R L y R L αθαθ=--=-2200222arccosarctan()HS R S H α+=+-sin arcsin R H Lαθ-=图中A 点为坐标原点，l0为AD 的杆长，l1为AB 的杆长，l2为BC 间的杆长，l3为CD 间距离，l4为DE 间距离，l5为B 点的纵坐标长度，l6为B 点的横坐标长度；α为AD 杆与x 轴见得夹角，β为BC 杆与水平的夹角，r 为AB 杆与AD 杆见得夹角，θ为AB 杆与x 轴的夹角；H 为悬挂点的高度，即E 点的纵坐标长度。
其中l0、l2、l4、l5、l6均为已知，则： l7在三角形ABD 中根据余弦定理可得：26251l l l +=l7²=l1²+l0²-2l1l0cosr →l7=√l1²+l0²-2l1l0cosr;式中的r=θ-α，tanθ=l5/l6；在三角形BCD中根据余弦定理l2²=l7²+l3²-2l7l3cosФ1可得Ф1=cos-¹（l7²+l3²-l2²/2l7l3）悬臂梁最大与最小夹角αmax、αmin计算公式：即α的取值围当摆角α在最大幅度Rmax时，y=H=l0sinα-l4sinΨΨ可以用α表示，因此可以求出αmin=41°；同理可以求出当摆角α在最大幅度Rmin时αmax=77°程序：层：目标函数function f=myfun1(x)；f=max(x(6))-min(x(6));将该文件保存为optim1.m约束条件、设计变量：function [c,ceq]=mycon1(x)amx=75*pi/2;smx=65;smn=31;H0=50;c(1)=x(1)-50*pi/180;c(2)=40*pi/180-x(1);c(3)=x(2)-25*pi/180;c(4)=10*pi/180-x(2);c(5)=x(3)-0.5*x(8); c(6)=0.35*x(8)-x(3);c(7)=x(4)-0.24*x(7);c(8)=0.2*x(7)-x(4);c(9)=x(5)-0.4*x(7); c(10)=0.3*x(7)-x(5);c(11)=x(9)-amx;c(12)=x(1)-x(9);ceq(1)=(-smx*tan(x(1))-H0)/((cos(x(2))*tan(x(1)))+sin(x(2)))-x( 8);ceq(2)=(H0+x(8)*sin(x(2)))/(sin(x(1)))-x(7);ceq(3)=acos((x(7)^2+H0+S0-x(8)^2)/(2*x(7)*sqrt(smn^2+H0^2)))+atan(-H0/smn)-x(9) ;ceq(4)=asin((x(7)*sin(x(9))-H0)/x(8))-x(10);ceq(5)=-x(7)*cos(x(9))+x(3)*cos(x(10))-x(11);ceq(6)=x(7)*sin(x(9))+x(3)*sin(x(10))-x(12);x(6)=sqrt((x(11)-x(4))^2+(x(12)-x(5))^2);将该文件保存为optim1c.m调用函数x0=[40*pi/180，8*pi/180，10];[x]=fmincon(optim1,x0,[],[],[],[],[],[],optim1c)外层：设计变量：目标函数：function f=myfun2(x)；f=max(x(2))-min(x(1));将该文件保存为optim2.m约束条件function [c,ceq]=mycon2(x)c(1)=x(3)-amx;c(2)=amn-x(3);ceq(1)=-R*cos(x(3))-L*cos(sd)-x(1);ceq(2)=R*sin(x(3))-L*sin(sd)-x(2);将该文件保存为optim2c.m调用函数x0=[40*pi/180，22*pi/180，9.373];[x]=fmincon(optim2,x0,[],[],[],[],[],[],optim2c)最终确定杆长为：B （5,8）；R=15.57；L=10；l=4；H0=8；θmin=20°；αmin=47.083°结构如下图所示：3、建模及仿真底座：中间部分：运动简图中的AD 运动简图中的BC 运动简图中的CE装配图：运动曲线：X轴方向位移曲线X轴方向速度曲线X轴方向加速度曲线Y轴方向位移曲线运动仿真综合图：总结通过本次机械原理大作业的分析，让我学会了很多知识，其中最深刻最重要的就是真正的懂了这门课程的精华所在。
在做作业期间也曾预见到各种各样的困难，刚刚开始的时候感觉无从下手，手足无措，但是慢慢的通过到图书馆查阅书籍资料和在网上查找相应的资料，慢慢的解决这些问题。
在建模的时候运用三维软件进行建模从而更加了解了四连杆门座式起重机的工作原理，最后当仿真运动动画出来的那刻，我真的很激动。