20t龙门起重机大车运行机构设计(附件)【字数：7684】
摘 要在我国二十年来制造业和物流业的高速发展的前提下，门式起重机成为了港口、码头集装箱运输现场不可缺少的起重设备，在各种生产企业物流货场也是必不可少的设备。我国在建国以来，大力发展工业经济，工程起重机的生产与开发也取得了足长的改进，我国也一跃成为亚太地区乃至世界市场最大的工程起重机生产大国。龙门起重机运行机构包括大车运行机构和小车运行机构两部分，它不仅具有机械设备基本的传动装置典型结构，也具有自身结构特点。本文主要介绍了20t龙门起重机大车运行机构的设计。大车运行机构由电动机、减速器、制动器、传动轴、联轴器和车轮等组成。主要包括根据给定数据和要求进行设计计算和选型两个方面。设计计算过程可分为车轮与轨道的选择、运行阻力的计算、电动机的选用、选择减速器、选择联轴器、电动机的验算、减速器的验算、制动器的选择、起动和制动打滑验算。
Key words：Gantry Crane；Design of the trolley running mechanism；Motor 目 录
绪论1
1.1引言1
1.2起重机械的分类1
1.3门式起重机的组成2
1.4大车运行机构2
1.4.1组成及传动原理2
1.4.2车轮与轨道3
1.4.3运行机构的计算4
1.5工程起重机的发展趋势5
第二章 大车运行机构设计计算5
2.1车轮与轨道的选择5
2.2运行阻力的计算7
2.2.1摩擦阻力的计算7
2.2.2坡度阻力的计算8
2.2.3风阻力的计算8
2.2.4运行总阻力的计算8
2.3电动机的选择9
2.4选择减速器9
2.5选择联轴器9
2.6电动机的验算10
2.6.1电动机过载能力的验算10
2.6.2电动机的发热验算10
2.6.3起动时间的验算11
2.7减速器的验算12
2.8制动器的选择12
2.9起动和制动打滑验算14
第三章 总结16
致谢17
参考 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
文献18
第一章 绪论
1.1.引言
起重机械顾名思义是搬运重物，运作物料，以便配合的设备工作。起重机械在这几十年来，也依靠了生产模式规模化，科技技术的开拓创新，除了广泛应用于轻重工业，也在其他行业如经济行业迅速发展。现如今，起重机械的发展已经逐渐成熟，无论是起重机械相关生产流水线的具体化，高效化亦或是起重机械的技术研发，对于一个国家的工程经济无疑是至关重要的。本文主要介绍的是龙门起重机结构及其大车运行机构设计。
1.2.起重机械的分类：
因为起重机械的广泛应用，需要配合相应的工作的场合，因此起重机械种类繁多。在分类时根据机构数目、工作性质等条件，起重机械具体分类如下图所示：
/
起重机分类示意图
本文主要讲述龙门起重机，门式起重机的种类较多，按照不同的分类要求可大致分为如下三种：
门架上部结构形式；
主梁结构：单箱形主梁（支腿多为L型）、双梁箱形主梁（支腿多为八字型）、矩形截面和三角形截面绗架结构梁等；
起重小车结构：电葫芦门式起重机、自行车式门式起重机和牵引小车门式起重机等。
1.3.门式起重机的组成
起重机的机构组成部分：机架、电机和控制系统，机构分布对应为门架、运行机构（大车小车）、电气设备。在工厂，工人一般称起重机为行车，称龙门起重机为龙门吊。
根据门式起重机的结构，必须要提到支腿，根据受载情况，又分刚性支腿和柔性支腿。这里要提到两个平面，支腿面和门架面，刚性支腿可承受两个面水平方向和垂直方向的载荷；但柔性支腿，在门架面无法承受水平力，支腿平面内相反，两个方向都可以。两根粗杆构成柔性支腿，截面一般采用管形或箱形截面，有的柔性支腿采用了桁架结构。
/
1.4.大车运行结构
1.4.1 组成及传动原理
大车运行机构由车轮、角型轴、减速器、联轴器、传动轴、制动器和电动机组成。
/
1大车车轮 2角形轴承箱 3联轴器 4减速器 5浮动轴 6制动器 7电动机
其传动原理为:
电动机通电运行产生电磁转矩,经联轴器和浮动轴传递到减速器,经过调速（一般为减速）,从输出轴输出转动力矩，经联轴器传递至大车车轮，驱使车轮沿轨道作滚动,从而使大车运行。
主动轮驱动形式分为集中驱动和分别驱动。集中驱动和分别驱动的区别在于：大车两边车轮是否由一台电机驱动，若一台，则为集中驱动，若两台，则为分别驱动。两种驱动特点及其使用场合如下。
（1）集中驱动：传动轴笨重繁杂，适用于小车或起重量小的桥式大车。
（2）分别驱动：安装布置简便，易于维修，设备体积小，但是要求车轮两边运作同步。需要注意的是，用于大跨度的龙门起重机，无法保证两边同步，应安装偏斜限制装置。
1.4.2 车轮与轨道
车轮的运行方式可以分为有轨和无轨两种，本文主要讨论有轨运行。
起重机工作时支撑起重机重量，保证起重机行驶的装置为车轮，车轮是相当重要的装置。车轮有多种，主要按轮缘形式分类：双轮缘形式，单轮缘形式和无轮缘形式。轮缘除了起导向作用，还可防止脱轨。应该将轮缘安装在轨道外侧一面。我们在大多数设计的情况中，通常将大车车轮设计为双轮缘，而小车则为单轮缘。在特殊情况，也就是使用了无轮缘的车轮，那么就需要安装水平轮，保证导向，抵消轮缘摩擦阻力，从而防止脱轨。
车轮踏面在设计时可以分为三种，圆柱形，圆锥形或鼓形，我们在设计时主要考虑圆柱形和圆锥形，在特定的工况，且只有起重机在工字梁下翼缘上运行的这种情况才采用鼓形踏面。
车轮组分为如下两种形式：
车轮安装于固定心轴。车轮安装除了要使车轮在轴上自由移动，确保正常运作之外，还应注意三个固定：保证车轮在心轴上的固定，保证车轮轴的固定，保证整体在机架上的固定。接下来需要安装滚动或滑动轴承，选择时，径向载荷和可能产生的轴向载荷都需要考虑。采用此种车轮组，工作原理就是齿轮组将驱动力矩系传给车轮。若车轮轮径较小，可以不使用连接件，齿轮与车轮轮毂直接安装在一起，也可在设计时，将齿轮与车轮设计成同一件。
车轮安装于转轴或转心轴上，安装于前者，则车轮为主动轮，安装于后者，即为从动轮。为了方便装拆和维修，在设计时，广泛使用轴承+角形轴承箱+机架的整体连接的方法。到后面的绘制车轮组装配图时，需要考虑从动心轮和主动心轮的区别，以及轴和车轮的配合。
3）车轮的大小
我们在设计车轮的尺寸时，一般采用轮压的大小来做为依据。轮压增加，车直径在设计时变大，同时需要考虑的是，若轮压过大，消耗变大浪费成本，并且车轮变大，车轮转速变低，在设计时需要的传动机构也会相应复杂。所以我们在在设计时应考虑到车轮直径的适宜尺寸，我们可以采用增加车轮数目的方法来保证车轮轮压降低。在车轮数多于五个时，也可以设计铰接均衡车架机构的方法，来平均分布轮压。
Key words：Gantry Crane；Design of the trolley running mechanism；Motor 目 录
绪论1
1.1引言1
1.2起重机械的分类1
1.3门式起重机的组成2
1.4大车运行机构2
1.4.1组成及传动原理2
1.4.2车轮与轨道3
1.4.3运行机构的计算4
1.5工程起重机的发展趋势5
第二章 大车运行机构设计计算5
2.1车轮与轨道的选择5
2.2运行阻力的计算7
2.2.1摩擦阻力的计算7
2.2.2坡度阻力的计算8
2.2.3风阻力的计算8
2.2.4运行总阻力的计算8
2.3电动机的选择9
2.4选择减速器9
2.5选择联轴器9
2.6电动机的验算10
2.6.1电动机过载能力的验算10
2.6.2电动机的发热验算10
2.6.3起动时间的验算11
2.7减速器的验算12
2.8制动器的选择12
2.9起动和制动打滑验算14
第三章 总结16
致谢17
参考 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
文献18
第一章 绪论
1.1.引言
起重机械顾名思义是搬运重物，运作物料，以便配合的设备工作。起重机械在这几十年来，也依靠了生产模式规模化，科技技术的开拓创新，除了广泛应用于轻重工业，也在其他行业如经济行业迅速发展。现如今，起重机械的发展已经逐渐成熟，无论是起重机械相关生产流水线的具体化，高效化亦或是起重机械的技术研发，对于一个国家的工程经济无疑是至关重要的。本文主要介绍的是龙门起重机结构及其大车运行机构设计。
1.2.起重机械的分类：
因为起重机械的广泛应用，需要配合相应的工作的场合，因此起重机械种类繁多。在分类时根据机构数目、工作性质等条件，起重机械具体分类如下图所示：
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起重机分类示意图
本文主要讲述龙门起重机，门式起重机的种类较多，按照不同的分类要求可大致分为如下三种：
门架上部结构形式；
主梁结构：单箱形主梁（支腿多为L型）、双梁箱形主梁（支腿多为八字型）、矩形截面和三角形截面绗架结构梁等；
起重小车结构：电葫芦门式起重机、自行车式门式起重机和牵引小车门式起重机等。
1.3.门式起重机的组成
起重机的机构组成部分：机架、电机和控制系统，机构分布对应为门架、运行机构（大车小车）、电气设备。在工厂，工人一般称起重机为行车，称龙门起重机为龙门吊。
根据门式起重机的结构，必须要提到支腿，根据受载情况，又分刚性支腿和柔性支腿。这里要提到两个平面，支腿面和门架面，刚性支腿可承受两个面水平方向和垂直方向的载荷；但柔性支腿，在门架面无法承受水平力，支腿平面内相反，两个方向都可以。两根粗杆构成柔性支腿，截面一般采用管形或箱形截面，有的柔性支腿采用了桁架结构。
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1.4.大车运行结构
1.4.1 组成及传动原理
大车运行机构由车轮、角型轴、减速器、联轴器、传动轴、制动器和电动机组成。
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1大车车轮 2角形轴承箱 3联轴器 4减速器 5浮动轴 6制动器 7电动机
其传动原理为:
电动机通电运行产生电磁转矩,经联轴器和浮动轴传递到减速器,经过调速（一般为减速）,从输出轴输出转动力矩，经联轴器传递至大车车轮，驱使车轮沿轨道作滚动,从而使大车运行。
主动轮驱动形式分为集中驱动和分别驱动。集中驱动和分别驱动的区别在于：大车两边车轮是否由一台电机驱动，若一台，则为集中驱动，若两台，则为分别驱动。两种驱动特点及其使用场合如下。
（1）集中驱动：传动轴笨重繁杂，适用于小车或起重量小的桥式大车。
（2）分别驱动：安装布置简便，易于维修，设备体积小，但是要求车轮两边运作同步。需要注意的是，用于大跨度的龙门起重机，无法保证两边同步，应安装偏斜限制装置。
1.4.2 车轮与轨道
车轮的运行方式可以分为有轨和无轨两种，本文主要讨论有轨运行。
起重机工作时支撑起重机重量，保证起重机行驶的装置为车轮，车轮是相当重要的装置。车轮有多种，主要按轮缘形式分类：双轮缘形式，单轮缘形式和无轮缘形式。轮缘除了起导向作用，还可防止脱轨。应该将轮缘安装在轨道外侧一面。我们在大多数设计的情况中，通常将大车车轮设计为双轮缘，而小车则为单轮缘。在特殊情况，也就是使用了无轮缘的车轮，那么就需要安装水平轮，保证导向，抵消轮缘摩擦阻力，从而防止脱轨。
车轮踏面在设计时可以分为三种，圆柱形，圆锥形或鼓形，我们在设计时主要考虑圆柱形和圆锥形，在特定的工况，且只有起重机在工字梁下翼缘上运行的这种情况才采用鼓形踏面。
车轮组分为如下两种形式：
车轮安装于固定心轴。车轮安装除了要使车轮在轴上自由移动，确保正常运作之外，还应注意三个固定：保证车轮在心轴上的固定，保证车轮轴的固定，保证整体在机架上的固定。接下来需要安装滚动或滑动轴承，选择时，径向载荷和可能产生的轴向载荷都需要考虑。采用此种车轮组，工作原理就是齿轮组将驱动力矩系传给车轮。若车轮轮径较小，可以不使用连接件，齿轮与车轮轮毂直接安装在一起，也可在设计时，将齿轮与车轮设计成同一件。
车轮安装于转轴或转心轴上，安装于前者，则车轮为主动轮，安装于后者，即为从动轮。为了方便装拆和维修，在设计时，广泛使用轴承+角形轴承箱+机架的整体连接的方法。到后面的绘制车轮组装配图时，需要考虑从动心轮和主动心轮的区别，以及轴和车轮的配合。
3）车轮的大小
我们在设计车轮的尺寸时，一般采用轮压的大小来做为依据。轮压增加，车直径在设计时变大，同时需要考虑的是，若轮压过大，消耗变大浪费成本，并且车轮变大，车轮转速变低，在设计时需要的传动机构也会相应复杂。所以我们在在设计时应考虑到车轮直径的适宜尺寸，我们可以采用增加车轮数目的方法来保证车轮轮压降低。在车轮数多于五个时，也可以设计铰接均衡车架机构的方法，来平均分布轮压。
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