简便实用的起重机大车轮压测定方法--《起重运输机械》2014年10期
简便实用的起重机大车轮压测定方法
【摘要】：提出了一种基于应变计测定起重机大车轮压的方法。此方法不仅简便、实用,能准确测定各个轮压的实际大小,弥补计算法的缺陷,还能直观地反映起重机在各种工作情况下轮压的不均匀性,为起重机车轮的设计优化、使用和维护以及节约土建成本提供基础数据。
【作者单位】：
【关键词】：
【分类号】：TH21【正文快照】：
0引言起重机大车轮压是起重机的重要参数,也是工业厂房和大车轨道基础的主要设计载荷和依据。大车轮压是由设计人员根据起重机的起重量、自重、跨度、移动小车位置等利用平衡条件计算出来的。为了简化计算,认为同一轨道上各个车轮的轮压是均匀分布,而且只给出在最不利工况下的
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高度发达的物流机械与装备是现代物流系统的特征之一，是物流系统中的物质基础。为适应现代物流产业的需要，物流设备出现大型化、高速化、智能化、自动化、专用化、通用化、模块化和系统化等发展趋势。作为物料搬运重要设备的起重机在现代化生产过程中应用越来越广，作用越来越大，对起重机的要求也越来越高。
随着起重机的大型化和高速化必然使得整机重量增大，工作时的动载荷变大，对起重机轨道车轮的强度、承载能力和使用寿命提出更高的要求。轮轨之间的作用品质直接影响到起重机的运行品质和安全以及运输的效率和成本。目前，我国及西德、欧洲、日本等国的起重机设计规范中关于车轮直径的设计方法尽管不尽相同，但普遍采用的是按车轮与轨道接触疲劳强度确定车轮直径的设计方法，主要设计公式源自赫兹线弹性接触理论。赫兹线弹性接触理论是基于以下两个假设的基础之上提出的：接触物体为各向同性的线弹性材料，接触面尺寸相对未变形的接触物体的接触面曲率半径非常小。该理论经过许多科学家反复的实验对比验证，当上述两个假设满足时，赫兹线弹性接触理论是非常精确的。但当材料的线弹性条件无法满足时，其精确度随着材料线弹性度的降低而急剧下降。而大型的起重机械由于其巨大的自重及起重量，使得车轮与轨道接触部分局部材料成为塑性。线弹性假设无法满足，因而基于赫兹线弹性接触理论的车轮直径的计算就存在较大的误差。另外，赫兹主线弹性接触理论中并未考虑摩擦力即切向应力的影响，而在车丰台与轨道的接触实际中，摩擦力的影响是不可忽略的。因而采用赫兹理论公式进行设计计算存在不合理性。
如何在满足起重机车轮强度要求的前提下减小车轮的直径以减轻起重机高度和自重，降低起重机和码头的造价以节约资源消耗、降低物料装卸搬运费用已经成为一个具有极大经济与社会效益的问题。
车轮是用来支承整台起重机重量并使其行驶的装置。
1、 分类：
按轮缘形式：（轮缘的作用是导向和防止脱钩）
通常情况下，大车车轮采用双轮缘，小车车轮多采用单轮缘，安装时，把轮缘安置在轨道外侧。无轮缘车轮则应另装水平轮导向和防脱。
如上图（车轮型式），a为双轮缘； b为单轮缘；c为无轮缘
2、 车轮踏面：
大多数起重机采用前两种，只有在工字梁下翼缘上运行的起重机才采用后一种。
对桥式起重机， 集中驱动的大车主动车轮踏面为圆锥形；从动轮为圆柱形。
对于单独驱动的大车主、从动轮都采用圆柱形；所有小车车轮都采用圆柱形。
采用圆锥形踏面的车轮必须配用头部带曲率的钢轨。
采用圆锥形踏面的车轮一般只用于有两个驱动轮、两个从从动轮的车体上。
3、 车轮组：
1. 车轮装在固定的心轴上
用定轴件把车轮固定在机架上，车轮在轴上可以自由转动。
轮毂和轴之间可以装入滑动轴承或滚动轴承。
2. 车轮装在转轴或转心轴上
装在转轴上成为主动轮，装在转心轴上则成为从动轮。
如上图（安装在转轴和转心轴上的车轮组），a为安装在转轴上的车轮；b为安装在转心轴上的车轮
4、 车轮的大小
主要根据轮压大小来确定，轮压增加直径变大，但若过大，则设备费用增大，同时车轮转速变低使传动机构复杂。
因此，当车轮直径不能增大时，常用增加车轮数量来使每个车轮的轮压降低。为使各轮压均布，在车轮数目超过四个时，须采用铰接均衡架装置。
如上图（铰接均衡车架装置），a为二轮一列；b为四轮一列
5、 车轮的材料
应根据驱动方式、运行速度和起重机工作级别等因素确定。
对机械驱动而速度大于30m/min，中级与中级以上工作类型，建议采用不低于ZG55的铸钢，并进行表面淬火（火焰淬火或高频淬火），硬度不低于HB320-350，淬火深度不小于5mm。
对人力驱动或机械驱动轻级工作类型，速度小于30m/min，可采用铸铁车轮，表面硬度HB180-240。
轨道用来承受起重机车轮传来的集中压力，并引导车轮运行。所有起重机用的轨道都采用标准或特殊的轧制型钢或钢轨。
小型轨道—P型铁路钢轨
大型轨道—P或U型起重机专用钢轨
车轮的计算载荷据经验，车轮在使用中，多为疲劳破坏。应按赫兹公式计算车轮与轨道的接触疲劳强度。
车轮踏面疲劳计算载荷按下式计算
Pmax—设备正常工作时的最大轮压（N）
Pmin —设备正常工作时的最小轮压（N）
车轮踏面疲劳接触应力计算车轮踏面接触应力与车轮直径及轨道型号有关，可根据计算的最大轮压、运行机构的工作级别等因素从标准规范中先选定车轮直径，然后依不同的接触情况验算接触强度。
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&&桥​式​起​重​机​的​啃​轨​问​题​是​一​种​常​见​的​故​障​,​但​它​的​危​害​性​却​是​严​重​的​,​要​解​决​这​一​问​题​关​键​是​我​们​对​它​有​一​个​清​淅​的​认​识​,​并​做​好​预​防​、​分​析​和​采​用​正​确​的​方​法​处​理​,​才​能​有​效​的​解​决​问​题​。
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