独立欧式车轮组在起重机上的应用

王 尚

(陕西省特种设备检验检测研究院，陕西 西安 710048)

0 引言

传统车轮组采用角型轴承箱结构形式，铸造成型，虽然结构简单，但是直角面加工难度大，且整体铸造成品率较低；车轮组的安装由工人调整，难度系数大且不易保证安装精度，拆卸、维修、更换费时费力。独立欧式车轮组采用月牙形车轮组结构形式，侧面螺栓固定，结构紧凑、安装简单、偏心可调。在起重机轻量化、模块化、产品结构美观化发展趋势下，独立欧式车轮组逐渐在各类轨道式起重机上得到广泛应用。

1 传统车轮组结构

传统车轮组主要包括主(被)动车轮轴、通盖、圆锥滚子轴承、主(被)动车轮、轴套、轴承箱、调整垫板、圆螺母、止动垫圈、闷盖、螺栓副、油杯、平键、油毡等，如图1所示。其中，被动车轮组没有键槽和通盖，被动车轮和被动车轮轴采用过盈配合。

1-主动车轮轴；2-通盖一；3-轴承；4-主动车轮；5-轴套；6-通盖二；7-轴承箱；8-调整垫板；9-圆螺母、止动垫圈；10-闷盖；11-螺栓副一；12-油杯；13-螺栓副二

轴承箱7采用角型箱式结构，通过垂直相邻两侧的两个固定孔与桥架端梁或传统台车架连接，采用两块调整垫板8定位车轮的水平和垂直位置，并进行微调节，然后焊接在台车架上固定。在安装维护过程中，如果出现问题，需要现场割开两块调整垫板焊缝重新焊接，处理麻烦，同时，由于反复高温作用，轴承及角箱式轴承座易脆化，降低了车轮组的使用寿命。传统车轮组轴承箱为异形角型，一般采用铸造工艺毛坯，制作工序多，整体铸造成品率较低，其材质主要采用ZG270-540，机加工采用“车+刨+钻”，加工工步多，生产成本较高。

主(被)动车轮采用双(单、无)轮缘结构，轮缘高度为20 mm～30 mm、厚度为20 mm～25 mm，主动车轮设计轴孔、键槽，腹板均布工艺孔，减轻车轮重量，也便于起模铸造。车轮常用材质为ZG340-640，要求车轮踏面有较高的硬度，并且有一定的淬硬层深度和过渡层(深度>20 mm，硬度HB300～HB380)，以提高承载能力、耐磨性和抗接触疲劳的性能。

通盖较厚，常采用普通HT150材质铸造加工而成，中间有轴孔，轴孔内侧设计有润滑槽，通过配做软钢制板装配，防止润滑油渗漏。

主(被)动车轮轴设计成阶梯轴形式，采用普通棒料机加工，连接动力设备或者传动设备。轴套采用Q235B或者HT150材质进行“车”机加工而成。

传统轴承选用圆锥滚子轴承，能承受较大的轮压和冲击。

2 独立欧式车轮组结构

独立欧式车轮组主要包括主(被)动车轮轴、通盖、调心滚子轴承、欧式主(被)动车轮、轴套、轴承座、闷盖、螺栓副、透气塞、油杯、平键、O型圈等，如图2所示。其中，被动车轮没有键槽，被动车轮和被动车轮轴采用过盈配合进行安装固定。

1-主动车轮轴；2-通盖一；3-调心滚子轴承；4-欧式主动车轮；5-轴套；6-通盖二；7-轴承座；8-闷盖；9-螺栓副一；10-透气塞孔；11-螺栓副二；12-油杯

轴承座7一般采用强度较高、韧性较好的中碳钢，采用圆形阶梯轴肩设计，与欧式台车架为圆弧面接触，通过侧面螺栓副9进行安装固定，接触面大，受力均匀，承载能力强，使用寿命长，安装拆卸方便。轴承孔中心与固定孔中心采用偏心设计，轴承座可以360°旋转，便于调整车轮轴垂直偏斜量，通过添加调整垫片，轴承座可以轴向调整，便于调整车轮轴水平偏斜量。轴承座设计为圆柱形，毛坯制作工艺简单，生产时采用“车+钻”即可完成，加工工步少，大大降低了生产成本。

通盖和闷盖两侧设计有两透气塞孔，其中一孔安装润滑装置，便于添加润滑油；另一孔安装透气塞，并通过透气塞的位置设计控制润滑油添加量，同时在维护过程中可以检测润滑油是否加满。通盖中间有轴孔，轴孔内侧设计有润滑槽，通过安装O型密封圈或油毡防止润滑油渗漏，由于通盖设计降低了宽度，可采用普通Q235B材质直接加工而成。

主(被)动车轮采用单、双轮缘结构，轮缘高度为20 mm～30 mm，厚度为15 mm～20 mm，主动车轮设计轴孔、键槽，腹板设计均布工艺孔，方便安装、拆卸，同时减轻车轮重量，便于起模铸造。国内常用欧式车轮材质为中碳低合金锻钢，如DG40CrMn2、42CrMo。根据行车的使用特点，要求车轮踏面有较高的硬度，并且有一定的淬硬层深度和过渡层(深度>10 mm，硬度HRC40～HRC48)，以提高承载能力、耐磨性和抗接触疲劳的性能。

主(被)动车轮轴设计成阶梯轴形式，采用普通棒料机加工，轴身部分可以连接动力设备或者传动设备，比如“三合一”减速电机或者“联轴器”，以传递动力。轴套采用Q235B或者HT150材质进行“车”加工而成。

轴承选用调心滚子轴承，自动调整轴承中心位置，能承受较大的轮压和冲击。

通盖、闷盖与轴承座及轴承座与端梁、台车架通过高强度螺栓副进行连接，安装拆卸方便。

3 独立欧式车轮组与传统车轮组对比

结合车轮组组成零件，分别从结构设计、加工装配、维修保养等方面对独立欧式车轮组与传统车轮组进行比较，如表1所示。独立欧式车轮组与传统车轮组在起重机制造中的实际应用如图3、图4所示。

图3 独立欧式车轮组的应用

图4 传统车轮组的应用

表1 欧式车轮组与传统车轮组对比

通过对比可以看出，欧式车轮组设计简单，轻巧精致，外观美观，质量可靠，使用寿命长，尤其是轴承座结构形式的改变，突出了欧式“结构轻量化、机构个性化”理念。当然，欧式车轮组的优势关键还在于制造工艺先进，加工精度较高，虽然符合当前大环境提倡的轻量化、节能环保理念，但是对企业制造设备、技能人员的水平也是一个考验。

4 结束语

本文针对独立欧式车轮组与传统车轮组的结构、材质、加工、安装、维修等方面在起重机应用上进行了对比分析，独立欧式车轮组优势突出，随着技术的不断更新发展，新型独立欧式车轮组也在不断替换原来传统车轮组，越来越多的起重机企业将独立欧式车轮组运用到电单、桥式、门式、港机等起重机上，不仅提高了起重机运行可靠性，而且提高了美观性，符合国内起重机及起重机零部件轻量化、个性化的发展趋势。