双梁门式起重机小车设计

1前言

1.1起重运输机械国内外研究现状及发展趋势

1.1.1起重运输机械国内外研究现状

近年来，在国家宏观调控政策的影响下，我国工程机械产业进入了加速增长阶段，呈现出前所未有的繁荣态势。随着在生产过程中的工作要求和不断发展，在现代化的工矿企业、车站港口、建筑工地等国民经济各部门，越来越广泛地使用各种起重运输机械，进行装卸、输送、分配等生产作业。随着全球市场国际化的飞跃，工程机械发展异常迅猛，新理念、新技术、新工艺、新材料不断给予工程机械新的生命力。

随着生产水平的不断提高，起重运输机械的作用已超出作为辅助设备的范围，进而直接应用于生产工艺过程中，成为流水生产线上的主体设备组成部分。为了更好的适应大型水电建设工程中的筑坝工作，适用港口装卸工作、大型露天工厂和建筑工地的安装、起重运输工作，文献[1]中介绍了对现有的DMQ540/30型门式起重机进行的改造。为了在修建大桥中体现出起重机的作用，文献[2,3]着重介绍了浮吊和龙门吊架桥的设计与应用。由于大多起重机都在户外工作，在起重吊运重物中往往会受到空气阻力的影响迫使重物在起升过程中来回摆动，一般来说，建模和参数标识都是麻烦和费时的任务。为了解决这个问题，文献[4]为自动门式起重机介绍一个实用和智能的控制方法和实验性地评价。文献[5]介绍了一个新的计算方法对起重机吊臂和臂架进行刚度和强度计算。对于以往桥式起重机结构的优化设计多数是针对箱型主梁结构的，文献[6]介绍了采用混合离散变量优化的方法对四桁架门式起重机空间结构优化设计。

由于我国的起重运输机械行业起步较晚，虽然在技术上有了长足的进步，但相比国外的先进技术还存在着一定的差距。比如我国生产的产品性能一般，产品开发能力较弱，制造工艺水平较低，产品检测水平不高，配套件供应和质量问题一般，产品更新滞后，行业标准不规范等诸多问题。在未来的发展上应该加大与国外知名企业的合作和交流，为中国的起重机械未来发展提供广阔的发展平台。

1.1.2起重运输机械的发展趋势

随着科技的日新月异，当今国际起重运输机械朝着大型化、信息化、多用途、高效率的方向发展。这在不同程度上扩大了产品标准化，参数、尺寸规格化和零部件通用化的范围，为起重机械制造的机械化和自动化提供了便利的条件，为实

现自动化设计、加强流水作业生产、提高劳动生产率、降低产品成本和材料消耗，改进工艺流程，加强和提高企业管理水平等都具有很大的现实意义。

当今起重运输机械的发展趋势如下。

（1）起重机的大型化

大型化是机械装备的一个主要的发展方向。由于许多工艺过程需要的机械设备须向大型化发展，如受地域资源的限制，物料越放越远，起吊物料越来越重等，促推所使用的设备想大型化发展。目前，世界上最大的浮游起重机起重量达到6500t，最大的履带起重机重量为3000t，最大的桥式起重机起重量是1200t。带式输送机最大带宽达3.2m，输送能力最大可达40000t/h，单机最大距离能达60km 以上]7[。总之，起重机向大型化和高效化发展是当前的发展主流。

（2）起重机的信息化

信息化方向包括自动化、智能化、数字化和网络化等。自动化不仅是以减轻人们的身体的力量劳动，提高设备工效为目标；智能化是作为完成工作的手段，如利用计算机、单片机完成某种工作；数字化主要包括智能化设计、可视优化设计、虚拟设计，使人们更清楚的了解环境；网络化除了体现在异地设计和异地制造之外，还包括远程诊断与远程监控。信息化就是将机械技术和电子技术相结合，将先进的技术应用到机械的驱动和控制系统。目前已出现了能自动装卸物料、有精确位置检测和有自动过程控制的桥式起重机用于自动化生产线。起重机上还装有微机自诊断监控系统，能对自身的运行状态进行监测和维护。

（3）起重机的规模化

起重机向成套化、系统化、综合化和规模化发展。将各种起重机械的单机组合为成套系统，加强生产设备与物料搬运机械的有机结合，提高自动化程度，改善人机系统。目前重点发展的有港口集装箱装卸系统，工厂生产管理自动化立体仓库系统等。

（4）起重机的小型和多样化

现实生活中，有相当一部分起重机械在一般的车间和仓库等处使用，但工作并不频繁。为了考虑综合效益，要求这些起重机械尽量的减少外形尺寸，简化结构设计，减低维修成本，实现利益的最大化。

1.2本课题的研究意义和主要内容

1.2.1本课题的意义和目的

在过去四年的大学学习生涯中，学过了机械制图、理论力学、材料力学、机械原理、机械设计等课程内容，基本上掌握了一般机器零部件的设计方法；同时

通过对课外书籍的阅读，对桥式起重机，门式起重机等典型起重机的构造型式、工作原理和机构计算等也有了初步的了解。

起重机械包括的种类很多，本课题设计的是双梁门式起重机小车部分的设计，其意义是加深对起重机械的认识和理解，熟悉我国在起重机械方面的优劣及未来的发展趋势，以便未来的更好发展。

本课题设计的目的是综合运用之前学过的基础理论知识，对整体起重机的主要部分进行设计，学习设计方法，熟悉零件的工艺性，机器装配和安全技术等方面的知识，培养分析问题和解决问题的能力。

1.2.2本课题研究的主要内容

本次课题的题目是双梁门式起重机小车设计，主要是对起重机小车部分的设计研究。

起重机小车部分主要包括起升机构、运行机构和小车架。根据所给定的参数对起升机构和运行机构进行了计算，选定用于各个机构的电动机、减速器、轴承、联轴器等零件，然后根据确定的尺寸设计小车架并绘制结构图、主要零部件的零件图和整体装配图；最终完成设计说明书。

1.2.3小车设计的原始参数

表1.1小车设计的原始数据

2 小车总体结构设计

2.1 双梁门式起重机总体结构

双梁门式起重机是一种有轨运行的中小型起重机，适用于各种工矿企业、交通运输及建筑施工等部门的仓库及露天场所，作装卸或抓取物料等。本设计主要是对双梁门式起重机的小车部分进行结构设计，确定各部分参数，并进行计算校核，绘制装配图和零件图。

普通门式起重机一般由桥架、大车运行机构、起重小车、电气设备和驾驶室组成。其中起重小车安装于桥架上，由起升机构、小车运行机构、起重小车车架组成。图2.1为起重机结构示意图。

图2.1 双梁门式起重机结构示意图

1-门架 2-小车 3-大车运行机构 4-电气设备

起升机构的作用是实现货物的升降，它包括电动机、制动器、减速器、卷筒和滑轮组。电动机通过减速器，带动卷筒转动，使钢丝绳绕上卷筒或从卷筒放下，以升降重物。小车架是支托和安装起升机构和小车运行机构等部件的机架，通常为焊接结构。小车运行机构：驱动起重小车沿桥架上的轨道水平横向运行。

起重机运行机构的驱动方式可分为两大类：一类为集中驱动，即用一台电动机带动长传动轴驱动两边的主动车轮；另一类为分别驱动、即两边的主动车轮各用一台电动机驱动。中、小型门式起重机较多采用制动器、减速器和电动机组合成一体的“三合一”驱动方式，大起重量的普通门式起重机为便于安装和调整，驱动装置常采用万向联轴器。

起重机大车运行机构一般只用四个主动和从动车轮，如果起重量很大，常用增加车轮的办法来降低轮压。当车轮超过四个时，必须采用铰接均衡车架装置，使起重机的载荷均匀地分布在各车轮上。

本次设计课题为双梁门式起重机小车设计，主要包括起升、运行两大机构及其安全装置的设计计算和装配图与零部件图的绘制。