基于电磁学理论分析了永磁涡流制动基本原理,建立了制动力矩关于永磁体充磁厚度和底面直径、磁极对数、感应盘厚度、空气间隙厚度等参数的数学模型。对比分析了解析计算与Ansoft Maxwell仿真结果,验证了数学模型的准确性和实用性。探究了磁极对数、永磁体厚度和底面直径、空气间隙大小及其变化规律、感应盘厚度对制动力矩的影响机理,得到了制动力矩与以上各参数之间的特征关系,并根据门式起重机结构特点建立了吊重的动力学模型。结合20UMQ门式起重机起升机构性能,设计了永磁涡流制动参数,并基于Matlab/Simulink对制动特性进行了仿真分析,为起重机起升机构永磁涡流制动的设计提供依据。

针对门式起重机的结构特点，运用ANSYS软件的APDL语言创建了门式起重机参数化有限元模型，在两种危险工况下对其进行有限元分析，获得了门式起重机在这两种危险工况下的最大等效应力与变形分布。根据分析结果，对门式起重机的结构进行灵敏度分析，得到对门式起重机总体积影响较大的截面尺寸和外形尺寸，基于此，运用ANSYS软件内部的sub-problem优化算法对这些尺寸进行优化设计。在满足刚度和强度要求的前提下，使优化后的门式起重机总质量减轻了19．3％，取得了较好的优化效果。

在提升塔架安装600 t×150 m门式起重机时，提升重量非常大，提升吊点位置过于集中，提升过程中又滑移提升了支腿结构，在起重机的各个提升吊点处形成较大的应力。文中对该起重机的主梁提升点、刚性腿提升铰点的加强提出了方案，并设计刚性腿的滑移小车架。这些加强措施满足起重机的提升安装需求，保障了安装门式起重机时的安全性及起重机良好的使用状态。