天车车轮组总成选型:直径·轮宽·轴承型号匹配——车轮组参数选择指南
天车车轮组总成是天车大车和小车行走机构的核心部件,由车轮、轴、角型轴承箱(轴承箱组)组成。车轮组选型直接影响天车的运行平稳性、轨道寿命和整机安全性。选型需要综合考虑起重量、跨度、工作级别、运行速度、轨道型号和轮压分配等多方面因素。错误选型会导致车轮啃轨、轮缘异常磨损、轴承过热甚至车轮踏面剥落等严重问题。以下系统介绍车轮组总成的选型方法和参数匹配原则。
一、轮径选择
车轮轮径根据轮压计算确定。车轮踏面许用接触应力与车轮材质和表面硬度有关:锻钢车轮许用接触应力650至750MPa,铸钢车轮550至650MPa。所需车轮直径按D不小于2乘以P_max除以B乘以σHP估算,其中P_max为最大轮压、B为轮宽。实际选型时参照标准轮径系列250、300、400、500、600、700、800mm。在轮压允许的前提下优先选小轮径以减轻天车自重和轨道梁载荷。
| 轮径mm | 荐用吨位 | 匹配轨道 | 轮宽mm | 最大轮压kN | 轴承型号 |
|---|---|---|---|---|---|
| 250 | 1-3t单梁 | P18/P24 | 70 | 50 | 1310/1312 |
| 300 | 3-5t单梁 | P24/P38 | 80 | 80 | 1312/1314 |
| 400 | 10-16t | P43/QU70 | 100 | 160 | 1316/1318 |
| 500 | 16-32t | QU70/QU80 | 120 | 250 | 1320/1322 |
| 600 | 32-50t | QU80/QU100 | 130 | 350 | 1324/1326 |
| 700 | 50-80t | QU100/QU120 | 150 | 500 | 1328/1330 |
| 800 | 80t以上 | QU120 | 160 | 650 | 1332/1334 |
二、主动轮与被动轮配置
大车运行机构通常采用集中驱动或分别驱动。集中驱动时一台电机通过传动轴驱动两个主动轮,分别驱动时两个电机各驱动一个主动轮。主动轮占每个端梁上车轮总数的二分之一。驱动轮总数量和布置需满足不打滑条件:驱动力需小于附着力等于轮压乘以附着系数,干燥钢轨附着系数0.15至0.20,湿轨0.10至0.12。车轮踏面硬度要求HB300至380,淬硬层深度不小于15mm。车轮踏面与轨道接触不均匀导致偏磨时需车削修复踏面,单次车削量不超过1mm,累计车削不超过3mm。
三、轴承间隙与安装精度
角型轴承箱内装双列向心球面滚子轴承,调心性能良好。轴承径向游隙标准C3级。轴承箱装配间隙标准0.10至0.20mm。安装精度要求:两个主动轮同位度偏差不超过1mm;四个车轮对角线差不超过2mm;车轮垂直偏斜不超过L除以400。安装后手动盘车轻便灵活无卡涩,空载运行无异响。轴承每季度加注一次3号通用锂基脂,填充量控制轴承室容量的三分之一至二分之一。轴承运行温度超过80度时需检查游隙和润滑情况。
四、车轮常见故障排查
| 故障现象 | 可能原因 | 检查与处理方法 |
|---|---|---|
| 啃轨、轮缘单侧磨损 | 轨道直线度超差大于2mm每6m;车轮同位度偏差大于1mm;桥架变形下挠 | 用拉线法测量轨道直线度并调直;用经纬仪校正车轮同位度;测桥架挠度大于L/2000需加固 |
| 车轮踏面剥落、压痕 | 踏面硬度低于HB300;车轮与轨道接触应力超过许用值 | 检测表面硬度;核算最大轮压是否超出表列许用值;超限时增加轮径或加大踏面宽度 |
| 轴承过热超过80度 | 轴承游隙过小选用C0级;润滑脂过多超过轴承室1/2;密封圈摩擦 | 更换C3级游隙轴承;按标准量注脂;检查密封圈安装方向 |
| 主动轮打滑 | 轮压不足低于满载轮压60%;轨道面有油污或积水;电机功率不能满足启动加速 | 检查各车轮轮压分布均匀性;清洁轨道表面;核算电机启动转矩是否达到1.5倍以上额定 |
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