王 尚

(陜西省特種設(shè)備檢驗檢測研究院，陜西 西安 710048)

0 引言

傳統(tǒng)車輪組采用角型軸承箱結(jié)構(gòu)形式，鑄造成型，雖然結(jié)構(gòu)簡單，但是直角面加工難度大，且整體鑄造成品率較低；車輪組的安裝由工人調(diào)整，難度系數(shù)大且不易保證安裝精度，拆卸、維修、更換費時費力。獨立歐式車輪組采用月牙形車輪組結(jié)構(gòu)形式，側(cè)面螺栓固定，結(jié)構(gòu)緊湊、安裝簡單、偏心可調(diào)。在起重機輕量化、模塊化、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)美觀化發(fā)展趨勢下，獨立歐式車輪組逐漸在各類軌道式起重機上得到廣泛應(yīng)用。

1 傳統(tǒng)車輪組結(jié)構(gòu)

傳統(tǒng)車輪組主要包括主(被)動車輪軸、通蓋、圓錐滾子軸承、主(被)動車輪、軸套、軸承箱、調(diào)整墊板、圓螺母、止動墊圈、悶蓋、螺栓副、油杯、平鍵、油氈等，如圖1所示。其中，被動車輪組沒有鍵槽和通蓋，被動車輪和被動車輪軸采用過盈配合。

1-主動車輪軸；2-通蓋一；3-軸承；4-主動車輪；5-軸套；6-通蓋二；7-軸承箱；8-調(diào)整墊板；9-圓螺母、止動墊圈；10-悶蓋；11-螺栓副一；12-油杯；13-螺栓副二

軸承箱7采用角型箱式結(jié)構(gòu)，通過垂直相鄰兩側(cè)的兩個固定孔與橋架端梁或傳統(tǒng)臺車架連接，采用兩塊調(diào)整墊板8定位車輪的水平和垂直位置，并進行微調(diào)節(jié)，然后焊接在臺車架上固定。在安裝維護過程中，如果出現(xiàn)問題，需要現(xiàn)場割開兩塊調(diào)整墊板焊縫重新焊接，處理麻煩，同時，由于反復(fù)高溫作用，軸承及角箱式軸承座易脆化，降低了車輪組的使用壽命。傳統(tǒng)車輪組軸承箱為異形角型，一般采用鑄造工藝毛坯，制作工序多，整體鑄造成品率較低，其材質(zhì)主要采用ZG270-540，機加工采用“車+刨+鉆”，加工工步多，生產(chǎn)成本較高。

主(被)動車輪采用雙(單、無)輪緣結(jié)構(gòu)，輪緣高度為20 mm～30 mm、厚度為20 mm～25 mm，主動車輪設(shè)計軸孔、鍵槽，腹板均布工藝孔，減輕車輪重量，也便于起模鑄造。車輪常用材質(zhì)為ZG340-640，要求車輪踏面有較高的硬度，并且有一定的淬硬層深度和過渡層(深度>20 mm，硬度HB300～HB380)，以提高承載能力、耐磨性和抗接觸疲勞的性能。

通蓋較厚，常采用普通HT150材質(zhì)鑄造加工而成，中間有軸孔，軸孔內(nèi)側(cè)設(shè)計有潤滑槽，通過配做軟鋼制板裝配，防止?jié)櫥蜐B漏。

主(被)動車輪軸設(shè)計成階梯軸形式，采用普通棒料機加工，連接動力設(shè)備或者傳動設(shè)備。軸套采用Q235B或者HT150材質(zhì)進行“車”機加工而成。

傳統(tǒng)軸承選用圓錐滾子軸承，能承受較大的輪壓和沖擊。

2 獨立歐式車輪組結(jié)構(gòu)

獨立歐式車輪組主要包括主(被)動車輪軸、通蓋、調(diào)心滾子軸承、歐式主(被)動車輪、軸套、軸承座、悶蓋、螺栓副、透氣塞、油杯、平鍵、O型圈等，如圖2所示。其中，被動車輪沒有鍵槽，被動車輪和被動車輪軸采用過盈配合進行安裝固定。

1-主動車輪軸；2-通蓋一；3-調(diào)心滾子軸承；4-歐式主動車輪；5-軸套；6-通蓋二；7-軸承座；8-悶蓋；9-螺栓副一；10-透氣塞孔；11-螺栓副二；12-油杯

軸承座7一般采用強度較高、韌性較好的中碳鋼，采用圓形階梯軸肩設(shè)計，與歐式臺車架為圓弧面接觸，通過側(cè)面螺栓副9進行安裝固定，接觸面大，受力均勻，承載能力強，使用壽命長，安裝拆卸方便。軸承孔中心與固定孔中心采用偏心設(shè)計，軸承座可以360°旋轉(zhuǎn)，便于調(diào)整車輪軸垂直偏斜量，通過添加調(diào)整墊片，軸承座可以軸向調(diào)整，便于調(diào)整車輪軸水平偏斜量。軸承座設(shè)計為圓柱形，毛坯制作工藝簡單，生產(chǎn)時采用“車+鉆”即可完成，加工工步少，大大降低了生產(chǎn)成本。

通蓋和悶蓋兩側(cè)設(shè)計有兩透氣塞孔，其中一孔安裝潤滑裝置，便于添加潤滑油；另一孔安裝透氣塞，并通過透氣塞的位置設(shè)計控制潤滑油添加量，同時在維護過程中可以檢測潤滑油是否加滿。通蓋中間有軸孔，軸孔內(nèi)側(cè)設(shè)計有潤滑槽，通過安裝O型密封圈或油氈防止?jié)櫥蜐B漏，由于通蓋設(shè)計降低了寬度，可采用普通Q235B材質(zhì)直接加工而成。

主(被)動車輪采用單、雙輪緣結(jié)構(gòu)，輪緣高度為20 mm～30 mm，厚度為15 mm～20 mm，主動車輪設(shè)計軸孔、鍵槽，腹板設(shè)計均布工藝孔，方便安裝、拆卸，同時減輕車輪重量，便于起模鑄造。國內(nèi)常用歐式車輪材質(zhì)為中碳低合金鍛鋼，如DG40CrMn2、42CrMo。根據(jù)行車的使用特點，要求車輪踏面有較高的硬度，并且有一定的淬硬層深度和過渡層(深度>10 mm，硬度HRC40～HRC48)，以提高承載能力、耐磨性和抗接觸疲勞的性能。

主(被)動車輪軸設(shè)計成階梯軸形式，采用普通棒料機加工，軸身部分可以連接動力設(shè)備或者傳動設(shè)備，比如“三合一”減速電機或者“聯(lián)軸器”，以傳遞動力。軸套采用Q235B或者HT150材質(zhì)進行“車”加工而成。

軸承選用調(diào)心滾子軸承，自動調(diào)整軸承中心位置，能承受較大的輪壓和沖擊。

通蓋、悶蓋與軸承座及軸承座與端梁、臺車架通過高強度螺栓副進行連接，安裝拆卸方便。

3 獨立歐式車輪組與傳統(tǒng)車輪組對比

結(jié)合車輪組組成零件，分別從結(jié)構(gòu)設(shè)計、加工裝配、維修保養(yǎng)等方面對獨立歐式車輪組與傳統(tǒng)車輪組進行比較，如表1所示。獨立歐式車輪組與傳統(tǒng)車輪組在起重機制造中的實際應(yīng)用如圖3、圖4所示。

圖3 獨立歐式車輪組的應(yīng)用

圖4 傳統(tǒng)車輪組的應(yīng)用

表1 歐式車輪組與傳統(tǒng)車輪組對比

通過對比可以看出，歐式車輪組設(shè)計簡單，輕巧精致，外觀美觀，質(zhì)量可靠，使用壽命長，尤其是軸承座結(jié)構(gòu)形式的改變，突出了歐式“結(jié)構(gòu)輕量化、機構(gòu)個性化”理念。當(dāng)然，歐式車輪組的優(yōu)勢關(guān)鍵還在于制造工藝先進，加工精度較高，雖然符合當(dāng)前大環(huán)境提倡的輕量化、節(jié)能環(huán)保理念，但是對企業(yè)制造設(shè)備、技能人員的水平也是一個考驗。

4 結(jié)束語

本文針對獨立歐式車輪組與傳統(tǒng)車輪組的結(jié)構(gòu)、材質(zhì)、加工、安裝、維修等方面在起重機應(yīng)用上進行了對比分析，獨立歐式車輪組優(yōu)勢突出，隨著技術(shù)的不斷更新發(fā)展，新型獨立歐式車輪組也在不斷替換原來傳統(tǒng)車輪組，越來越多的起重機企業(yè)將獨立歐式車輪組運用到電單、橋式、門式、港機等起重機上，不僅提高了起重機運行可靠性，而且提高了美觀性，符合國內(nèi)起重機及起重機零部件輕量化、個性化的發(fā)展趨勢。