車輪組45°剖分軸承座的結(jié)構(gòu)改進(jìn)優(yōu)化設(shè)計
2019-04-19
趙波 馬燕 王國濱 李富榮 夏萍
摘 要：針對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，對軸承座進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化，增強(qiáng)其實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；增強(qiáng)實用和適應(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，要求高空和連續(xù)作業(yè)，正常的日常必須維護(hù)都有時間限制，在空中拆裝和調(diào)整車輪組時就需起重機(jī)停止工作才能為之，時間長將影響整條生產(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，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)時間長空中作業(yè)危險高，還要整個生產(chǎn)線停工停產(chǎn)，影響大。
引進(jìn)的國外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。對于未采用臺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。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)
?。ㄒ唬┩ㄓ弥苯切洼S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)省時間和加工費(fèi)用。但在每次拆卸更換車輪組時，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)時間長且危險，使安裝車輪組較費(fèi)時。
?。ǘ?5°剖分車輪組的應(yīng)用結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
45°剖分車輪組，在安裝和拆卸時不需要調(diào)整，方便省時。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。對于未采用臺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
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)維修簡便省時。同時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)計的車輪組軸承座更適應(yīng)實際的生產(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)計的車輪組軸承箱能夠適應(yīng)實際的生產(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)：
[1]起重機(jī)設(shè)計手冊《起重機(jī)設(shè)計手冊》編寫組，機(jī)械工業(yè)出版社，1980.
[2]起重機(jī)課程設(shè)計北京鋼鐵學(xué)院編，冶金工業(yè)出版社，1982.
[3]JB/T6392.2-（2008）起重機(jī)車輪技術(shù)條件.
[4]GB/T7688.1-1995冶金起重機(jī)技術(shù)條件通用技術(shù)條件.
[5]GB/T7688.15-1999冶金起重
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