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水平轮装置在桥式起重机上的应用与改进

文章出处:责任编辑: 人气:发表时间:2017-05-06 13:37:09

桥式起重机广泛应用于冶金、机械等生产,其大车沿轨道的主运动,由于种种原因会出现大车不完全沿轨道运行,造成啃轨。为了防止啃轨,我们利用很多方法约束大车的运动方向,比如采用双轮缘车轮、采用圆锥踏面车轮和采用水平导向轮装置等。其中水平轮装置的使用比较完善的解决了起重机大车的啃轨问题,且相对于其它几种方案有明显的优点。但现有的水平轮在结构上有明显的不足。 

一、 桥式起重机水平方向受力分析 

水平侧向力的来源有两个 

1.1 一个是在轨道安装的时候没有达到规定值 

即同一内截面内两平行轨道极高相对差 d≤10mm 

轨道跨度偏差 △S=±[3+0.25(S-10)] 但≤12mm 

轨道跨度的偏差△S直接导致大车车轮跑离轨道中心线,形成摩擦力,并且随着偏差的加大,摩擦力急剧加大,F1=。轨道极高相对差d的效应是使起重机的重力产生垂直于轨道的分力,产生摩擦力,F2。 

轨道的安装误差可以在安装中通过反复的测量和修正来消除。后期出现的由于地基沉降导致的轨道偏差也可以通过加垫片消除。 

1.2 由于起重机主梁两侧的驱动电机速度不同,使大车出现偏转运动。影响两侧电机驱动速度的因素很多。其中一个不可避免的,就是小车位置的变化致使起重机的重心不在起重机主梁中心线上,使相同的驱动力矩下两侧的速度不同。 

二、水平轮的结构 

2.1 水平轮的总体结构。 

水平轮的结构由偏心轴及其附属部件(调节螺母、衬套、平衡块等)和轮毂及其附属部件(轴承、端盖等)组成。 

2.2 水平轮的布置。 

安装时,通常将水平轮布置在端梁或主梁的两端,以获得最佳的受力。水平轮靠衬套1、衬套2用螺栓固定在水平轮底座上,保持总体的稳固。由于水平侧向力以力偶形式出现,水平导向轮也应成对设置。水平侧向力来自轨道两侧的可能性也是随机的,水平轮应布置于起重机同一端轨道两侧,另一端可自由伸缩。如图1。 

2.3 水平轮与轨道的间隙。 

由于起重机轨道存在线性误差,起重机存在制造和安装误差,轨道与水平导向轮之间有摩擦,所以轨道与水平导向轮间应留有一定的间隙,并且该间隙应能适当调整。偏心轴的作用是通过调节水平轮上端的调整螺母,使轮毂的轴线沿偏心距e转动,从而调整轨道中心线与水平轮的距离c。 

三、 水平轮装置的不足与改造 

3.1 水平轮现有结构的不足 

目前,国内大部分厂家采用上图中的水平轮装置。这也是当前水平轮装置设计中相对成熟的构造。但这种结构仍然有一些不足。就笔者在工作中遇到的情况而言,一个缺点是更换时步骤繁琐,不易操作;另一个是在使用中出现过轮毂及其附件整体脱落的事故,影响设备的正常运行,并对起重机下方设备和人员造成极大的危险。 

分析其原因,轮毂及其附属零件都是从水平轮下方安装上去的,载荷及零件的重力沿1轮毂、2螺钉、3上压盖、4轴承外圈到轴承内圈、5内衬依次传递,最终所有的力全部作用到6底部螺栓上。在轮毂受力特别是受冲击载荷的状态下,底部螺栓会出现松动或者断裂。轮毂部件就会脱落下来。 

3.2 水平轮结构的改进。 

针对以上提到的结构缺陷,可对水平轮构造进行如下改进:1、偏心轴底部加工托板,轮毂及其附属件采用从上部安装的方式;2、更改相应零件的尺寸以适应改造后的安装要求;3、为平衡重力及冲击载荷,并防止调心滚子轴承承受过大的径向力矩,底部安装推力轴承。同时为减小厚度,用铜垫圈来代替滚动推力轴承。4、结构顶部用圆螺母固定锁紧。