船用门机起重小车齿轮齿条驱动走行设计
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摘 要：介绍一种新型的起重小车驱动走行方式与设计，特别适用于船用门机。
1 概述
目前，门机上的起重小车一般为滚轮驱动和卷扬机牵引驱动两种形式。对于船用门机，船体工作时会产生一定的横倾角度[3]，最大为5°。对于滚轮驱动与卷扬机驱动，由于与小车轮与走行轨道间的滚动摩擦系数很小，当横倾角度超过摩擦角时，小车装置将产生自主运动，不利于整机运行。
此外，为了提高工作效率，门机的走行速度更大，启动时间变得更小，启动加速度更大，仅靠滚动摩擦力无法提供启动所需的大加速度。因此，为起重小车设计齿轮齿条驱动走行方式，不仅能有效抵抗船用门机的横倾，而且能满足高速运行与大加速度启动要求。
2 主要结构
起重小车齿轮齿条驱动走行机构系统包括主梁，四车轮起重小车，起重小车车轮轨道，驱动齿轮，齿条轨道和变速电机（如图1、2所示）[1] [2]。其中两条起重小车车轮轨道固装在两根平行主梁，起重小车两侧的前、后车轮对应压在两条车轮轨道上，两条齿条轨道与两条车轮轨道对应平行分别与两根主梁固接，两台变速电机对称安装于起重小车下部，连接在减速电机输出端的驱动齿轮与条齿条轨道对应啮合，电机动力驱使驱动齿轮沿齿条轨道移动，使四轮小车沿车轮轨道运动。
3 齿轮齿条驱动走行工作原理
3.3 齿轮齿条驱动走行原理
在船用门机起重小车齿轮齿条驱动实施过程中，两根主梁为起重机固定结构与船体固连，两条车轮轨道平行地固定安装在两根横梁上，两条齿条轨道对称平行设置在两条车轮轨道内侧，并分别与两根横梁固定连接，起重小车两侧车轮压在两条车轮轨道上；两个变速电机对称固接在起重小车下部车架，位于齿条轨道内侧，变速电机输出端分别与驱动齿轮连接。
变速电机驱动齿轮，在输入转矩作用下，齿轮齿条提供齿轮的转动动力，使齿轮沿两条齿条轨道移动，同时带动起重小车车轮沿车轮轨道大加速度启动，高速平稳运行。
4 结束语
随着我国水上工程的迅速发展，内河以及海上船用设备的需求日渐增大，类型和要求也在不断创新和丰富。门机作为传统的起重设备，在水上领域的应用越来越广泛，在效率，空间结构，起重小车走行速度等各方面的要求也越来越高。
由于水上的特殊环境，潮湿，横纵倾等不利因素会对门机的起重小车走行带来弊害，因此，齿轮齿条驱动作为一种新型的起重小车走行方法，可以使门机运行安全可靠，施工精度高，稳定性好，而且施工效率高。
目前用于长江航道岸基工程建设的25t长江抛石工作船采用了这种起重小车驱动方法，是目前国内最为高速，最平稳，最精确，最为先进的现代化起重设备。产生了巨大的经济效益和社会效益。
参考文献
[1]张质文等.起重机设计手册[c].北京：中国铁道出版社，1998.
[2]成大先等.机械设计手册[c].北京：化学工业出版社，2002.
[3]中国船级社.船舶与海上设施起重设备规范[s].北京：人民交通出版社，2007.
[4]濮良贵等.机械设计[s].北京：高等教育出版社，2001.