桥式起重机用车轮组结构形式分析.docx

桥式起重机用车轮组结构形式分析 尹世琛北京起重运输机械设计研究院 北京100007摘 要: 分析了角型轴承箱车轮组结构、45剖分车轮组结构、月牙槽法兰连接车轮组结构及轮箱结构等 4种桥式起重机车轮组的结构形式，总结出各车轮组结构形式的优缺点及适用情形，为设计者在设计桥式起重机 时选用车轮组结构形式提供了参考。关键词: 桥式起重机; 车轮组; 结构形式中图分类号:文献标识码:文章编号:1001 0785 ( 2015) 0062 03th215aabstract: the paper analyzes angle-form bearing box wheel set structure，direct boring wheel set structure，45 sub-division wheel set structure，crescent flange connection wheel set structure，dead-axle wheel set structure，and roller box structure for the overhead crane mainly used in the market，specifies their advantages and disadvantages，and applicable situations，which can provide guidance for designers to select different types of wheel set during design of the overhead crane.keywords: overhead travelling crane; wheel set; structure轴连接。车轮 组 通 过 2 个 角 型 轴 承箱装配在车架 上，由于 2 个轴承箱不能保证完全对齐，2 个轴承 的轴线有 一 定 的 偏 角，故 轴 承 推 荐 采 用 调 心 滚 子 轴承。每个 角 型 轴 承 箱 有 2 个成直角的配合面， 在装配过 程 中，为 了 保证车轮组水平、垂 直 方 向 偏斜度以及各轮高度差在允许的误 差 范 围 内， 需 要在角型轴承箱配合面上添加垫片， 手 工 调 整 以 满足精度 要 求。这 样，对车轮组的安装提出较高 的要求。0引言车轮组是桥式起重机大、小车运行机构的一个部件。桥式起重机运行机构主要用于水平运移物品 或调整起重机工作位置，以及将起重机的载荷传递 到基础建筑。运行机构一般由运行支承装置、运行 驱动装置和运行安全装置等组成。其中，运行支承 装置主要包括车轮、轨道和均衡装置等; 运行驱动 装置包括电动机、减速器、制动器等; 运行安全装 置包括限位装置、缓冲装置、清轨板等。从车轮制 造、安装和维修更换的方便性以及 系列 化 要 求 考 虑， 桥式起重机上常把车轮、轴、 轴承及其 固 定、轴承箱和安装等一体化 设 计 为 系 列化的车 轮 组 件，称 为 车 轮 组。车轮组分为主动 车轮组和 被 动 车 轮 组，两者的不同在于 主 动 车 轮 组需要考虑与驱动装置配合，主 动 车 轮 轴 需 要 传 递由电机 传 来 的 转 矩。不同车轮组的结 构 形 式 主 要在于车轮组轴承箱结构的不同以及与车轮梁定 位安装的 不 同。下面分析当前桥式起重 机 主 要 用 到的几种车轮组。1. 角型轴承箱 2. 车轮 3. 车轮轴 4. 调心滚子轴承图 1 角型轴承箱结构车轮组该结构车轮组零件制造加工工艺简单， 成 本低，故被广泛 使 用。但 是， 这种结构也存在一些 问题，组成本车轮组的零件繁多， 质 量 大， 且 精度只能靠 现 场 安 装 工 人 把 握， 安 装 精 度 低， 在 繁1角型轴承箱结构桥式起重 机 大、小车车轮组大多采用此种结 构，图 1 为 转 轴 形 式，车轮一般通过平键与车轮 62 2015 ( 1)起重运输机械重频繁工作条件下磨损 大， 易 啃 轨， 在 更 换 车 轮组时需要割开定位键板后重新调整焊 接， 需 要 大 量的现场 焊 接 工 作，降 低了维修的效率， 增 加 了 更换车轮组所需的时间。对于 要 求 成 本 低， 没有高的安装精度需要， 单件或小批量生产的起重机可采用此种形式。245剖分结构图 2 为 45剖分车轮组的安装座结构图，每个环形轴承箱 安 装 座 剖 分 为 2 部 分，第 一 部 分 ( 如图 2 中固定环形安装座 1) 与车轮梁焊 接 在 一 起， 这部分通过 螺 栓 与 第 2 部 分 ( 可拆卸环形安装座 1. 车轮轴 2. 轴承套 3. 车轮 4. 调心滚子轴承图 3 45剖分结构车轮组2)连 接， 第 2 部 分 可 拆 卸， 剖分面与水平面 成45，加工圆环形轴承箱安装座的内环面时，先 用螺栓把 2 个半圆环固定一起，整体镗孔一次成形。1. 螺栓连接孔 2. 车轮 3. 车轮梁 4. 调心滚子轴承5. 车轮轴 6. 法兰式轴承座 7. 月牙槽 图 4 月牙槽法兰连接车轮组比，结构 相 对 简 单， 零 件 数 量 减 少， 质 量 轻， 拆卸方便， 可 通 过 月 牙 槽加工精度保证安装精度， 并通过轴承座偏心结构方便调整车轮高度和水平、 垂直 度， 同时便于车轮组的模块化设计。但 是， 安装车轮的小车架或大端梁同 45 剖分车轮组一样 需要整体 加 工，工 艺 相 对 复 杂， 增加了车架的加 工成本。对 于 有 较 高 安装精度要求的起重机， 且 厂商具备加工条件时可采用此种形式。图 2 45剖分车轮组安装座车轮组与车轮梁安装时，图 3 中的尺寸 a 与图 2 中的 尺 寸 a 相 互 配 合。这 种 形 式 车 轮 组 加 工装 配 精 度 高， 而且可以整体地把车轮 组 部 件( 见图 3 ) 拆 下 来， 整 体 性 好， 拆 装 维 修 方 便。但缺点是车轮 组 零 件 繁 多，结 构 复 杂，安 装 车 轮 组的车架需要 镗 孔，加工工艺相对复杂，加 工 成本较高。4轮箱结构上述 3 种车轮组是开放式的， 而 轮 箱 结 构 是3月牙槽法兰连接车轮组结构图 4 结构 轴 承 座 在 端梁的连接处设计成月牙 把整个车轮组封装在一个由 5 个面构成的箱形 壳体里，只有下 面 开 口， 其 中 2 个侧面加工出轴承 安装孔。见图 5。车轮箱壳体采用紧凑设计， 经过精确加工有 多个配 合 面， 可 以 与 车轮梁进行多种灵活装配， 可采用顶 面 与车轮梁螺栓连接， 可 通 过 销 轴 把 2 个侧面嵌 入 到 车 轮 梁 的 2 腹 板 之 间， 也 可 采 用 单 63 形，即端梁上的半圆环内 面， 车轮梁安装处的前 下方是敞 开 式 的，车 轮 组 通 过 2 个 法 兰 式 轴 承 座 分别 与 端 梁 的 2 个腹板内面和月牙槽配合 连 接， 轴承座设计成偏心结构，可 使 车 轮 组 具 有 微 调 车 轮踏面垂直高度和轴向偏角的功能。此种 形式与角型轴承箱、45 剖 分 车 轮 组 相2015 ( 1)起重运输机械动轮具有不同直径尺寸的内花键啮 合 轮 毂。轴 承采用经过润滑处理的深沟球轴承或滚针轴承。轮箱 具 有 多 个 配 合 面， 可进行灵活的装 配， 并有利于实现车轮设计的模块化，此 结 构 根 据 需 要可组装 成 台 车，与金属结构件组合 后 可 用 作 桥 式起重机、门式起重机及其他轨行式 起 重 机 的 运 行机构。由于不受轮距限制， 组 合 更 加 灵 活， 用途更加广 泛【1】。但 是， 尽管有上述优点， 由 于 轮 箱壳体设 计 加 工 复 杂， 单件生产成本高， 只 适 合 在大批量生产、模块化组装、广泛应用的情况下。 单件定制或小批量生产时成本价格太高。图 5 车轮箱结构5总结根据以上 对 各 种 类 型的车轮组结构形式的分 个侧面与梁的一个竖直面螺栓连接。较小吨位的车轮箱体 可采用高质量压铸铝材 料，大吨位 的车轮箱体可改为具有高抗 拉 强 度 球 墨铸铁材质。该车轮箱驱动轮与从动轮之间的差别在于驱析，对每种类型车轮组的加工工艺难易复杂程度、可以系列 模 块 化 程 度、安 装 装 配 精 度、维 修 拆 装 的方便性和适用情形这 5 点总结比较见表 1。表 1 各车轮组结构比较汇总应用。经过 以 上 分 析，生产厂商可根据不 同 的 适 用情形，为桥式起重机选择合适的车轮组结构形式。 但就目前市场发展趋势而言，虽 然 国 内 桥 式 起 重 机的车轮组大量采用角型轴承箱结构， 但 这 种 形 式不能满足对桥式起重机越来越高的装配精度要 求。随着加工工艺水平的 提 高， 结构简单安装方 便的月牙槽法兰连接的车轮组被越来越多的采用。 国外著名起重机厂商在中小吨位桥式起重机上已 广泛采用轮箱结构车轮组，建 议 国 内 生 产 厂 商 加 大这种结构的开发和生产力度。3 王豹 行车小车轮组的装配更换及改进设想j 安徽冶金，2009 ( 3) 4 陈 道 南 起 重 运 输 机 械m 北 京: 冶 金 工 业 出 版 社，19885 左正，邵卫 平 起 重机车轮的质量控制和技术检验 j 起重运输机械，2007 ( 12) 6 李志根，徐乐平 起重机新型运行机构j 企业技术 开发，1999 ( 12) 7 袁道幸 桥式起重机小车车轮组的改进j 设备管理 与维修，1993 ( 11) 8 文 豪 起 重 机 械m 北 京: 机 械 工 业 出 版 社，2013( 9) 参考文献1 张质文，虞和谦，王金诺，等 起重机设计手册m北京: 中国铁道出版社，19982 代永利，罗浩 偏心可调车轮组在桥式起重机中的应 用j 起重运输机械，201