試分析新型門(mén)式起重機(jī)的設(shè)計(jì)及優(yōu)化

李婧婷

摘要：將老式門(mén)式起重機(jī)在某一些方面優(yōu)化就可以成為新型便捷的工程設(shè)備。門(mén)式起重機(jī)又是在橋式起重機(jī)的基礎(chǔ)上研發(fā)而來(lái)的，它是橋式起重機(jī)的改造和優(yōu)化。門(mén)式起重機(jī)是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)便、使用可靠的起重機(jī)，它具有許多特點(diǎn)，安全性能優(yōu)良，經(jīng)濟(jì)性能的性價(jià)比較高。本文通過(guò)對(duì)新型起重機(jī)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)方法的研究分析，找到了門(mén)式起重機(jī)部分性能缺點(diǎn)。說(shuō)明了一些能夠優(yōu)化門(mén)式起重機(jī)的方法和措施，分析出更優(yōu)良的新型門(mén)式起重機(jī)的優(yōu)化特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：門(mén)式起重機(jī)；新型；質(zhì)量小；性能

門(mén)式起重機(jī)作為起重設(shè)備，在各類工程中，如水電站啟閉閥，交通運(yùn)輸行業(yè)的港口、中轉(zhuǎn)站裝卸集裝箱或件雜貨都應(yīng)用廣泛。然而，如今使用門(mén)式起重機(jī)的頻率已經(jīng)大大的增加了，它的起重量也在增重。老式的門(mén)式起重機(jī)已經(jīng)無(wú)法滿足這些過(guò)大的使用要求，因此，對(duì)門(mén)式起重機(jī)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)是非常有必要的。可以提高它的安全性能，讓施工人員使用放心。增加它的使用效率，使得工程進(jìn)度進(jìn)一步的加快。優(yōu)化它的經(jīng)濟(jì)性能，讓更多的人能夠以優(yōu)質(zhì)的價(jià)格使用它。另外，它的構(gòu)件也有許多設(shè)計(jì)不合理的地方，影響了設(shè)備的質(zhì)量和性能。其他的，還增加了過(guò)多的而不必要的投資。因此將設(shè)備更好的優(yōu)化，提高設(shè)計(jì)性能，是新型門(mén)式起重機(jī)中設(shè)計(jì)所需要的。

1.門(mén)式起重機(jī)的構(gòu)造

門(mén)式起重機(jī)是橋式起重機(jī)的一種變形。它的主要作用范圍是室外的貨場(chǎng)，散貨的裝卸。它的結(jié)構(gòu)大體上是有門(mén)型框架，主梁組成。大部分的門(mén)型框架是金屬構(gòu)造的，承受力，剪應(yīng)力都很強(qiáng)。主梁下的支撐腳可以直接在軌道上行走，便于貨物的裝卸。

1.1.門(mén)框結(jié)構(gòu)

門(mén)式起重機(jī)的門(mén)框架構(gòu)可以分為門(mén)式起重機(jī)和懸臂門(mén)式起重機(jī)。門(mén)式起重機(jī)的主梁沒(méi)有懸伸，小車(chē)在主跨度內(nèi)進(jìn)行。

1.2.主梁結(jié)構(gòu)

主梁結(jié)構(gòu)可以分為單主梁，雙主梁。單主梁的門(mén)式起重機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且它本身的重量較輕。便捷，簡(jiǎn)易是它的優(yōu)點(diǎn)，但是由于它自身質(zhì)量和形狀，以至于整體的剛度要弱許多。而雙主梁的門(mén)式起重機(jī)的就彌補(bǔ)了單主梁門(mén)式起重機(jī)的不足點(diǎn)。雙主梁的門(mén)式起重機(jī)的承載力較強(qiáng)，整體的穩(wěn)定性也很好。不太便利的是，它的質(zhì)量也相較于單主梁的要大許多，而且占地面積也大。另外，它的造價(jià)較高，不夠經(jīng)濟(jì)，但是實(shí)用。雙主梁門(mén)式起重機(jī)可以分為兩種形式，箱形梁和桁架類的。

2.門(mén)式起重機(jī)的設(shè)計(jì)

門(mén)式起重機(jī)的設(shè)計(jì)包含許多方面。首先，它的計(jì)變量包括主梁腹板內(nèi)凈距；主梁腹板高度；支腿上截面高度；支腿下截面寬度；支腿下截面高度；橫梁截面高度；馬鞍截面寬度；橫梁最小截面寬度；主梁蓋板厚度；主梁主腹板厚度；主梁付腹板厚度；支腿蓋板厚度；支腿腹板厚度；橫梁蓋板厚度；橫梁腹板厚度；馬鞍蓋板厚度；馬鞍腹板厚度等等。緊接著，是它的金屬結(jié)構(gòu)，主梁，門(mén)框，小車(chē)等。主梁的設(shè)計(jì)需要很多要求，先是要保證最大的垂直靜繞，還要保證橋架的最小滿載自振頻率。主梁的約束條件較多，一是主梁懸臂端根部最大正應(yīng)力；二是主梁懸臂根部最大剪應(yīng)力，三是主梁跨中危險(xiǎn)斷面最大正應(yīng)力。不僅如此，還要滿足門(mén)式起重機(jī)的剛度，承受力的強(qiáng)度，還有動(dòng)力特性。

3.門(mén)式起重機(jī)的優(yōu)化

3.1.對(duì)于小車(chē)的優(yōu)化

3.1.1.吊鉤

吊鉤的材料主要有DG20，DG20Mn等，采用不同的材料則既有不同的強(qiáng)度等級(jí)，導(dǎo)致吊鉤的質(zhì)量存在著較大的詫異。所以在選擇吊鉤的時(shí)候，要采用外形小巧，質(zhì)量較低，但是承受力較強(qiáng)，鋼性好的吊鉤。這種吊鉤的材質(zhì)主要是好的合金材料，雖然說(shuō)經(jīng)濟(jì)性能不高，但是安全性能，便利性能還是很好的。

3.1.2.滑輪

現(xiàn)在，大部分的起重機(jī)采用的滑輪都是灰鑄滑輪，是高溫焊接而成的，但是這種滑輪的質(zhì)量都極差，另外它的韌性也不強(qiáng)，所能夠承受的負(fù)重也不高。最大的缺點(diǎn)是，它的安全性能較低，容易破碎，還影響鋼絲繩的使用壽命。所以，滑輪的選擇，可以選擇鑄型尼龍。她的強(qiáng)度，韌性，使用壽命都比較高。不易破碎，有很強(qiáng)的適應(yīng)性，不怕磨損，不易腐蝕。另外，它的經(jīng)濟(jì)性能好，價(jià)格便宜。

3.1.3.起升的機(jī)構(gòu)

以往的起升機(jī)構(gòu)都是由又多又笨重，還不便利的各種機(jī)器部件所組成。以至于，它的整體體積龐大，質(zhì)量也大，不易使用。因此，為了是門(mén)式起重機(jī)得到優(yōu)化，目前新型的起重機(jī)采用的都是電動(dòng)葫蘆式的起升機(jī)構(gòu)。這種起升的機(jī)構(gòu)，安裝條件較低，便于安裝和使用。而且質(zhì)量輕，占地面積小，相對(duì)的它的工作效率也高。可以將此設(shè)備安裝在小車(chē)上，以便更多的節(jié)省占地面積，縮小起重機(jī)的極限尺寸，使得其的操作更加便利快捷。

3.1.4.小車(chē)架

傳統(tǒng)的小車(chē)架的設(shè)計(jì)過(guò)于保守，結(jié)構(gòu)也復(fù)雜，制造困難，不僅使用起來(lái)不便利，而且使用效率不高。因此，為了優(yōu)化安裝在門(mén)式起重機(jī)下的小車(chē)架，可以再小車(chē)架的橫梁置于兩端梁跨中，用螺栓和銷(xiāo)軸將主、副起升機(jī)構(gòu)分別固定兩次。這樣安裝出的小車(chē)架，構(gòu)造簡(jiǎn)便，也降低了制造的精度，優(yōu)化了功能性能和經(jīng)濟(jì)性能。

3.2.對(duì)于其他部位的優(yōu)化

3.2.1.車(chē)輪

車(chē)輪的材料有多種，不同的材料對(duì)于門(mén)式起重機(jī)的使用強(qiáng)度也不同。要優(yōu)化門(mén)式起重機(jī)，也就要優(yōu)化它的部件。車(chē)輪的選擇材料有合金鑄鋼和球墨鑄鐵型的。由于材料系數(shù)的是不同，它的承載能力就有差異，采用等級(jí)度較高的材料，則鑄造出來(lái)的車(chē)輪的承受越強(qiáng)，而且其車(chē)輪直徑小。看著精巧，便于前行。

3.2.2.軸承座和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)

普通的起重機(jī)的軸承座都是帶有角型的軸承箱的車(chē)輪組。這種軸承座的構(gòu)造極其的繁雜，體積也大，零件多。為了優(yōu)化這種不便的因素，可以將傳動(dòng)軸和車(chē)輪采用無(wú)鍵錐面聯(lián)接。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，可以采用三合一的驅(qū)動(dòng)方式。即電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)器和減速器合并組裝成一個(gè)部件。使得安裝便捷，調(diào)試簡(jiǎn)易，對(duì)于車(chē)架的變型影響也很小。優(yōu)化此可以提高了門(mén)式起重機(jī)的多種性能。

結(jié)語(yǔ)：

門(mén)式起重機(jī)是工程設(shè)備中很重要的機(jī)器設(shè)備，因此它的設(shè)計(jì)和優(yōu)化是很重要的。門(mén)式起重機(jī)為大型機(jī)械設(shè)備，其生產(chǎn)過(guò)程的主要耗能是電。使用新型的門(mén)式起重機(jī)不僅可以減少燃油材料的使用，節(jié)省能源，還能增加承受能力，提高工程的效率，便于工程人員的操作使用。對(duì)于門(mén)式起重機(jī)的優(yōu)化，是一個(gè)復(fù)雜的設(shè)計(jì)過(guò)程。根據(jù)以上的分析，大體上可以知道如何優(yōu)化門(mén)式起重機(jī)能是它的性能達(dá)到最佳，也大體了解到了門(mén)式起重機(jī)相比于其他類型起重機(jī)的優(yōu)點(diǎn)。

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