歐式起重機(jī)車輪組的特點(diǎn)和類型

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　　車輪組特點(diǎn)

　　歐式起重機(jī)車輪組(圖2-34)是運(yùn)行機(jī)構(gòu)的主要機(jī)械零部件。由于正反運(yùn)轉(zhuǎn)較頻繁，要求車輪耐磨，使用壽命相對(duì)較長(zhǎng)，因此設(shè)計(jì)時(shí)盡量使踏面較寬，軌道也采用方鋼，滿足車輪踏面的配合要求。歐式車輪要求車輪的直徑盡量較小，一般采用在車架的腹板上套裝軸承座結(jié)構(gòu)，軸承座與車架用緊固件連接，承受的輪壓相對(duì)較大，材料強(qiáng)度和組裝精度要求較高，具有裝配、拆卸方便，維修更換簡(jiǎn)單，使用壽命較長(zhǎng)，外表美觀等特點(diǎn)。

　　傳統(tǒng)車輪一般采用鑄鋼ZG340-640、ZG35CrMn、ZG35CrMnSi、鍛鋼DG45、65Mn材料，歐洲大多采用高強(qiáng)度球墨鑄鐵材料，國(guó)內(nèi)普遍采用中碳低合金鍛鋼，如DG40CrMn2，也有起重機(jī)廠家開(kāi)始采用高強(qiáng)度球墨鑄鐵材料。

　　車輪組類型

　　歐式車輪組按驅(qū)動(dòng)型式可分為主動(dòng)和被動(dòng)車輪組;按所處位置分為大車和小車車輪組;按外形結(jié)構(gòu)可分為月牙式軸承座、剖分式軸承座(圖2-35)和偏心可調(diào)軸承座車輪組(圖2-36);按車輪的側(cè)面型狀分為帶孔車輪組和實(shí)心車輪組;按踏面的型狀分為無(wú)輪緣、單輪緣和雙輪緣車輪組;按軸的轉(zhuǎn)動(dòng)可分為動(dòng)軸式和定軸式車輪組，一般定軸式車輪組(圖2-37)用做被動(dòng)車輪組。

　　1—車架;2—車輪;3—偏心可調(diào)軸承箱;4—車輪軸

　　1—被動(dòng)車輪軸;2—隔套;3—軸承;4—被動(dòng)車輪;5—通蓋;6—擋板

　　歐式車輪組一般采用月牙式軸承座(圖2-34)和偏心可調(diào)軸承座，由于車輪組組裝精度要求高，角型箱式的軸承座不宜使用。

　　角型箱式的軸承座采用車輪定位的水平鍵板和垂直鍵板需焊接在車架上固定，車輪在實(shí)際使用中出現(xiàn)問(wèn)題后，需要現(xiàn)場(chǎng)割開(kāi)焊縫調(diào)整車輪和鍵板再焊接在車架上，處理非常麻煩，而且調(diào)整后經(jīng)過(guò)反復(fù)高溫，軸承和角型軸承箱體易脆化，顯著降低了車輪的使用壽命。

　　月牙式軸承座為緊固件固定在車架上，加工、組裝精度高，拆卸組裝方便，使用壽命較長(zhǎng)，外觀較漂亮，軸承座一般采用強(qiáng)度較高，韌性較好的中碳鋼材料(如35號(hào)或Q235)。

　　偏心可調(diào)車輪組軸承箱外形與月牙形軸承箱相似，但內(nèi)孔相對(duì)外圓偏心。一般可設(shè)計(jì)偏心4～8mm，在軸承箱體*厚處的臂外做出標(biāo)記，以此點(diǎn)為參照，左右旋轉(zhuǎn)等分，各做出另外的多點(diǎn)標(biāo)記，一般以10°為單位。每一個(gè)主動(dòng)、被動(dòng)車輪組有2組偏心軸承箱，可以360°自由旋轉(zhuǎn)，軸承箱偏心量隨著旋轉(zhuǎn)發(fā)生改變，使車輪軸的實(shí)際位置發(fā)生微小的變化，車輪的水平和垂直位移發(fā)生較小的變動(dòng)。同時(shí)同向旋轉(zhuǎn)2個(gè)軸承箱，可以根據(jù)旋轉(zhuǎn)的角度調(diào)節(jié)水平和垂直位移大小;同時(shí)反向旋轉(zhuǎn)2個(gè)軸承箱，可以得到*大的水平和垂直偏斜量，同時(shí)還能使車輪在車輪軸方向發(fā)生垂直偏斜，微量調(diào)整車輪三個(gè)方向的偏斜。

　　從成本和性價(jià)比角度考慮，一般大車比較適合采用雙輪緣車輪;小歐式小車采用單輪緣或雙輪緣車輪;中歐式小車采用雙輪緣或無(wú)輪緣車輪型式;大歐式小車(雙梁四軌)推薦采用單輪緣車輪和無(wú)輪緣車輪的組合型式，歐式小車車輪參數(shù)可參考表2-6。

　　無(wú)輪緣車輪結(jié)構(gòu)型式要求匹配水平輪組，一般將水平輪組放在車架的兩頭或中間。車輪組支承結(jié)構(gòu)件要求結(jié)實(shí)牢靠，耐側(cè)向沖擊，加工精度要求較高，*大的好處是可以避免車輪啃軌和擦軌，但對(duì)軌道安裝精度要求也較高。中歐式小車一般采用水平輪組放在車架的兩頭(圖2-38)，對(duì)于大跨度(大于40m)的小車水平輪組推薦放在中間部位型式(圖2-39)，根據(jù)小車的運(yùn)行速度和噸位決定水平輪數(shù)量和直徑。

　　1—水平反滾輪組;2—被動(dòng)車輪組;3—臺(tái)車架;4—主動(dòng)車輪組;5—“三合一”減速器

　　1—被動(dòng)車輪組;2—臺(tái)車架;3—水平反滾輪組;4—主動(dòng)車輪組;5—“三合一”減速器

　　主動(dòng)、被動(dòng)車輪推薦采用實(shí)心車輪(圖2-40)，車輪和軸的材料推薦采用DG42CrMo，軸承采用調(diào)心滾子軸承或SKF球面滾子軸承，能承受較大的輪壓和沖擊，車輪的耐磨性能也非常好。

　　車輪組的構(gòu)成

　　獨(dú)立車輪組

　　獨(dú)立車輪組由獨(dú)立的主動(dòng)和被動(dòng)(從動(dòng))車輪組構(gòu)成，主動(dòng)車輪組(圖2-41)由悶蓋、軸承座、軸套、主動(dòng)車輪、主動(dòng)車輪軸、通蓋、油杯、平鍵、油氈、球面滾子軸承、螺栓副、圓螺母、止退墊圈等構(gòu)成。被動(dòng)車輪組(圖2-42)除了車輪軸不同，被動(dòng)車輪沒(méi)有鍵槽和通蓋，和車輪軸采用過(guò)盈配合。

　　1—悶蓋;2—軸承座;3—軸套;4—主動(dòng)車輪;5—主動(dòng)車輪軸;6—螺栓副;7—通蓋;8—油杯;9、10—平鍵;11—油氈;12—球面滾子軸承;13—圓螺母;14—止退墊圈

　　復(fù)合車輪組

　　復(fù)合車輪組也由主動(dòng)和被動(dòng)(從動(dòng))車輪組構(gòu)成，但主動(dòng)車輪組是由2個(gè)主動(dòng)輪分別帶有同軸齒輪通過(guò)過(guò)渡齒輪連接傳動(dòng)(圖2-43)，一般用于大噸位帶臺(tái)車的大車或小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)中。這種結(jié)構(gòu)理論上沒(méi)有問(wèn)題，但在實(shí)踐中經(jīng)常出現(xiàn)過(guò)渡齒輪和主動(dòng)輪上的同軸齒輪斷齒的現(xiàn)象發(fā)生，還容易出現(xiàn)啃軌和擦軌。采用這種結(jié)構(gòu)主要是希望摩擦阻力增大，以免運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)打滑。理論上2個(gè)主動(dòng)輪上的輪壓相等，但實(shí)際中，主動(dòng)車輪組車架結(jié)構(gòu)件由于組裝和軌道的安裝誤差，2個(gè)主動(dòng)車輪的垂直和側(cè)向受力不可能相等，有時(shí)出現(xiàn)外力相差較大的情況，使過(guò)渡齒輪一會(huì)承受較大的外力，一會(huì)承受較小的外力，時(shí)間一長(zhǎng)會(huì)出現(xiàn)疲勞破壞。一般科研院所的設(shè)計(jì)比較喜歡采用這種結(jié)構(gòu)型式，在采用時(shí)一定要考慮制造工藝和軌道安裝情況。筆者在長(zhǎng)期的大噸位運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中，取消了過(guò)渡齒輪組，實(shí)踐中并沒(méi)有遇到打滑及其他非正常情況。打滑的計(jì)算比較復(fù)雜，在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，許多樣本參數(shù)顯示不全，很難進(jìn)行具體的計(jì)算，一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定主、被輪壓的分配比，只要總的主動(dòng)輪壓大于總的被動(dòng)輪壓就不會(huì)出現(xiàn)長(zhǎng)期打滑現(xiàn)象。