起重机车轮踏面的初步改进及对其的力学分析

2016-09-05薛超飞潘海洋

现代制造技术与装备 2016年3期

薛超飞　潘海洋

（上海海事大学，上海 201306）

起重机车轮踏面的初步改进及对其的力学分析

薛超飞潘海洋

（上海海事大学，上海 201306）

借鉴列车车辆几乎都采用的磨耗型踏面，改进起重机常用轮轨踏面的两点接触为单点接触。选择国内常用的磨耗型踏面GMD、HLM、LM，分别与轨道P60轨配合，进行ANSYS非线性力学分析。对比分析结果，基于HLM踏面设计的新型起重机踏面是三种踏面中应力状态最好的踏面类型。

起重机轮轨型面 ANSYS 非线性接触

引言

生产中常使用的桥式起重机因跨度大，所以经常处于歪斜运行状态，导致轮缘磨损相当严重。调查数据显示，起重机更换的车轮中有90%以上是因为轮缘磨损，报废的钢轨有80%以上是因为轮缘磨损导致。据相关文献介绍，起重机车轮的平均寿命只有约一年，寿命短的仅有3～6个月，但是车轮踏面则可以安全使用2～3年。产生这种现象的一个重要原因就是传统起重机大车轮的圆柱形踏面与轨道是两点接触。

1　轮缘磨损的原因及踏面的改进

起重机运行过程中，因多种原因常常出现轴向移动或轴向歪斜的状况，因而会受到轮缘或附加的水平轮与轨道所构成的约束。在车轮处于约束运行状态时，有轮缘车轮（圆柱型踏面或者是圆锥型踏面）的轮轨接触状态如图1所示。这时，车轮与钢轨存在两个接触点，A点的位置在踏面上称作承载点，B点的位置在轮缘上或过渡圆弧上称作导向点。