車輪組45°剖分軸承座的結(jié)構(gòu)改進(jìn)優(yōu)化設(shè)計(jì)

趙波 馬燕 王國(guó)濱 李富榮 夏萍

摘要：針對(duì)45°剖分軸承座結(jié)構(gòu)安裝拆卸車輪組方便，但加工精度、工藝要求及成本高，安裝使用后出現(xiàn)狀況不容易調(diào)整的問題，對(duì)軸承座進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化，增強(qiáng)其實(shí)用性和易于制作加工，降低成本。

關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)改進(jìn) 優(yōu)化設(shè)計(jì) 增強(qiáng)實(shí)用和適應(yīng)性 降低成本

在工業(yè)各行業(yè)中，起重機(jī)作為普遍和重要生產(chǎn)設(shè)備，其工作環(huán)境惡劣，作業(yè)效率高，特別在冶金行業(yè)吊運(yùn)冶煉熾熱液態(tài)金屬包時(shí)，要求高空和連續(xù)作業(yè)，正常的日常必須維護(hù)都有時(shí)間限制，在空中拆裝和調(diào)整車輪組時(shí)就需起重機(jī)停止工作才能為之，時(shí)間長(zhǎng)將影響整條生產(chǎn)線停產(chǎn)停工。

以前起重機(jī)通常采用角型軸承箱的車輪組。這種軸承箱與端梁彎板用螺栓及調(diào)整墊連接，可較大量的調(diào)整起重機(jī)的輪距、垂直度及水平偏斜，裝配車輪的小車架或橋架端梁不需要機(jī)械加工，只需按尺寸焊接成型即可。但更換車輪組時(shí)，需要反復(fù)調(diào)整找正以彌補(bǔ)焊接結(jié)構(gòu)帶來的誤差。做業(yè)時(shí)間長(zhǎng)空中作業(yè)危險(xiǎn)高，還要整個(gè)生產(chǎn)線停工停產(chǎn)，影響大。

引進(jìn)的國(guó)外45°剖分車輪組具有不需找正更換快捷的特點(diǎn)，使其在起重機(jī)使用界得到追捧和流行，但其毛坯45°剖分軸承座需與小車架或橋架端梁焊為一體，整體找平后一起加工鏜孔，以加工找正來彌補(bǔ)整體鉚焊結(jié)構(gòu)的各種誤差。尺寸小的臺(tái)車、輪距和基距都小的小車架還不需要比較大的機(jī)床來加工。對(duì)于未采用臺(tái)車的橋吊端梁或門吊的下橫梁及大噸位大起升高度的小車架，一般輪距都比較大，而且本身是焊接件，如果鏜孔的話，需要特大型機(jī)床才能加工。還需要設(shè)置加工基準(zhǔn)，加工困難，成本高，費(fèi)工費(fèi)時(shí)。即使這樣起重機(jī)在工作過程中，在載荷作用下，主梁和端梁會(huì)產(chǎn)生一定的變形，加工裝配出的精度也不能保持不變，因此也不能保證車輪的垂直和水平偏斜要求。國(guó)內(nèi)中小型起重機(jī)生產(chǎn)企業(yè)一般都不具備這種鋼結(jié)構(gòu)件整體加工的設(shè)備和能力。用戶要求又得滿足，多數(shù)生產(chǎn)企業(yè)只能將軸承座先加工好后再進(jìn)行調(diào)整裝配焊接。焊接的局部受熱變形及調(diào)整和工裝工藝等不到位因素，焊后的車輪輪距、對(duì)角線及車輪垂直度、水平偏斜等任然存在著較大的誤差。在使用過程中雖具有了更換拆裝快捷的優(yōu)點(diǎn)，但其輪距;垂直度等公差已無法調(diào)整，承載使用后結(jié)構(gòu)又產(chǎn)生一定的變形量，累計(jì)誤差使大車輪易產(chǎn)生啃軌及三點(diǎn)落地等現(xiàn)象。這種先天缺陷，很難再矯正。車輪組易出現(xiàn)故障，使起重機(jī)帶病運(yùn)行作業(yè)，存在著嚴(yán)重的安全隱患。

一、兩種起重機(jī)車輪組的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

（一）通用直角型軸承箱的車輪組的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

這種軸承箱與小車架或端梁彎板用螺栓及調(diào)整墊連接，由車輪墊板定位起重機(jī)的軌距，調(diào)整墊調(diào)整起重機(jī)的水平偏斜和垂直度，軌距調(diào)整量可達(dá)20mm左右。車輪和車架各自按照各自的標(biāo)準(zhǔn)去制作，互不干涉，節(jié)省時(shí)間和加工費(fèi)用。但在每次拆卸更換車輪組時(shí)，都需要從新定位找正和反復(fù)調(diào)整調(diào)整墊，以彌補(bǔ)鉚焊結(jié)構(gòu)的制作和各種變形誤差。空中作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)且危險(xiǎn)，使安裝車輪組較費(fèi)時(shí)。

（二）450剖分車輪組的應(yīng)用結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

450剖分車輪組，在安裝和拆卸時(shí)不需要調(diào)整，方便省時(shí)。但其半環(huán)形軸承座要與橋架端梁或小車架焊接一體后，整體上機(jī)床進(jìn)行軸承座加工，才能保證其安裝精度要求。橋架和小車架體積龐大，得整體找平一起加工軸承座，對(duì)加工設(shè)備的加工能力要求高，成本高。45°剖分車輪組安裝好后，軸承帶偏心套的車輪水平和垂直度可以視偏心套的偏心量微量調(diào)整。無偏心套的將無法調(diào)整（靠加工保證），軌道跨距方向調(diào)整量不大于5mm，調(diào)整量很小。對(duì)于未采用臺(tái)車的橋吊端梁或門吊的下橫梁，一般輪距都比較大，而且本身是焊接件，如果鏜孔的話，還需要設(shè)置加工基準(zhǔn)，即使這樣在工作過程中，在載荷作用下，主梁和端梁會(huì)產(chǎn)生一定的變形，加工裝配出的精度也不能保持不變，因此也不能保證車輪的垂直和水平偏斜要求。起重機(jī)使用后，橋架結(jié)構(gòu)和小車架承載受力或釋放自身內(nèi)應(yīng)力結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定變形，會(huì)出現(xiàn)車輪三點(diǎn)落地或車輪啃軌現(xiàn)象。起重機(jī)使用中發(fā)生啃軌或三點(diǎn)落地后，結(jié)構(gòu)已經(jīng)定型只能調(diào)整車輪組。出現(xiàn)這類問題后，起重機(jī)使用單位與生產(chǎn)制造企業(yè)都無法解決。起重機(jī)不能正常使用而影響生產(chǎn)，給雙方帶來較大的經(jīng)濟(jì)損失，甚至訴諸法律。

二、改進(jìn)和優(yōu)化設(shè)計(jì)

本著為起重機(jī)生產(chǎn)企業(yè)和起重機(jī)使用單位二者著想，通過研究分析以上通用直角型軸承箱和45°剖分車輪組軸承箱的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，使二者摒棄各自的缺點(diǎn)，優(yōu)點(diǎn)完美結(jié)合，優(yōu)化和改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出新軸承座。

此種結(jié)構(gòu)將通用直角型軸承箱車輪組和45°剖分軸承箱車輪組的軸承箱優(yōu)點(diǎn)很好的結(jié)合起來，新設(shè)計(jì)的軸承箱，在使用過程中即繼承了45°剖分車輪組安裝拆卸維護(hù)維修簡(jiǎn)便省時(shí)。同時(shí)又具備通用直角型軸承箱車輪組的車輪和車架各自按照各自的標(biāo)準(zhǔn)去制作，互不干涉，節(jié)省時(shí)間和加工費(fèi)用。通過定位墊板和調(diào)整墊的調(diào)整，使車輪組的水平和垂直度都可以調(diào)整，定位墊板使起重機(jī)車輪距調(diào)節(jié)范圍在20mm左右。新設(shè)計(jì)的車輪組軸承座更適應(yīng)實(shí)際的生產(chǎn)過程，加工容易成本底，維護(hù)和更換也方便快捷。

三、結(jié)語

新設(shè)計(jì)的車輪組軸承箱能夠適應(yīng)實(shí)際的生產(chǎn)過程，安裝維護(hù)快捷方便，制造成本低，起重機(jī)運(yùn)行更安全可靠。

參考文獻(xiàn)：

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[2]起重機(jī)課程設(shè)計(jì) 北京鋼鐵學(xué)院編，冶金工業(yè)出版社，1982

[3]JB/T 6392.2-（2008）? 起重機(jī)車輪 技術(shù)條件.

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[6]機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)? 機(jī)械工業(yè)出版社.

（作者簡(jiǎn)介：[1]趙波，高級(jí)工程師，作者單位：銀川能源學(xué)院機(jī)械與汽車工程學(xué)院;研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)。[2]夏萍（通訊作者），高級(jí)工程師，作者單位：銀川科安特起重機(jī)制造有限公司研發(fā)部;研究方向：起重機(jī)設(shè)計(jì);[3]馬燕，高級(jí)工程師，作者單位：銀川科安特起重機(jī)制造有限公司研發(fā)部;研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì);[4]王國(guó)斌，工程師，作者單位：銀川能源學(xué)院機(jī)械與汽車工程學(xué)院;研究方向：金屬材料;[5]李富榮，工程師，作者單位：銀川能源學(xué)院機(jī)械與汽車工程學(xué)院;研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)。）