四连杆式门座起重机工作机构设计

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。主、副钩的起重量用一个分数来表示。例如15/3t，表示主钩的起重量为

15t，副钩的起重量为3t。16t门座起重机的标注：16/10－9～22/30。意为在9～

22m幅度内起重量为16t，在9～30m幅度内起重量为10t。

1.2幅度

幅度是指起重机旋转轴线至取物装置中心线之间的距离，用“R”表示，单位是“m”。当起重臂外伸处于最远极限位置时，从起重机旋转中心到取物装置中心线中间的距离称为最大幅度（Rmax）；当起重臂收回处于最近极限位置时，从起重机旋转中心到取物装置中心线之间的距离称为最小幅度（Rmin）。起重机的幅度不是一个孤立的参数，与起重量密切相关。

1.3起升高度

起升高度是指起重机取物装置上下极限位置之间的距离，单位是“m”，用“H”表示。下极限位置通常取为工作场地的场面或运行轨道顶面，吊钩以钩口中心为准，

抓斗以最低点为准。轨面上和轨面下的起升高度，分别用H

上和H

下

表示，H

上

十H

下

＝H。在确定起重机的起升高度时，要考虑到下列因素：起吊物品的最大高度、需要越过障碍的高度、吊具所占的高度等。对于港口门座起重机还要考虑船舶在低潮、高潮、空载、满载时的不同情况。

起重量（t） 3 5 10 16 25

工作幅度（m）最

大

25 25 30 25 30 30 最

小

7 8 9 8 9 9

起升高度（m）

轨

面

上

22 22 25 22 28 28

轨

面

下

15

1.4工作速度

起重机的工作速度包括起升、变幅、旋转和运行4个机构的工作速度。起

升速度是指起吊额定重量的物品时，吊具上升的速度，单位是“m/s”，用“V

升

”

表示。起升速度通常都很高，因为它关系到起重机的生产率。Q·V

升

＝常数。

旋转速度是指起重机旋转部分每分钟的转数，单位是“r/min”，用n

旋

表示。旋转速度规定：起重机在水平场地上，10m高度处的风速在3m/s以上，臂架处于最大幅度且带载时的转速。门座起重机的旋转速度一般控制在2r/min左右。变幅速度是指吊具自最大幅度至最小幅度间的平均速度，单位是“m/s”，用“V 变

”表示。门座起重机的变幅速度一般控制在O.75～0.92m/s之间。运行速度是

指整台起重机沿固定轨面每秒钟运行的距离，单位是“m/s”，用“V

行

”表示。门座起重机大车在装卸作业中是不需运行的，只有当调整位置时才需大车运行。大车运行机构是属于非工作性的，故大车运行速度不太高，一般控制在0．33～0.5m/s。

起重机的各工作机构，其工作速度应相互协调，以免因某一机构太快或太慢而影响起重机的整个工作循环时间。

1.5外形尺寸

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

D 10 33 9.5 20 12 50 40 1.

4 2

5

345

1.6金属形式的确定

起重机金属结构的形式可分为：轴心受力构件、受弯构件和压弯构件。这些基本构件根据受力大小和外形尺寸大小可分别设计成格构式、实腹式或混合式的结构型式。格构式构件由许多型钢、钢管或组合截面杆件链接而成的杆系结构，主要用于受力相对较小、外形尺寸相对较大的场合；实腹式构件主要由