立柱式悬臂吊车优化设计

赵皓宇

摘 要：本文通过分析当前工业生产过程中关于立柱式悬臂吊车不足之处，优化设计出一种功能结构更具有稳定性、高效性、可靠性型悬臂吊车。在优化中重新进行电动机选型以及立柱，悬臂梁，传动装置进行简单优化。立柱式悬臂吊车起重搬运对象物体的同时，能更高效平稳快速的进行工作，从而提高工作效率，并且在对工作人员操作的要求上也降低标准，使得总体的工作效果提升起来。

关键词：立柱；悬臂梁；电动葫芦选择

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.04.010

1 绪 论

1.1 工业生产过程关于立柱式悬臂吊车现状及不足

随着我国改革开放的发展，逐步形成了中国特色社会主义体系，人民成为了最大的受益者，而我国正处于从农业大国向工业大国转化的重要历史时期。而工业也是改革开放以来进步最显著的行业，它在影响我国整体国力上升中有着举足轻重的地位。

悬臂吊车工作效率不高带来的不好的影响是十分大的，主要体现为：（1）生产效率的低下。在工业生产过程中它担任着大部分的主要的局部运输任务，而现今工厂中的生产是流水线类型，都是配套的，也就意味着会影响其他生产步骤，从而导致整个生产过程效率低下。（2）生产成本的提高。悬臂吊车的效率低下会耽搁时间，导致时间成本和费用成本的提高。

1.2 国内外立柱式悬臂吊车研究现状

1.2.1 国外研究现状

现目前国外对悬臂吊车的技术已经比较成熟，由于悬臂吊车的结构比较简单单一，关于此的研究已经比较定型。且己有多年的技术和经验，利用机械方式也进行了大量的研究。

1.2.2 国内研究现状

中国关于立柱式悬臂吊车的研究在世界上比较靠前，已经在该领域取得了十分不错成就，技术在世界处于领先地位。

1.3 课题研究目的与意义

该悬臂吊车为稳固性自动一体化设备，它可以在一定条件下实施对大物件的起吊、移动、放置等功能。例如在建筑工程中可以实施对重物体的精准放置以达到目的要求。在工作过程中，可以持续高效、稳定、安全的性能。通过对本课题的研究，将大大提高我国悬臂吊车类机械的工作效率，明显的提高了工业生产效果，对我国经济发展具有一定的历史意义，拥有无法估量的价值。

1.4 文章结构

文章打算理论结合实际入手，关于现今我国工业生产现状，针对于工业生产过程中遇到的一系列问题，从实际出发，理论结合实际，进行优化，完全体现关于文章中立柱式悬臂吊车的优化设计。文章有三部分，层层递进，每一部分都显示了关于立柱式悬臂吊车的优点。

一部分提出工业生产过程中关于立柱式悬臂吊车类遇到的一系列问题，为更好地解决问题，设计了立柱式悬臂吊车，了解立柱式悬臂吊车在世界上的情况，关于立柱式悬臂吊车的优缺点，文章对于工业生产效果增强的理论指导。

二部分提出了文章宏观结构，了解世界上目前的立柱式悬臂吊车情况，制定了立柱式悬臂吊车的优化方法。

三部分优化部件，重点有电动葫芦的选择。

2 总体方案与动力设计

2.1 工作原理

本文设计的悬臂吊车工作原理如下：电机通过旋转，将钢索放下，利用钢索联结的钩子将物体勾上来，即起重过程；通过移动小车的移动，使物体形成横向移动，同时承重臂旋转，纵向移动完成，即移动（位移）过程；最后再次通过电机的旋转，钢索再次下降，物体落地，物体的运输过程完成。

2.2 整体方案的设计

2.2.1 结构方案的设计

针对现有悬臂吊车设备存在工作效率低下、不稳定性、钢索不稳定等弊端，本文设计了一种全新的悬臂吊车。可以有效地解决工业生产过程中存在的问题。

关于结构方面的设计，提出了两点：

（1）在立柱和承重臂之间的另一支柱联结呈矩形状，本文将电动葫芦斜挂在8号梁上，提出一种用三角形状代替矩形状，由数学理论知识可知三角形具有更强的稳定性，将使得悬臂吊车在此处拥有更简单且更稳定的结构，给铸造工作上也带了更少的工作量。

（2）该悬臂吊车立柱是联结在地面上的，本文提出将立柱式悬臂吊车的立柱联结处安置在地面以下，因为在大量的工业生产过程中悬臂吊车对自身的移动性要求较低，由理论力学中静力学部分知识可知将立柱安置在地面以下会是悬臂吊车能承受更大的力，也就是可以搬运更重的物体，同时由于放置在地面下时，可将立柱低端的结构简化，给工艺制作降低了要求和标准，减少了生产成本，提高了经济效益。

（3）由材料力学部分知识可知，悬臂吊车的悬臂梁承受的应力由外端到内端有一个依次减小的特性，在材料加工上可选择将外半部分选择承受应力更好地材料，内半部分则选择承受应力一般的材料，以此增加悬臂梁的承重能力。

2.2.2 传动方案的设计

查阅相关资料可采用上述图所用的办法，本文重点在于结构的简单优化，关于传动装置采用比较广泛的办法，电动机1通过联轴器2与减速器3联系，通过各级的传动最终达到我们需要的效果。此方法结构要求不高，适合于与小型起升机构。

3 结语

通过对立柱式悬臂吊车的简单结构优化设计，使其功能更加稳定、完善，其方法对铸造工艺进行了简化，带来了经济效益。

参考文献：

[1] 邹建奇.工程力學 [M].大连：大连理工大学大学出版社，2009.endprint