欧式起重机车轮组的特点和类型

车轮组特点欧式起重机车轮组(图2-34)是运行机构的主要机械零部件。由于正反运转较频繁，要求车轮耐磨，使用寿命相对较长，因此设计时尽量使踏面较宽，轨道也采用方钢，满足车轮踏面的配合要求。欧式车轮要求车轮的直径尽量较小，一般采用在车架的腹板上套装轴承座结构，轴承座与车架用紧固件连接，承受的轮压相对较大，材料强度和组装精度要求较高，具有装配、拆卸方便，维修更换简单，使用寿命较长，外表美观等特点。图2-34欧式起重机车轮组传统车轮一般采用铸钢ZG340-640、ZG35CrMn、ZG35CrMnSi、锻钢DG45、65Mn材料，欧洲大多采用高强度球墨铸铁材料，国内普遍采用中碳低合金锻钢，如DG40CrMn2，也有起重机厂家开始采用高强度球墨铸铁材料。车轮组类型欧式车轮组按驱动型式可分为主动和被动车轮组;按所处位置分为大车和小车车轮组;按外形结构可分为月牙式轴承座、剖分式轴承座(图2-35)和偏心可调轴承座车轮组(图2-36);按车轮的侧面型状分为带孔车轮组和实心车轮组;按踏面的型状分为无轮缘、单轮缘和双轮缘车轮组;按轴的转动可分为动轴式和定轴式车轮组，一般定轴式车轮组(图2-37)用做被动车轮组。图2-35欧式大车端梁部分式轴承座车轮组图2-36偏心可调轴承座车轮组1—车架;2—车轮;3—偏心可调轴承箱;4—车轮轴图2-37定轴式车轮组1—被动车轮轴;2—隔套;3—轴承;4—被动车轮;5—通盖;6—挡板欧式车轮组一般采用月牙式轴承座(图2-34)和偏心可调轴承座，由于车轮组组装精度要求高，角型箱式的轴承座不宜使用。角型箱式的轴承座采用车轮定位的水平键板和垂直键板需焊接在车架上固定，车轮在实际使用中出现问题后，需要现场割开焊缝调整车轮和键板再焊接在车架上，处理非常麻烦，而且调整后经过反复高温，轴承和角型轴承箱体易脆化，显著降低了车轮的使用寿命。月牙式轴承座为紧固件固定在车架上，加工、组装精度高，拆卸组装方便，使用寿命较长，外观较漂亮，轴承座一般采用强度较高，韧性较好的中碳钢材料(如35号或Q235)。偏心可调车轮组轴承箱外形与月牙形轴承箱相似，但内孔相对外圆偏心。一般可设计偏心4～8mm，在轴承箱体最厚处的臂外做出标记，以此点为参照，左右旋转等分，各做出另外的多点标记，一般以10°为单位。每一个主动、被动车轮组有2组偏心轴承箱，可以360°自由旋转，轴承箱偏心量随着旋转发生改变，使车轮轴的实际位置发生微小的变化，车轮的水平和垂直位移发生较小的变动。同时同向旋转2个轴承箱，可以根据旋转的角度调节水平和垂直位移大小;同时反向旋转2个轴承箱，可以得到最大的水平和垂直偏斜量，同时还能使车轮在车轮轴方向发生垂直偏斜，微量调整车轮三个方向的偏斜。从成本和性价比角度考虑，一般大车比较适合采用双轮缘车轮;小欧式小车采用单轮缘或双轮缘车轮;中欧式小车采用双轮缘或无轮缘车轮型式;大欧式小车(双梁四轨)推荐采用单轮缘车轮和无轮缘车轮的组合型式，欧式小车车轮参数可参考表2-6。表2-6欧式小车车轮推荐参数无轮缘车轮结构型式要求匹配水平轮组，一般将水平轮组放在车架的两头或中间。车轮组支承结构件要求结实牢靠，耐侧向冲击，加工精度要求较高，最大的好处是可以避免车轮啃轨和擦轨，但对轨道安装精度要求也较高。中欧式小车一般采用水平轮组放在车架的两头(图2-38)，对于大跨度(大于40m)的小车水平轮组推荐放在中间部位型式(图2-39)，根据小车的运行速度和吨位决定水平轮数量和直径。图2-38端头部位水平轮组1—水平反滚轮组;2—被动车轮组;3—台车架;4—主动车轮组;5—“三合一”减速器图2-39中间部位水平轮组1—被动车轮组;2—台车架;3—水平反滚轮组;4—主动车轮组;5—“三合一”减速器主动、被动车轮推荐采用实心车轮(图2-40)，车轮和轴的材料推荐采用DG42CrMo，轴承采用调心滚子轴承或SKF球面滚子轴承，能承受较大的轮压和冲击，车轮的耐磨性能也非常好。车轮组的构成独立车轮组独立车轮组由独立的主动和被动(从动)车轮组构成，主动车轮组(图2-41)由闷盖、轴承座、轴套、主动车轮、主动车轮轴、通盖、油杯、平键、油毡、球面滚子轴承、螺栓副、圆螺母、止退垫圈等构成。被动车轮组(图2-42)除了车轮轴不同，被动车轮没有键槽和通盖，和车轮轴采用过盈配合。图2-40欧式实心车轮图2-41主动车轮组1—闷盖;2—轴承座;3—轴套;4—主动车轮;5—主动车轮轴;6—螺栓副;7—通盖;8—油杯;9、10—平键;11—油毡;12—球面滚子轴承;13—圆螺母;14—止退垫圈复合车轮组复合车轮组也由主动和被动(从动)车轮组构成，但主动车轮组是由2个主动轮分别带有同轴齿轮通过过渡齿轮连接传动(图2-43)，一般用于大吨位带台车的大车或小车运行机构中。这种结构理论上没有问题，但在实践中经常出现过渡齿轮和主动轮上的同轴齿轮断齿的现象发生，还容易出现啃轨和擦轨。采用这种结构主要是希望摩擦阻力增大，以免运行时出现打滑。理论上2个主动轮上的轮压相等，但实际中，主动车轮组车架结构件由于组装和轨道的安装误差，2个主动车轮的垂直和侧向受力不可能相等，有时出现外力相差较大的情况，使过渡齿轮一会承受较大的外力，一会承受较小的外力，时间一长会出现疲劳破坏。一般科研院所的设计比较喜欢采用这种结构型式，在采用时一定要考虑制造工艺和轨道安装情况。笔者在长期的大吨位运行机构设计中，取消了过渡齿轮组，实践中并没有遇到打滑及其他非正常情况。打滑的计算比较复杂，在设计计算时，许多样本参数显示不全，很难进行具体的计算，一般根据经验确定主、被轮压的分配比，只要总的主动轮压大于总的被动轮压就不会出现长期打滑现象。