A型门式起重机小车运行机构及小车架设计开题报告

1. 研究目的与意义

近年来国内工业良心发展，国内工业化比重迅速攀升，对生产自动化的需求有着显著提升。对于生产用地的需求也越来越大，起重机在现有的工业生产中成了必不可缺的生产工具。随着现代科学的进步，起重机的发展也进入崭新的时代。

门式起重机应用于物流运输，矿业，机械生产等企业。大大减少了大型重型物品难以运输的问题，节约人力成本也同时保证了人力的安全。由小车，大车，起升机构，运行机构等组成，形成一个矩形工作区间将可作业区间拉长。门式起重机重要工作机构有运行机构，由运行支撑装置、运行安全装置、运行驱动装置构成。近年来，运行机构中新添变速器结构，以保证横向运行效率及安全。

起重机能否稳定运行其运行机构是设计中的重中之重，是联系起重机各环节的枢纽。影响着起重机的运行稳定和货物运行安全，使货物能平稳的运送到指定地点。同时要想运行机构达到良好的效果，小车的车架设计也同样重要，将直接影响起重机稳定。

2. 课题关键问题和重难点

关键问题：

（1）学习起重机设计，掌握国家规范要求、全面落实三化：标准化、通用化、系统化。贯彻落实国家标准。

（2）明确起重机小车运行方式，设计起重机运行机构与传动方式，思考小车平稳运行下所需要具备的各项要求。

3. 国内外研究现状（文献综述）

起重机是用途最广泛的搬运机械，广泛应用于各种企业中。起重机适用度也体现了整个国家制造业的发展兴盛，近年来国家经济高速发展，制造业水平越发兴旺，逐渐打破国外技术壁垒，拥有大吨位起重机。伴随国内新能源企业蓬勃发展，第三次国内航空母舰的建成，国内对于起重机的需求将会日益增长。伴随疫情进入尾声，世界经济开始朝着复苏好转，该设备前景将会变得更加广阔。将会想着大跨度，重载荷，高时速发展方向，这些将是起重机发展的必然趋势。同时在设备安全可靠的情况下尽可能降低功耗。

国外起重机发展起步比国内早，在各制造板块和材料方面有着强烈优势。在数字化应用领域，智能化，自动化应用方面很成熟。通过特殊工艺，对齿轮丝杆进行调教，优化结构设计，通过系统回传比如激光等结构对于运行机构数据实时处理，减少设备驱动中产生的震动，调整输送加速度，速度结合采样风速，对起重机输送进行优化处理，优化安全结构。国内在门式起重机设计，制造理念越来越小。

国外通过像ug，pro/e,solidworks等软件进行cae分析,大大增强了设计方案的可行性，减少了验证设计成本，减少了设计的开销，大大缩减验证周期。保证了起重机的可行性，给方案设计提供了一种新型的验证方式。

4. 研究方案

运行机构设计将它分为四个部分：部分确定运行机构总体方案，运行支撑装置设计，运行驱动装置设计及起重机安全装置设计，如下图

SHAPE \* MERGEFORMAT

图4-1 运行机构设计

通常起重机设计中对于小车驱动轮有以下几种布置方式：对面驱动，单边驱动，对角驱动，四角驱动。如图所示。a方案能保证驱动轮压于随取装置的位置保证基本不变，比较好控制最小轮压，方案b用于跨度小的起重机，同时该种起重机一般不对成，c方案需要臂架平整，此种方案能保证驱动轮压之和不与臂架位置产生变化，d方案最优可以基本多方位保证轮压之和保证不变。根据设计要求，最终选择方案a，对于本次设计过程中，需求不需要那么高，方案a能完全达成本次设计要求和d比比较经济，与c比会增大传动构建对于提及来说要求够大，和b相比此次设计为对称结构不予考虑。最终方案采用a方案。

图4-2 驱动轮分布方式

（a）对面驱动；（b）单边驱动；（c）对角驱动；（d）四角驱动

本次起重机运行机构采用以下传动方式，该种设计方式电动机放在小车车架中心线上，该种传动方案，单边轴承承受的单边扭矩约为电动机出轴扭矩的一半。在电动机与传动轴之间采用半尺联轴器与浮动轴联接，方便起重机安装，允许有较大的安装误差，其结构比较复杂，自重大。但有利于小车运行机构平稳运行，有足够的扭矩。

图4-3 驱动传动方式

运行机构因起重量、允许速度等设计参数的不同，而有多种传动方案。运行机构拉动小车运行。小车因自身重量附加可能负载会携带一定的重量会对小车车轮产生轮压。在运行过程中，轮子在负载和速度加持下可能会产生一定的偏移，导致小车侧翻出现搬运事故。在数据加持下车轮的选择很重要。

图4-4 车轮型式

（a）双轮缘；（b）单轮缘；（c）无轮缘

下面三种车轮形式各有优缺，结合本次设计要求，在内陆城市中风压不是很大，最后采用第二种车轮形状，此种形状可以避免小车在运行过程中产生的偏移，同时该种方案比较经济。能有效增加小车在负载情况下的安全度，避免可能会出现的医疗事故。

为了保证小车在运行过程中有足够大的粘合力，要保证小车拥有足够的驱动轮。多数情况下，选取1/2的车轮作为驱动轮。驱动轮如果处理不当会导致运行机构工作过程中，小车在横梁上打滑，影响起重机的正常运行。要避免小车在运行过程中的打滑需要保证小车在轨道各时刻都拥有足够大的轮压来保证小车的粘合力。同时反向印证上述布局是否符合要求。

通过计算轮压，选取合适的车轮，并进行验证。计算电动机，选配试用电机进行满载，空载运算，检验电动机发热条件，实际运行速度，起动功率是否合适，验算减速器功率，小车打滑条件，算出扭矩，选择合适的低俗浮动轴并进行验证。

5. 工作计划

2023.1.2～2023.1.15 完成译文翻译，查阅文献，完成开题报告并上传毕设网。

2023.1.16～2023.2.5 指导老师审核译文和开题报告，根据指导老师意见完成修改。

2023.2.6～2023.3.19 按照开题报告的方案，开始毕设课题的计算及设计。