门座起重机培训材料（共4篇）
篇1：门座起重机培训材料
l、制定门机设备单机润滑工作标准
根据门机设备型号多、新老并存的现状，要保证门机设备的正常运行，必须要抓好设备的润滑管理，润滑管理是设备管理的重点工作之一，首先，组织公司和2个门机队的工程技术人员，根据门机设备现状、图纸要求和润滑特点，分别制定相应的单机润滑工作标准，作为秦皇岛港务集团公司的企业标准。该标准分为门机润滑技术标准和门机润滑管理标准2部分，润滑技术标准规定单机的润滑部位、润滑点数、润滑材料、润滑方式、加油周期和清洁周期等。润滑管理标准则规定各类门机使用、维护和管理人员的润滑工作职责、权利以及具体的润滑工作注意事项等。
2、宣贯润滑工作标准并制定相应的措施
2.1 宣贯标准。进行润滑标准知识培训
领导非常重视设备的润滑工作，不仅将润滑工作归入企业资产计算机信息管理EAM系统，更明确指示在职工中做好标准的宣传、贯彻和实施工作。组织工程技术人员对门机司机和维修保养人员进行润滑工作专项培训，熟悉润滑工作标准，掌握单机设备的正确润滑方法。为保证润滑标准的宣传和贯彻，将润滑标准纳入了职工技能鉴定的一项考核内容。几年来，每个门机司机和维修保养人员都接受了门机润滑标准的正规培训，参培率达到了100%。
2.2 加强认识，消除误区
门机队搜集整理了以往发生的各种润滑不良而导致零部件损坏的例子，通过对比正确润滑的零部件的使用时间，使广大司机和维修人员对润滑工作的重要性引起重视。1991年投入生产至今的A311门机全体包乘组人员由于严格执行润滑标准，起升机构齿形联轴器使用，多次打开检查，轮齿磨损正常，仍旧完好如初。而1995年刚投人生产仅半年的A318门机左起升齿形联轴器就出现了异常响声，后经拆开检查发现齿间严重磨损，完全是润滑不良所致。针对部分职工存在润滑的目的只是使设备运行得快、加油量宁多勿少、有油就能润滑等错误认识，门机队领导以科学和技术的角度对职工进行培训，要求职工自觉严格地按照润滑标准维护管理设备。
2.3 制定相应的奖惩措施
在职工的月度奖金中拿出5%作为考核润滑工作的奖励基金。按门机润滑工作标准和职责奖励贯彻执行标准好的职工，同时也对个别职工忽视润滑工作实施经济处罚。
3、润滑工作标准的实施
3.1 加大对润滑设备的资金投入
1992年以来陆续投入码头生产的10台M10-33型、4台M16-35型门机均配置有集中润滑系统，在很大程度上减轻了司机加油工的劳动强度。 投入使用的2台M10-30型门机没有安装集中润滑系统，公司拨款14万元在2台门机上安装了多点柱塞泵集中润滑系统，为润滑配备的注油设备还有干油气动、电动注油泵和稀油气动注油泵等。近几年，公司每年都要投入一定资金用于润滑设备的采购和技术改进，这充分体现了领导对润滑工作的重视。
3.2 设备润滑管理的实施措施
(1) 润滑管理的“五定”方针
润滑管理的“五定”指定点、定人、定质、定量、定周期。门机队对每台门机设备“五定”方针的落实都制定了详细的措施，确保“五定”方针的执行不流于形式，
(2) 集中润滑系统各润滑点的监测
对这些润滑点，以往只能靠手工操作黄油枪进行加油，不仅劳动强度大，而且需坐等加油周期，待定保时才可进行加油作业。现采用多点柱塞泵集中润滑系统后，润滑保养工作可在定保停机时进行，也可在门机运转作业中进行，可实现门机的24h动态润滑。集中润滑系统能否正常运转直接关系到整车润滑质量的好坏。因此，需指定专人(包乘组车长、点检员等)负责随时检查集中润滑系统各润滑点的供油情况，重点是检查门机作业时集中润滑系统的运转状况。
(3) 现场油品监测，实施按质换油
以往对门机各机构减速器的润滑油采取的是到期换油的方法，以半年为一清洁周期，更换一次油。由于门机使用情况不同，该换油方法，一方面会导致有些油质恶化没能及时更换仍被使用，另一方面又会导致半年后油质没有明显变化而被放掉的浪费。针对以上弊端提出以下措施：选用高等级重负荷极压齿轮油替代以前的齿轮油，可冬夏通用，减少或取消传统的换季保养;对油品跟踪化验以达到按质换油的目的。
门机司机需要随时观察各机构减速器的运转情况，如减速器油温、起动性能、运转时间、是否需要补油等。若发现异常，及时汇报，由技术人员确定是否需要取样化验，并及时做好现场监测记录。在搞好现场监测的同时，还要做好以1年为周期的油品定期监测工作，现场监测与定期监测有效地结合，做到按质换油的润滑方法，使设备始终处于最佳状态。定期监测是指在做好现场跟踪的基础上，每年按期取样化验，化验的数量按计划安排。门机各机构减速器取样时，需停机15min，为了消除放油口处死角的影响，可先放掉200ml油，再用试瓶取样。油样送检时重点化验4项指标：油品运动黏度、闪点、水分、杂质。对化验不合格的点必须限期换油，以保证门机各机构减速器得到良好的润滑。实施按质换油后，门机队从未因油品变质而造成门机设备的停机、停产。通过实施按质换油，门机队取得了显著的经济效果。采用定期换油，每台门机平均每年消耗齿轮油约800kg，实行按质换油后，每台每年耗油量仅400kg，单机节油50%，全部门机每年可减少齿轮油的消耗约10t，为公司节约了大量的资金。多年的实践证明，按质换油是实施现场监测的重要手段之一，可以大幅度地提高门机的润滑质量。
(4) 专项检查旋转大轴承润滑情况
M10-33、M16-35型门机旋转大轴承的润滑养护，直接影响到门机的正常运行。忽视对旋转大轴承润滑情况的有效监测，将导致大轴承异常损坏，造成设备损失，影响码头的正常生产。公司强调加大对旋转大轴承的润滑管理，保证集中润滑系统的正常运转的同时不定期随机抽取润滑油样，进行分析，随时掌握大轴承的磨损情况。由于重视门机的润滑管理，我公司27台门机大轴承的运转情况始终处于良好的状态。
4、结论
自来，公司门机队由于强化了门机润滑管理，提高了门机运行的可靠性，取得了良好的经济效益。
(1) 实施按质换油后，每年可为公司节省10000kg(N-150)齿轮油，折合人民币10万多元。
(2) 对比以往由于润滑方面有问题造成的机损事故，停机、停产损失，人工费及修理费用，每年可为公司减少损失近10万元。
(3) 由于强化了门机润滑管理，年材料费消耗降低约40%。
(4) 月度门机设备单机完好率、使用率有大幅提高，临时故障率下降到3%以内，保证了码头正常生产。
(5) 显著延长了门机设备的使用寿命。由于强化了门机润滑管理，多台设备至今完好，这些无形资产的增加，有利地促进了装卸生产，推迟了设备更新时间。
篇2：门座式起重机结构强度分析
1 门座起重机的组成
门座起重机的结构形式如图1所示。其主要由大车行走机构、门架、转盘、机器房、人字架、臂架系统等组成。大车行走机构实现起重机的运行, 转盘实现起重机臂架的回转, 缠绕系统和臂架系统实现货物的升降, 起重机的带载变幅等动作。
1-大车行走机构2-门架3-转盘4-机器房5-人字架6-缠绕系统7-臂架系统8-主钩9-副钩
2 门座起重机的载荷种类
2.1 固定载荷SG
固定载荷即为起重机的自重载荷, 包括金属结构、机械装置、电气设备以及配重等。
2.2 额定起升载荷SL
额定起升载荷指总起升质量的重力。
2.3 惯性载荷。由水平运动加速或减速引起的惯性载荷, 可以用加速度值来进行计算。
SH=ac× (SG+SL)
式中, ac-运动部分对应的加速度。
2.4 侧向载荷。当两个车轮沿一根轨道偏斜行走时, 应考虑垂直于轨道的水平力所形成的力偶。
SK=21λP中, λ-侧压力系数, 取决于跨距与基距之比;P-受侧向力作用侧的起重机走轮上的最大总轮压。
3 模型建立
该起重机模型运用有限元软件ANSYS进行分析计算。考虑到各部分结构形式和受力情况的不同, 建模过程中采用了4种单元类型:梁单元Beam44、管单元Pipe16、杆单元Link8以及质量单元Mass21。
3.1 Beam44单元
Beam44具有拉伸、压缩、扭转和弯曲功能的单轴单元。该起重机的端梁、横梁、机器房底座和部分人字架采用的是箱型梁与工字梁结构, 这些部件都采用的Beam44单元类型。
3.2 Pipe16单元
Pipe16是一个轴向拉压、扭转和弯曲单元。该起重机的门架、部分人字架和臂架系统采用的是Pipe16单元类型。
4 起重机载荷工况组合
4.1 起重机工作状态
4.1.1 臂架上仰27°、45°、58°、78°, 同时起重机正常工作。
4.1.2 臂架水平, 臂架下俯13°处于锚定状态, 起重机不工作。
4.2 工况组合
该起重机的工况组合分为无风工作工况、有风工作工况和暴风工作工况。如果行走运动只是为了调整起重机作业位置, 而不是经常用于搬运货物, 不考虑侧向力的影响。各种工况下的载荷分别如下:
5 有限元法的计算原理
在文章的结构力学分析中, ANSYS采用变分学和最小势能原理进行求解。以一端固定一段自由梁为例。其总能量可用拉格朗日函数L表示。
由拉格朗日函数可知, L是ω和w"的函数, 即L=L (ω, w") , ω-为弹性梁的挠度。
其最小势能可用变分泛函数表示:
令δπ=0, 即可求出极值。
因为δw为任意函数, 所以, 这两项为弹性梁的边界条件, 第三项即为弹性梁的平衡方程。所以平衡方程为, 把 (*) 式代入, 得
由推理过程可知, 泛函数和平衡方程是等价的。首先假设一组符合于边界条件的试调函数, 并将其代入能量方程式中, 再对试解函数的各个系数作微分, 令之为零, 找出能量方程式的最小值, 最后解得试解函数的各个系数。其中可以利用三角函数、幂函数等作为试解函数。
6 整机计算结果及分析
6.1 许用应力的规定
该起重机主结构制造材料为Q345B, 其许用应力为:, σs=345MPa, n为安全系数。无风工况下的许用用力为230MPa;有风工况下的许用应力为259.4MPa;暴风工况下的许用应力为313.6MPa。
6.2 各个工况下的应力分布
计算结果中显示, 工作工况在78°是出现最大应力213.238MP, 位于变幅钢丝绳和臂架的连接处;非工作工况在-13°时出现最大应力240.704MP, 位于转盘和臂架的连接处, 如图2所示。
7 结束语
(1) 在用ANSYS进行结构分析计算时, 要全面考虑载荷组合及作用方式, 尤其是作用力很大但是合力为零的载荷, 如钢丝绳的预紧力等。 (2) 在实际工作中起重机金属结构受力比较复杂, 使用有限元软件ANSYS就可以较好的模拟起重机在各种工况下的真实应力情况, 大幅度提高整体结构可靠性及安全性。但是ANSYS是个分析工具, 对于具体的实际情况还是需要借助力学知识进行分析。 (3) 通过计算结果可以得到模型的应力分布以及各节点力, 可通过对数据的分析进行进一步的优化设计。如调整结构板厚以及配重的质量, 使得金属结构的整体应力分布最优化, 使得结构质量尽量轻巧的同时又能满足结构可靠性的要求。
参考文献
[1]潘钟林.欧洲起重机机械设计规范[S].上海振华港口机械公司译丛 (修订版) , 1998.
[2]陈玮璋.起重机金属结构[M].北京人民交通出版社, 1986.
[3]李谷音.港口起重机械[M].人民交通出版社, 2011.
篇3：门座起重机变幅系统优化设计
关键词：门座起重机；变幅系统；优化；Matlab
在四连杆门机中，变幅系统的优劣直接影响到了整机的性能。因此对整个变幅系统各部件尺寸的选择显得至关重要。
下面介绍如何建立有效的数学模型，并通过Matlab对其进行优化计算。
1 建立数学模型
设计变量、目标函数和约束条件称为优化数学模型中的三要素。
本文将优化系统归纳为10维。5个目标函数，共有19个约束条件。
我们对四连杆臂架的要求是：首先要求在整个变幅过程中由吊重产生的对臂架的力矩要尽可能小，然后是吊重在整个变幅过程中的落差要小，最后是希望臂架装置整体结构紧凑，重量輕。（图1）
2 基于Matlab的优化计算
Matlab对于解决此类的多目标优化有着很好的办法，前面总共讲了5个目标函数，所以这是一个标准的多目标的优化问题，可以用fgoalattain函数进行优化规划。计算步骤如下：
①将目标函数编制成M文件。②将非线性不等式约束条件也编制成M文件。③用相关Matlab程序语句调用fgoalattain函数进行优化计算。
3 工程实例
运用上述方法对公司45T四连杆门机进行计算，发现各个数据指标都有了不同程度的优化，尤其是变幅力矩，这一最为关键的数据减少了近50%，很好的起到了优化变幅机构驱动功率的目的，同时也提高了整机工作时的稳定性。
参考文献：
[1]陆国贤，丁怡四.联杆变幅装置优化设计，1979.
[2]严正宏.起重机运动机构参数优化设计，2008.
篇4：门座式起重机门架应力分析
门座起重机是具有沿地面轨道运行、下方可通过铁路车辆或其他地面车辆的门形座架的可回转臂架型起重机[1],广泛应用于港口、码头货物的机械装卸,造船厂船舶的施工、安装,以及大型水电站工地的建坝工程,是实现生产过程机械化不可缺少的重要设备[2]。
门座起重机按照结构分为臂架系统、人字架、旋转平台、司机室、门架等部分;按照机构分为起升机构、变幅机构、旋转结构、运行机构部分。其中门架结构是门座起重机最为典型的结构,门架结构支撑着上部旋转部分的全部自重和所有外载荷,因此,门架结构对整个起重机的稳定性有着重要影响[3]。为了保证起重机正常平稳运转,门架必须有足够的强度和刚度。
1 门架结构
按门架结构型式可将其分为转柱式门架、大轴承门架及定柱式门架,其中定柱式门架应用较少,本文不做分析。转柱式门架主要有下面两种型式:①交叉门架,这种门架是由两片平面钢架交叉组成的空间结构,它的顶面为一大圆环,其上装有环形轨道和大齿轮,门架当中有一个十字横梁,在横梁的交叉处装有转柱下支承的球铰轴承,在起重机轨道的同侧平面内用拉杆把两条门腿相连在一起,以增加门架的空间刚度;②八杆门架,这种门架的顶部是一个圆环结构,其上装有环形轨道和大齿轮,圆环断面常做成箱形的或宽腹板的工字形断面,在圆环下面是由8根撑杆组成的对称的空间桁架结构,每一侧面为由两根撑杆组成的三角形桁架结构,三角形的顶端夹角一般不小于30°,起重机的臂架和人字架都支承在旋转平台上,旋转平台与转柱相连接。
大轴承式门架结构型起重机的上部旋转部分通过大型滚柱轴承式旋转支承装置直接支承在门架上,这样上部旋转部分的垂直力、水平力和倾覆力矩通过大轴承全部传给门架顶部,从而使门架受力状况得到改善,如高圆筒形的门架即为这种结构。
2 测试方案
选取上述3种典型门架结构的门座起重机对转柱或者圆筒部分进行应力分析[4,5,6,7,8,9,10,11]。测试机型主要参数和应力测点分布分别如表1和表2所示。表1中的工作幅度专指起重机置于水平场地时空载吊具垂直中心线至回转中心线之间的水平距离,幅度有最大幅度和最小幅度之分,当臂架倾角最小时起重机幅度为最大幅度;反之为最小。
表2中,以面对转柱盖板时司机室在前方的盖板为后盖板,盖板左右侧方向以正对该盖板时的左右侧来划分。
表3~表5分别为3种机型的测试工况。表3中,定义臂架变幅平面与大车轨道平行时为“90°”方向,以司机位为准,顺时针/逆时针旋转。表4中,定义臂架变幅平面与大车轨道平行时为“0°”方向,以司机位为准,顺时针/逆时针旋转。表5中,定义臂架变幅平面与大车轨道平行时为“0°”方向,以司机位为准,顺时针/逆时针旋转。
3 测试结果与分析
对各个测点数据进行处理分析,得到在各试验工况下响应结果,如表6所示。响应拉应力值为正,用“+”表示或省略;响应压应力值为负,用“-”表示。
从表6可知,在转柱、圆筒上水平截面对称的2个应力测点,得到的最大应力值大小接近,应力的表现形式相反。
对采集到的应变数据进行应变-应力转换,将所测微应变转成应力值,得到应力响应图。图1和图2分别是交叉门架、八杆门架起重机转柱测点应力响应图,图3是圆筒门架起重机圆筒测点应力响应图。
通过对图1~图3分析得知,圆筒门架起重机的圆筒部分在各种工况下所受到的应力都较小,这种门架结构的起重机改变了门架的受力分布。对转柱式门架起重机布置的其他测点进行应力分析,发现在整机布置的所有测点中,上转柱部分的应力值都呈现较大的值,这就要求在平时的检测中要重点关注上转柱部位的损伤情况,上转柱的安全关系到整机的稳定性。在转柱、圆筒部分,对称位置的2个测点都表现了非常好的应力对称分布特性,在整个工况历程过程中,一个测点受到压应力,则对称的另一个测点就受到拉应力,反之,变化也相同。
4 小结
(1)圆筒门架起重机的圆筒部分受到的应力较小,而转柱式门架上转柱部分受到的应力值较大,对门座起重机的整体稳定性产生重要影响。
(2)正常的门座起重机,在转柱和圆筒同一个水平截面的对称2点受到的应力应该是数值接近、压/拉相反的。
摘要：门座式起重机是现代工业生产中不可缺少的设备,广泛应用在对物料的起重、运输、装卸等作业中,大大提高了劳动生产率。门架结构支承着旋转平台及其上面的所有结构,门架的稳定性决定着整机的稳定性。通过对不同门架结构型式的门座起重机进行应力测试,分析了门架结构的受力情况,得到了门架典型的应力分布状态。
关键词：门座起重机,门架,应力分析
参考文献
[1]王宏波.门座起重机支撑圆筒的故障诊断及基于MSC.Fatigue的门架结构疲劳有限元分析[D].武汉:武汉科技大学,2005:17-26.
[2]黄海.港口起重机金属结构安全性评价方法研究[D].武汉:武汉理工大学,2008:59-120.
[3]黄国健,刘柏清,王新华,等.在役门座式起重机应力测试技术探讨[J].自动化与信息工程,2011(6):29-31.
[4]Wang Xian-li,Zheng Jian-jun,Wu Zhi-min.Fracture model for predicting concrete cover-cracking induced by steel corrosion based on interface bond state[J].Journal of Shanghai University(English Edition),2009,13(3):219-224.
[5]Han Zeng-yao,Qu Guang-ji.Development and calibration of space debris risk assessment&protection optimization software[J].Aerospace China,2005,6(1):16-17.
[6]洪正,王松雷.门式起重机金属结构应力测试及分析[J].机械研究与应用,2012(6):81-83.
[7]仲莉芬.大型装船机主机结构运动学及动力学仿真分析[D].大连:大连理工大学,2013:22-26.
[8]Lee K H Sit-specific hazards and load models for probabilitybased design[D].Corvallis:Oregon State University,2004:20-26.
[9]Paik JK,Lee JM,Park Y,et al.Time-variant ultimate longitudinal strength of corroded bulk carriers[J].Marine Structure,16(8):567-600.
[10]Guedes Soares C,Garbatov Y.Reliability of maintained,corrosion protected plates subjected to non-linear corrosion and compressive loads[J].Marine Structures,1999,12(6):425-445.