车轮组45°剖分轴承座的结构改进优化设计
2019-04-19
赵波 马燕 王国滨 李富荣 夏萍
摘 要：针对45°剖分轴承座结构安装拆卸车轮组方便，但加工精度、工艺要求及成本高，安装使用后出现状况不容易调整的问题，对轴承座进行改进和优化，增强其实用性和易于制作加工，降低成本。
关键词：结构改进；优化设计；增强实用和适应性；降低成本
在工业各行业中，起重机作为普遍和重要生产设备，其工作环境恶劣，作业效率高，特别在冶金行业吊运冶炼炽热液态金属包时，要求高空和连续作业，正常的日常必须维护都有时间限制，在空中拆装和调整车轮组时就需起重机停止工作才能为之，时间长将影响整条生产线停产停工。
以前起重机通常采用角型轴承箱的车轮组。这种轴承箱与端梁弯板用螺栓及调整垫连接，可较大量的调整起重机的轮距、垂直度及水平偏斜，装配车轮的小车架或桥架端梁不需要机械加工，只需按尺寸焊接成型即可。但更换车轮组时，需要反复调整找正以弥补焊接结构带来的误差。做业时间长空中作业危险高，还要整个生产线停工停产，影响大。
引进的国外45°剖分车轮组具有不需找正更换快捷的特点，使其在起重机使用界得到追捧和流行，但其毛坯45°剖分轴承座需与小车架或桥架端梁焊为一体，整体找平后一起加工镗孔，以加工找正来弥补整体铆焊结构的各种误差。尺寸小的台车、轮距和基距都小的小车架还不需要比较大的机床来加工。对于未采用台车的桥吊端梁或门吊的下横梁及大吨位大起升高度的小车架，一般轮距都比较大，而且本身是焊接件，如果镗孔的话，需要特大型机床才能加工。还需要设置加工基准，加工困难，成本高，费工费时。即使这样起重机在工作过程中，在载荷作用下，主梁和端梁会产生一定的变形，加工装配出的精度也不能保持不变，因此也不能保证车轮的垂直和水平偏斜要求。国内中小型起重机生产企业一般都不具备这种钢结构件整体加工的设备和能力。用户要求又得满足，多数生产企业只能将轴承座先加工好后再进行调整装配焊接。焊接的局部受热变形及调整和工装工艺等不到位因素，焊后的车轮轮距、对角线及车轮垂直度、水平偏斜等任然存在着较大的误差。在使用过程中虽具有了更换拆装快捷的优点，但其轮距；垂直度等公差已无法调整，承载使用后结构又产生一定的变形量，累计误差使大车轮易产生啃轨及三点落地等现象。这种先天缺陷，很难再矫正。车轮组易出现故障，使起重机带病运行作业，存在着严重的安全隐患。
一、两种起重机车轮组的结构特点
（一）通用直角型轴承箱的车轮组的结构特点
这种轴承箱与小车架或端梁弯板用螺栓及调整垫连接，由车轮垫板定位起重机的轨距，调整垫调整起重机的水平偏斜和垂直度，轨距调整量可达20mm左右。车轮和车架各自按照各自的标准去制作，互不干涉，节省时间和加工费用。但在每次拆卸更换车轮组时，都需要从新定位找正和反复调整调整垫，以弥补铆焊结构的制作和各种变形误差。空中作业时间长且危险，使安装车轮组较费时。
（二）45°剖分车轮组的应用结构特点
45°剖分车轮组，在安装和拆卸时不需要调整，方便省时。但其半环形轴承座要与桥架端梁或小车架焊接一体后，整体上机床进行轴承座加工，才能保证其安装精度要求。桥架和小车架体积庞大，得整体找平一起加工轴承座，对加工设备的加工能力要求高，成本高。45°剖分车轮组安装好后，轴承带偏心套的车轮水平和垂直度可以视偏心套的偏心量微量调整。无偏心套的将无法调整（靠加工保证），轨道跨距方向调整量不大于5mm，调整量很小。对于未采用台车的桥吊端梁或门吊的下横梁，一般轮距都比较大，而且本身是焊接件，如果镗孔的话，还需要设置加工基准，即使这样在工作过程中，在载荷作用下，主梁和端梁会产生一定的变形，加工装配出的精度也不能保持不变，因此也不能保证车轮的垂直和水平偏斜要求。起重机使用后，桥架结构和小车架承载受力或释放自身内应力结构产生一定变形，会出现车轮三点落地或车轮啃轨现象。起重机使用中发生啃轨或三点落地后，结构已经定型只能调整车轮组。出现这类问题后，起重机使用单位与生产制造企业都无法解决。起重机不能正常使用而影响生产，给双方带来较大的经济损失，甚至诉诸法律。
二、改进和优化设计
本着为起重机生产企业和起重机使用单位二者着想，通过研究分析以上通用直角型轴承箱和45°剖分车轮组轴承箱的优点和缺点，使二者摒弃各自的缺点，优点完美结合，优化和改进结构设计出新轴承座。
此种结构将通用直角型轴承箱车轮组和45°剖分轴承箱车轮组的轴承箱优点很好的结合起来，新设计的轴承箱，在使用过程中即继承了45°剖分车轮组安装拆卸维护维修简便省时。同时又具备通用直角型轴承箱车轮组的车轮和车架各自按照各自的标准去制作，互不干涉，节省时间和加工费用。通过定位垫板和调整垫的调整，使车轮组的水平和垂直度都可以调整，定位垫板使起重机车轮距调节范围在20mm左右。新设计的车轮组轴承座更适应实际的生产过程，加工容易成本底，维护和更换也方便快捷。
三、结语
新设计的车轮组轴承箱能够适应实际的生产过程，安装维护快捷方便，制造成本低，起重机运行更安全可靠。
参考文献：
[1]起重机设计手册《起重机设计手册》编写组，机械工业出版社，1980.
[2]起重机课程设计北京钢铁学院编，冶金工业出版社，1982.
[3]JB/T6392.2-（2008）起重机车轮技术条件.
[4]GB/T7688.1-1995冶金起重机技术条件通用技术条件.
[5]GB/T7688.15-1999冶金起重
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0472-3328588
