1 行走轮箱介绍

    行走轮箱属于下横梁的一个子部件，也是堆垛机的重要组成部分，它负责支撑堆垛机的整体结构，并提供行走的平稳性和稳定性。行走轮箱的设计通常采用高强度材料，以确保其能够承受堆垛机在高速运行时的巨大负荷。根据功能的不同，可分为主动轮箱和从动轮箱。

行走轮箱一般是市购标准品，标准的驱动轮箱采用了高精度的电机和传动系统，能够实现快速、稳定的行走，提高了整个物流系统的作业效率。此外，堆垛机驱动轮箱还具备自动纠偏功能，能够自动调整堆垛机的行走轨迹，确保其始终保持在正确的轨道上，进一步提高了作业的精准度。不同厂家的驱动轮箱还具有一定的互换性。

随着用户专业知识的增长，越来越多的用户对仓储的空间要求近乎苛刻，堆垛机的下取货高度被不断降低，于是对堆垛机的结构设计师提出了更高的要求，这时候就无法使用标准的轮箱，需要将行走轮箱和下横梁整合为一体，在下横梁上安装行走轮及其轴承等附属部件。

行走轮组一般会由行走轮、轴承、行走轴以及一些附属结构件组成，具体可参照下图。其中主动行走轮还会包含驱动电机，驱动电机一般会采用K系列空心轴减速电机，直接套在主动轴上，再采用扭力臂的安装方式固定减速电机在下横梁上。

2 设计参数拟定

（1）堆垛机自重3000Kg，额定载重1000Kg;

（2）行走速度（m/min）：4~120，变频调速;

（3）工作的环境温度：-5~50°C;

（4）工作情况：每天工作8小时，每年工作300天;

（5）设计寿命：10年;

3 行走轮直径的确定

为了选择行走轮，应考虑以下因素以确定其直径：

（1）行走轮上的载荷；

（2）制造行走轮的金属材料；

（3）轨道形式；

（4）行走轮的转速；

（5）机构工作级别。

行走轮直径主要根据疲劳计算轮压选取，其计算公式为：

           公式①

式中：Fc为疲劳计算轮压，单位为N；

Rmax为堆垛机正常工作时行走轮的最大轮压，单位为N；

Rmin为堆垛机正常工作时行走轮的最小轮压，单位为N；

[Fc]为行走轮许用轮压，单位为N。

根据已知参数，代入公式计算：

    由于堆垛机行走轮一般为2组，两组行走轮所承受的载荷会存在一定的不平衡，这里引入系数1.5，经计算得出单个行走轮的计算轮压为：

    在实际应用中，堆垛机行走轮常采用圆柱形的结构，与头部带曲率半径的轨道配套使用，该结构的接触形式为点接触，从理论分析来看，应按点接触计算。这对于新车轮、新轨道在最初使用阶段与实际情况是相符的，但在行走轮运行过程中不可避免地会存在碰撞、发热、磨损等情况，随着使用时间的增长，轨道头部和车轮会出现不同程度的磨损，车轮与轨道之间的接触形式将逐步成为线接触。此外，在实际生产中，P24~P50钢轨头部的曲率半径都是300mm，即不论选用何种型号的钢轨，按点接触计算，对结果均无影响，这也与实际使用情况不符。因此，考虑到实际使用情况，在此按线接触计算，其公式为：

           公式②

式中：C1—转速系数（按表1选取）；

C2—工作级别系数（按表2选取，工作级别按表4判定）；

D—车轮直径（mm）；

L—车轮与轨道接触的有效长度（mm）；、

K1—与车轮材料有关的许用接触应力常数（按表3选取）。

对公式②进行变换，可得出车轮直径的计算公式：

起重机构工作级别可由表4 来判定：

C1按110转/分钟取0.79，工作级别按M5取1.0，轮宽按100mm，轨道选P30，车轮与轨道接触长度按轨道圆弧面长度取45.6mm，材料抗拉强度按600取5.6，代入公式计算得出车轮直径最小值。

以上接触长度选择时选的是最大值，由于车轮和轨道接触面的特性，其接触长度需要经过长时间磨合之后才有可能达到整个圆弧贴合接触（即达到45.6mm），即实际接触长度会小于45.6mm（比如按70%折算时，接触长度仅为45.6*0.7=31.92mm），接触长度减少会导致轮径增加（接触长度按70%计算时，轮径需大于195mm）。最终车轮轮径的选择，在此基础上，需考虑结构需求、安全余量、系列化、标准化等其他因素综合选取 D=300mm。

    我们在实际应用中通常不用计算轮径，考虑到加工工艺稳定性、批量制作成本、备品备件等因素，一般公司都会有企标件、通用件供大家选择，并不允许大家选用其他规格的行走轮。这对设计来讲是简化了很多，但对于学知识来讲并不友好，因为公司只会让你选这个规格，不会告诉你为何选这个规格。