軌道式龍門起重機兩種大車行走機構側向力仿真分析

　　軌道式龍門起重機是一種重要的起重裝卸設備，常見于港口、鐵路貨場。此類起重機沿安裝在地面的軌道上運行。理想情況下，起重機的車輪沿軌道純滾動且車輪的輪緣與軌道側面留有一定的縫隙，不發生接觸。實際使用過程中，由于安裝誤差，同時也由于起重機的橋架是柔性體，在負載的作用下容易產生變形，會造成起重機大車的車輪運行軌跡發生偏斜，使車輪的輪緣與軌道側面摩擦而造成啃軌?？熊墝⒃斐善鹬貦C運行阻力增大，影響車輪和軌道使用壽命，嚴重時甚至發生脫軌，嚴重威脅起重機的安全運行[1]。
勾通[2]等結合實踐經驗及相關國家標準，從承軌梁尺寸、軌道安裝、車輪制造和安裝、橋架形變等方面分析了起重機運行時車輪發生啃軌的原因，并提出了預防和解決的方法。常子煜[3]等從車輪的水平傾斜超差、車輪的垂直傾斜超差、車輪跨距、對角線不等和車輪的直線度偏差、主動車輪直徑不等、車輪的安裝等因素對起重機啃軌的影響進行分析，并提出相應的解決方法和對策。牛潔[4] 等研究了起重機跨距與基距之間的比值對機構自鎖產生的影響，從起重機的設計、制造、安裝等方面對車輪啃軌原因做了簡要分析。
目前，多數學者對起重機啃軌這個問題的研究是從起重機制造和安裝誤差等角度出發，對起重機啃軌的問題進行定性的分析。本文首先分析了為自動化碼頭堆場研發的可高速運行的新型軌道式龍門起重機大車運行機構的防啃軌原理，然后通過 ANSYS 與 ADAMS 的聯合仿真，建立新型軌道式龍門起重機的剛柔耦合模型，對其進行仿真分析，并將結果與采用傳統大車行走機構的軌道式龍門起重機仿真結果進行對比。
1 新型軌道式龍門起重機大車行走機構
　　新型軌道式龍門起重機（見圖 1）共有 4 組相同的大車行走機構（見圖 2），分別通過銷軸將起重機支腿上的鉸接支座與大車行走機構上的鉸接支座鉸接。每組大車行走機構由上平衡梁、下平衡梁、鉸接支座、固定支承、回轉支承和臺車構成。起重機整機的重量通過鉸接支座傳遞給上平衡梁，再通過下平衡梁傳遞給臺車，下平衡梁可繞銷軸相對上平衡梁轉動，從而適應不平的軌道，保證各個車輪均載。

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4 結論
　　本文采用 ANSYS 和 ADAMS 剛柔耦合聯合仿真的方法對使用新型大車行走機構的軌道式龍門起重機進行了運動仿真。通過對兩種模型仿真結果的對比，證實了采用回轉支承的新型大車行走機構較采用固定支承的大車行走機構在發生偏斜行走時，能夠減小起重機承受的水平側向力的最大值。新型大車行走機構能夠有效減輕吊重偏載造成的啃軌現象，延長起重機車輪的使用壽命。

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