工程起重机械 第6章运行机构课件

第六章运行机构

2007年11月主讲教师:楼力律欢迎对本课程提出宝贵意见第六章运行机构

2007年11月主讲教师:楼力律欢迎对本课1第6章运行机构本章我们将要学习的内容运行支承装置运行机构的构造运行机构的设计计算第6章运行机构本章我们将要学习的内容2第6章运行机构

运行机构主要用作水平运移物品以及调整起重机(小车)的工作位置。

在每个工作循环中起重机都要吊重物运行，称为工作性运行；如普通桥式起重机和门式起重机的运行机构都属于工作性运行机构。在正常工作循环中起重机并不运行，运行动作仅用调整起重机工作位置，则称为非工作性运行机构。如门座起重机，塔式起重机等。第6章运行机构运行机构主要用作水3第6章运行机构运行机构分为有轨运行机构和无轨运行机构。前者依靠刚性车轮沿专门铺设的轨道运行。一般用电动机驱动。后者是指流动性大的汽车式，轮胎式和履带式起重机的运行机构，可在普通路面上行驶，为满足经常转移作业场地的需要，一般采用柴油机作动力。运行机构包括运行支承装置和运行驱动机构两部分。第6章运行机构运行机构分为有轨运4第6章运行机构第一节运行支承装置第6章运行机构第一节运行支承装置5第1节运行支承装置运行支承装置的作用是将起重机的自重和外载荷传递到轨道基础上，有轨运行支承装置包括轨道、车轮、台车和铰接的平衡梁组成。第1节运行支承装置运行支承装置的作用是将起重机6第1节运行支承装置1.台车和铰接的平衡梁起重机运行车轮支承在轨道上，车轮的尺寸取决于轮压的大小，而轮压又受到轨道基础承载能力的限制。一般对轨枕道渣式基础的许用轮压不大于250kN;地耐力较好并经特殊设计的轨枕道渣基础可达400kN以上；对混凝土和钢结构支承的轨道上的许用轮压一般不大于900kN。因此起重机上每个支承点的压力越大，车轮数目就越多，为了使轮压分布均匀，在结构上采用铰接的平衡梁。下图表示起重机在每个支承点上的带平衡梁的车轮组。第1节运行支承装置1.台车和铰接的平衡梁起重7第1节运行支承装置1.台车和铰接的平衡梁第1节运行支承装置1.台车和铰接的平衡梁8第1节运行支承装置1.台车和铰接的平衡梁第1节运行支承装置1.台车和铰接的平衡梁9第1节运行支承装置1.台车和铰接的平衡梁当一个台车的车轮数需要很多，而轮距尺寸受到限制，或轨道不能承受很大轮压时，可将每个台车的车轮排成两行，分别支承在两条轨道上，为了保证轮压分布均匀，除平衡梁铰接位置合理外，还在支腿与平衡梁的连接处设置球铰。当起重机需沿曲线轨道运行或起重机安装后需拐弯以变更轨道时，则要使台车及平衡梁的铰座能在水平面内绕竖轴转动。第1节运行支承装置1.台车和铰接的平衡梁当一10第1节运行支承装置2.轨道起重机所用轨道有铁路钢轨(P型)，起重机专用钢轨(QU型)以及方钢或扁钢。第1节运行支承装置2.轨道起重机所用轨道有铁11第1节运行支承装置2.轨道铁路钢轨和起重机专用钢轨一般制成圆顶的，使用经验表明圆顶轨道可以适应车轮的倾斜以及起重机跑偏的情况，使用寿命长。起重机专用钢轨圆顶的曲率半径比铁路钢轨大，底面较宽，可以减小对基础的挤压应力，截面的抗弯强度，故轮压较大(260kN以上)时采用它，对支承在钢结构上的小车运行轨道，通常采用材料性能不低于5号钢的轧制方钢或扁钢，轨顶是平的。各种轨道的选用见表6-1(教材137页)第1节运行支承装置2.轨道铁路钢轨和起重机专12第1节运行支承装置3.车轮和车轮组3.1车轮第1节运行支承装置3.车轮和车轮组3.1车轮13第1节运行支承装置3.车轮和车轮组3.1车轮车轮一般采用ZG55II铸钢，对于轮压大的车轮可用合金钢，如ZG35CrMo，ZG55SiMn，ZG55CrMnSi及55Mn等铸造，对于小尺寸的车轮也可以用45号钢及65Mn钢锻造。轮压小于等于50kN，运行速度小于等于30m/min，可用铸铁车轮，其踏面硬度为HB180-240为了提高车轮的使用寿命，车轮的踏面应进行热处理，表面硬度为HB300~HB350,淬火深度不小于15mm,并均匀地过渡到未淬火层。对于作非工作性运行的车轮，也可只作调质处理，其硬度不低于HB200。第1节运行支承装置3.车轮和车轮组3.1车轮14第1节运行支承装置3.车轮和车轮组3.1车轮从车轮损坏形式来看，一般有两种:一种是疲劳剥落，另一种是磨损。目前，由于淬火硬层深度已经达到15~20mm，疲劳剥落情况已经少见，而正常的滚动磨损成了起重机车轮损坏的主要形式。车轮与轨道之间的磨损的主要原因是由于碾压和滑动摩擦所致。轮与轨的接触表面在碾压以后不断发生塑性变形，在周期应力长时间作用下，便导致表面片状磨屑脱落。滑动摩擦是车轮和轨道之间不可避免的，它的磨损率比滚动摩擦大若干倍，因此提高起重机与轨道装配质量，减少啃道或急刹车现象，可以显著减少滚动摩擦时的相对滑动量，对提高车轮和轨道寿命有极大影响。第1节运行支承装置3.车轮和车轮组3.1车轮15第1节运行支承装置3.车轮和车轮组3.1车轮车轮轮缘分为双轮缘，单轮缘和无轮缘三种。轮缘起导向作用，防止车轮在运行时脱轨，起重机上广泛采用双轮缘车轮车轮踏面形状分圆柱形和圆锥形踏面两种。为了能够补偿车轮安装和轨道铺设的误差，车轮踏面工作部分的宽度应大于轨道的顶宽。第1节运行支承装置3.车轮和车轮组3.1车轮16第1节运行支承装置3.车轮和车轮组3.2车轮的计算3.2.1计算载荷计算车轮时以轮压作为计算载荷。对于桥式类型起重机，轮压随小车位置而变化，对于回转式臂架起重机，轮压随臂架位置而变化。如果把轮压P作为随时间t变化的函数，并假定为线形关系。Pmax

Pmin起重机正常工作时的最大轮压和最小轮压T轮压变化周期第1节运行支承装置3.车轮和车轮组3.2车轮的计算Pm17第1节运行支承装置3.车轮和车轮组3.2车轮的计算3.2.1计算载荷计算接触疲劳强度的等效载荷:若取则车轮踏面疲劳计算时的计算轮压也可按照下面的近似公式计算第1节运行支承装置3.车轮和车轮组3.2车轮的计算计算18第1节运行支承装置3.车轮和车轮组3.2.2车轮疲劳踏面计算根据车轮与轨道接触情况不同分为线接触和点接触两种(教材139页图6-7).圆柱形踏面的车轮与平顶钢轨的接触为线接触；圆柱形或圆锥形踏面的车轮与圆顶钢轨的接触为点接触。3.2.2.1线接触k1：与材料有关的许用线接触应力常数D：车轮直径L:车轮与轨道的有效接触长度C1:转速系数，按表6-3选取C2:工作级别系数，按表6-4选取第1节运行支承装置3.车轮和车轮组3.2.2车轮疲劳踏19第1节运行支承装置3.车轮和车轮组3.2.2.2点接触k2：与材料有关的点接触应力常数，钢制车轮按表6-2选取R：曲率半径，取车轮和轨道曲率半径中的大值m:由轨道顶的与车轮曲率半径之比r/R所确定的系数，按表6-5选取第1节运行支承装置3.车轮和车轮组3.2.2.2点接触20第1节运行支承装置3.车轮和车轮组3.3车轮组桥式起重机的大车和小车的车轮一般都装在角形轴承座中，由车轮、轴和角形轴承箱组成车轮组，然后用螺栓固定在起重机结构上，车轮与轴之间大多用滚动轴承，轴承尽量采用自动调心型球面滚子轴承，也可采用圆锥滚子轴承。采用角型轴承车轮组结构分组性好，便于装拆和检修。图6-8在龙门起重机、门座起重机和塔式起重机的大车运行台上，车轮也可支承在定轴上，驱动的大齿轮和车轮固装成一体。图6-9第1节运行支承装置3.车轮和车轮组3.3车轮组21第6章运行机构第二节运行机构的构造第6章运行机构第二节运行机构的构造22第2节运行机构的构造1.驱动方式有轨运行机构的驱动装置一般由电动机、制动器、传动装置和车轮等组成。根据布置不同，驱动方式分为两种：自行式和牵引式。自行式是机构直接装在运行部分上驱动车轮-主动轮，依靠主动轮与轨道之间的粘着力而运行。自行式机构布置方便，构造简单，应用最广。牵引式是驱动机构装在运行部分以外，通过钢丝绳牵引小车运行。一般只用于要求自重轻，运行速度高或者运行坡度较大的小车，如缆索起重机，塔式起重机上牵引小车运行。第2节运行机构的构造1.驱动方式有轨运行机构的驱动装置一23第2节运行机构的构造1.驱动方式自行式运行机构有集中驱动和分别驱动两种集中驱动是用一台电动机驱动所有的主动轮。这样可减少电动机与减速器的台数，但机构需要复杂，笨重的传动系统。一般只用于桥式起重机的小车以及跨度小于16.5m的大车运行机构。分别驱动用一台电动机驱动一个支承点上的车轮，其优点是分组性好，布置、安装和维修方便，工作可靠。第2节运行机构的构造1.驱动方式自行式运行机构有集中驱动24第2节运行机构的构造2.主动轮的布置方式主动轮的布置位置和主动轮数目应保证在任何情况下都有足够的主动轮轮压，否则，在起动或制动过程中，会因为粘着力不足而产生打滑。

通常主动轮占车轮总数的一半，对于运行速度较低的起重机可取车轮总数的1/4；运行速度高的起重机可采用全部车轮驱动。主动轮的布置方案有以下几种：

单面布置，对面布置，对角布置，四角布置。第2节运行机构的构造2.主动轮的布置方式25第2节运行机构的构造2.主动轮的布置方式单面布置由于主动轮在一侧轨道上，主动轮轮压之和变化较大，两侧轮容易跑偏，应用较少，只用于轮压本身不对称的起重机。第2节运行机构的构造2.主动轮的布置方式单面布置由于26第2节运行机构的构造2.主动轮的布置方式对面布置在跨度较小的桥式起重机上应用较多，由于结构便于布置，能保证主动轮压之和不随小车位置而变化。不宜用于臂架式旋转起重机，因为主动轮轮压之和随臂架位置变化较大。第2节运行机构的构造2.主动轮的布置方式对面布置在跨27第2节运行机构的构造2.主动轮的布置方式对角布置常用在中小旋转起重机上，因为臂架旋转时对角主动轮轮压之和通常变化不大。第2节运行机构的构造2.主动轮的布置方式对角布置常用28第2节运行机构的构造2.主动轮的布置方式四角布置广泛用于大型，高速运行的各种起重机上，因为四角上的主动轮轮压之和基本不变。第2节运行机构的构造2.主动轮的布置方式四角布置广泛29第2节运行机构的构造3.分别驱动运行机构的典型构造两边车轮分别由两套独立的无机械联系的驱动装置驱动，省去了中间传动轴，自重轻，部件分组性好，安装和维修方便。在起重机(大车)运行机构上得到广泛采用。第2节运行机构的构造3.分别驱动运行机构的典型构造30第2节运行机构的构造3.分别驱动运行机构的典型构造

桥式起重机大车运行机构可装在走台上,采用带浮动轴的分别驱动装置，使安装和维修更加方便。第2节运行机构的构造3.分别驱动运行机构的典型构造31第2节运行机构的构造3.分别驱动运行机构的典型构造大吨位桥式起重机的分别驱动一般在低速轴段增设浮动轴，浮动轴两端可用齿轮联铀器或采用万向联铀器。第2节运行机构的构造3.分别驱动运行机构的典型构造大吨位32第2节运行机构的构造3.分别驱动运行机构的典型构造在中小起重量的桥式起重机中．采用“三合一”传动装置的大车运行机构分别驱动方案已日益广泛.减速器可直接套装在车轮轴上。这种型式结构紧凑，重量轻，组装性好，机构安装与走台无关．不受走台变形的影响，是一种有发展前这的驱动型式。第2节运行机构的构造3.分别驱动运行机构的典型构造在中小33第2节运行机构的构造3.分别驱动运行机构的典型构造中小起重量门式起重机的运行机构以采用立式减速器的驱动装置较为常见。它没有开式传动，机构紧凑，使用寿命长，其简图如图所示。图a为采用标准立式减速器．用联轴器将减速器的低速轴与车轮轴相连接。图b是采用套装立式减速器，省去了低速轴联轴器，使机构更加紧凑。第2节运行机构的构造3.分别驱动运行机构的典型构造中小起34第2节运行机构的构造3.分别驱动运行机构的典型构造门式起重饥的运行机构也可采用卧式减速器的驱动装置。电动机经过卧式减速器、末级开式齿轮传动减速后，带动车轮转动，末级开式传动的大齿轮固定在车轮上．车轮轴不传递扭矩。第2节运行机构的构造3.分别驱动运行机构的典型构造门式起35第2节运行机构的构造3.分别驱动运行机构的典型构造门式起重机运行机构采用“三和一”传动装置一般将制动电机立式布置.减速器需采用垂直轴形式，这种形式结构紧凑，组装性好。第2节运行机构的构造3.分别驱动运行机构的典型构造门式起36第2节运行机构的构造3.分别驱动运行机构的典型构造为了改善驱动性能，还可在电动机与减速器之间串接限矩型液力偶合器。可使起重机平稳起、制动．减少传动部件的振动和冲击力．延长使用寿命。采用这种方案可将绕线式电动机改换成普通的Y系列笼型电动机，简化操作，降低成本，提高起重机的可靠性。第2节运行机构的构造3.分别驱动运行机构的典型构造为了改37第6章运行机构第三节运行机构的设计计算第6章运行机构第三节运行机构的设计计算38第3节运行机构的设计计算1.运行阻力的计算起重机或小车在直线轨道上稳定运行的静阻力Fj有摩擦阻力Fm，坡道阻力FI和风阻力Fr三项组成。

1.1摩擦阻力Fm

第3节运行机构的设计计算1.运行阻力的计算起重机或小车在39第3节运行机构的设计计算1.运行阻力的计算1.1摩擦阻力Fm

Q–起升载荷（N）G–起重机或运行小车的重量

（N）f–

滚动摩擦系数(mm)m-车轮轴承摩擦因数(无单位)d–与轴承相配合处车轮轴的直径(mm)D–车轮踏面直径(mm)b-附加摩擦阻力系数(无单位)w-摩擦阻力系数，初步计算使用(无单位)第3节运行机构的设计计算1.运行阻力的计算1.1摩擦阻力40第3节运行机构的设计计算1.运行阻力的计算1.1摩擦阻力Fm

f–

滚动摩擦系数(mm)第3节运行机构的设计计算1.运行阻力的计算1.1摩擦阻力41第3节运行机构的设计计算1.运行阻力的计算1.1摩擦阻力Fm

m-车轮轴承摩擦因数(无单位)第3节运行机构的设计计算1.运行阻力的计算1.1摩擦阻力42第3节运行机构的设计计算1.运行阻力的计算1.1摩擦阻力Fm

b-附加摩擦阻力系数(无单位)第3节运行机构的设计计算1.运行阻力的计算1.1摩擦阻力43第3节运行机构的设计计算1.运行阻力的计算1.1摩擦阻力Fm

w-摩擦阻力系数，初步计算使用(无单位)第3节运行机构的设计计算1.运行阻力的计算1.1摩擦阻力44第3节运行机构的设计计算1.运行阻力的计算1.1摩擦阻力Fm

满载运行时最小摩擦阻力：满载运行时最小摩擦阻力：第3节运行机构的设计计算1.运行阻力的计算1.1摩擦阻力45第3节运行机构的设计计算1.运行阻力的计算1.2坡道阻力Fp

当起重机沿坡角为a的轨道运行时产生的坡道阻力为:因a较小，sina约为tana:坡度tana的值查表6-8教材147页。第3节运行机构的设计计算1.运行阻力的计算1.2坡道阻力46第3节运行机构的设计计算1.运行阻力的计算1.3风阻力Fr露天作业的起重机迎风方向运行所受的风阻力为:q–工作状态计算风压N/m2;c–风力系数；A1

–起重机的迎风面积m2；A2

–起吊物品的迎风面积m2；第3节运行机构的设计计算1.运行阻力的计算1.3风阻力47第3节运行机构的设计计算2.电动机的选择2.1电动机的静功率

v0–运行速度m/s;m

–分别驱动时电动机的台数；Fj

–静阻力；h–运行机构的传动效率；第3节运行机构的设计计算2.电动机的选择2.1电动机的48第3节运行机构的设计计算2.电动机的选择2.2电动机初选

一般可根据电动机的静功率和机构的接电持续率JC值．对照电动机的产品目录选用。由于运行机构的静载荷变化较小，动载荷较大，因此所选电动饥的额定功率应比静功率大，以满足电动机的起动要求。对于桥架类型起重机的大、小车运行机构可按下式初选电动机：式中Kd——考虑到电动机起动时惯性影响的功率增大系数。室外工作的起重机．常取Kd＝1.1～1.3(速度高,取大值)；对于室内工作的起重机及装卸桥小车运行机构可取Kd＝1.2～2.6。第3节运行机构的设计计算2.电动机的选择2.2电动机初49第3节运行机构的设计计算2.电动机的选择2.3电动机的校核

2.3.1起动时间的验算起重机在满载，上坡和迎风运行起动过程中，电动机的起动力矩除了克服稳定运行的静阻力矩外，还要克服直线运动质量和旋转运动质量所产生的惯性力矩。可计算出起动时间:按上式求得的起动时间是否合适，根据平均加速度不应超过教材表1-18推荐的数值。第3节运行机构的设计计算2.电动机的选择2.3电动机的50第3节运行机构的设计计算2.电动机的选择2.3电动机的校核

2.3.2电动机短时过载能力的验算从以上起动时间的验算中，并不要求在最大工作风压作用下能及时起动，因为最大工作风阻力很少出现。但电动机的最大力矩应能克服这项最大的阻力，即2.3.2电动机发热验算参见教材第五章第二节公式5-24第3节运行机构的设计计算2.电动机的选择2.3电动机的51第3节运行机构的设计计算3.减速器的选择3.1机构的计算传动比

i0–计算传动比;n

–电动机额定转速，rpmD

–车轮踏面直径，mmn0–初选运行速度，m/s按所采用的传动方案考虑传动比分配，并选用标准减速器或进行减速器的设计，确定出实际传动比i第3节运行机构的设计计算3.减速器的选择3.1机构的计52第3节运行机构的设计计算3.减速器的选择3.2标准减速器的选用选用标准型号的减速器时。其总设计寿命一般应与机构的利用等级相符合。在不稳定运转过程中减速器承受动载荷不大的机构，可按额定载荷或电动机额定功率选择减速器，对于动载荷较大的机构，应按实际载荷(考虑动载荷影响)来选择减速器。由于运行机构起、制动时的惯性载荷大，惯性质量主要分布在低速部分，因此起、制动时的惯性载荷大，几乎全部传递给传动零件．所以在选用或设计减速器时，输入功率应按起动工况确定。第3节运行机构的设计计算3.减速器的选择3.2标准减速53第3节运行机构的设计计算3.减速器的选择3.2标准减速器的选用减速器的计算输入功率m–运行机构减速器的个数;v

–运行速度，m/sh

–运行机构的传动效率，Fj–运行静阻力，NFq–运行起动时的惯性力，N根据计算输入功率．可从标准减速器的承载能力表中选择适用的减速器。对工作级别大干M5的运行机构，考虑到工作条件比较恶劣，根据实践经验，减速器的输入功率以取1.8～2.2倍的计算输入功率为宜。第3节运行机构的设计计算3.减速器的选择3.2标准减速54第3节运行机构的设计计算4.制动器的选择运行机构的制动器根据起重机满载、顺风和下坡运行制动工况选择，制动器应使起重机在规定的时间内停车。第3节运行机构的设计计算4.制动器的选择55第3节运行机构的设计计算5.打滑验算起动时期及制动时期的打滑验算教材151页由于近代起重机力求减轻自重，并且采用较高运行速度，因而驱动功率较大，特别是旋转类型的起重机，对分别驱动的轮压最小的主动轮进行打滑验算时，往往通不过，这时若满足全部主动轮总的效果不打滑的条件，即起重机仍能运行还是允许的。第3节运行机构的设计计算5.打滑验算起动时期及制动时期的56第3节运行机构的设计计算5.打滑验算若不能满足总的打滑条件，应采取下列措施:1)增加驱动轮数据，以增加主动轮轮压，从而增加粘着力；2)在机构布置上考虑只布置在较大的轮压位置上；3)考虑运行机构的功率适当减小，延长起动时间；4)司机操纵缓慢起动；5)冰雪天时，由于粘着系数降低，可在轨道上撒沙，以增大粘着系数。第3节运行机构的设计计算5.打滑验算若不能满足总的打滑条57本章结束谢谢听讲第6章运行机构本章结束谢谢听讲第6章运行机构58第六章运行机构

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2007年11月主讲教师:楼力律欢迎对本课59第6章运行机构本章我们将要学习的内容运行支承装置运行机构的构造运行机构的设计计算第6章运行机构本章我们将要学习的内容60第6章运行机构

运行机构主要用作水平运移物品以及调整起重机(小车)的工作位置。

在每个工作循环中起重机都要吊重物运行，称为工作性运行；如普通桥式起重机和门式起重机的运行机构都属于工作性运行机构。在正常工作循环中起重机并不运行，运行动作仅用调整起重机工作位置，则称为非工作性运行机构。如门座起重机，塔式起重机等。第6章运行机构运行机构主要用作水61第6章运行机构运行机构分为有轨运行机构和无轨运行机构。前者依靠刚性车轮沿专门铺设的轨道运行。一般用电动机驱动。后者是指流动性大的汽车式，轮胎式和履带式起重机的运行机构，可在普通路面上行驶，为满足经常转移作业场地的需要，一般采用柴油机作动力。运行机构包括运行支承装置和运行驱动机构两部分。第6章运行机构运行机构分为有轨运62第6章运行机构第一节运行支承装置第6章运行机构第一节运行支承装置63第1节运行支承装置运行支承装置的作用是将起重机的自重和外载荷传递到轨道基础上，有轨运行支承装置包括轨道、车轮、台车和铰接的平衡梁组成。第1节运行支承装置运行支承装置的作用是将起重机64第1节运行支承装置1.台车和铰接的平衡梁起重机运行车轮支承在轨道上，车轮的尺寸取决于轮压的大小，而轮压又受到轨道基础承载能力的限制。一般对轨枕道渣式基础的许用轮压不大于250kN;地耐力较好并经特殊设计的轨枕道渣基础可达400kN以上；对混凝土和钢结构支承的轨道上的许用轮压一般不大于900kN。因此起重机上每个支承点的压力越大，车轮数目就越多，为了使轮压分布均匀，在结构上采用铰接的平衡梁。下图表示起重机在每个支承点上的带平衡梁的车轮组。第1节运行支承装置1.台车和铰接的平衡梁起重65第1节运行支承装置1.台车和铰接的平衡梁第1节运行支承装置1.台车和铰接的平衡梁66第1节运行支承装置1.台车和铰接的平衡梁第1节运行支承装置1.台车和铰接的平衡梁67第1节运行支承装置1.台车和铰接的平衡梁当一个台车的车轮数需要很多，而轮距尺寸受到限制，或轨道不能承受很大轮压时，可将每个台车的车轮排成两行，分别支承在两条轨道上，为了保证轮压分布均匀，除平衡梁铰接位置合理外，还在支腿与平衡梁的连接处设置球铰。当起重机需沿曲线轨道运行或起重机安装后需拐弯以变更轨道时，则要使台车及平衡梁的铰座能在水平面内绕竖轴转动。第1节运行支承装置1.台车和铰接的平衡梁当一68第1节运行支承装置2.轨道起重机所用轨道有铁路钢轨(P型)，起重机专用钢轨(QU型)以及方钢或扁钢。第1节运行支承装置2.轨道起重机所用轨道有铁69第1节运行支承装置2.轨道铁路钢轨和起重机专用钢轨一般制成圆顶的，使用经验表明圆顶轨道可以适应车轮的倾斜以及起重机跑偏的情况，使用寿命长。起重机专用钢轨圆顶的曲率半径比铁路钢轨大，底面较宽，可以减小对基础的挤压应力，截面的抗弯强度，故轮压较大(260kN以上)时采用它，对支承在钢结构上的小车运行轨道，通常采用材料性能不低于5号钢的轧制方钢或扁钢，轨顶是平的。各种轨道的选用见表6-1(教材137页)第1节运行支承装置2.轨道铁路钢轨和起重机专70第1节运行支承装置3.车轮和车轮组3.1车轮第1节运行支承装置3.车轮和车轮组3.1车轮71第1节运行支承装置3.车轮和车轮组3.1车轮车轮一般采用ZG55II铸钢，对于轮压大的车轮可用合金钢，如ZG35CrMo，ZG55SiMn，ZG55CrMnSi及55Mn等铸造，对于小尺寸的车轮也可以用45号钢及65Mn钢锻造。轮压小于等于50kN，运行速度小于等于30m/min，可用铸铁车轮，其踏面硬度为HB180-240为了提高车轮的使用寿命，车轮的踏面应进行热处理，表面硬度为HB300~HB350,淬火深度不小于15mm,并均匀地过渡到未淬火层。对于作非工作性运行的车轮，也可只作调质处理，其硬度不低于HB200。第1节运行支承装置3.车轮和车轮组3.1车轮72第1节运行支承装置3.车轮和车轮组3.1车轮从车轮损坏形式来看，一般有两种:一种是疲劳剥落，另一种是磨损。目前，由于淬火硬层深度已经达到15~20mm，疲劳剥落情况已经少见，而正常的滚动磨损成了起重机车轮损坏的主要形式。车轮与轨道之间的磨损的主要原因是由于碾压和滑动摩擦所致。轮与轨的接触表面在碾压以后不断发生塑性变形，在周期应力长时间作用下，便导致表面片状磨屑脱落。滑动摩擦是车轮和轨道之间不可避免的，它的磨损率比滚动摩擦大若干倍，因此提高起重机与轨道装配质量，减少啃道或急刹车现象，可以显著减少滚动摩擦时的相对滑动量，对提高车轮和轨道寿命有极大影响。第1节运行支承装置3.车轮和车轮组3.1车轮73第1节运行支承装置3.车轮和车轮组3.1车轮车轮轮缘分为双轮缘，单轮缘和无轮缘三种。轮缘起导向作用，防止车轮在运行时脱轨，起重机上广泛采用双轮缘车轮车轮踏面形状分圆柱形和圆锥形踏面两种。为了能够补偿车轮安装和轨道铺设的误差，车轮踏面工作部分的宽度应大于轨道的顶宽。第1节运行支承装置3.车轮和车轮组3.1车轮74第1节运行支承装置3.车轮和车轮组3.2车轮的计算3.2.1计算载荷计算车轮时以轮压作为计算载荷。对于桥式类型起重机，轮压随小车位置而变化，对于回转式臂架起重机，轮压随臂架位置而变化。如果把轮压P作为随时间t变化的函数，并假定为线形关系。Pmax

Pmin起重机正常工作时的最大轮压和最小轮压T轮压变化周期第1节运行支承装置3.车轮和车轮组3.2车轮的计算Pm75第1节运行支承装置3.车轮和车轮组3.2车轮的计算3.2.1计算载荷计算接触疲劳强度的等效载荷:若取则车轮踏面疲劳计算时的计算轮压也可按照下面的近似公式计算第1节运行支承装置3.车轮和车轮组3.2车轮的计算计算76第1节运行支承装置3.车轮和车轮组3.2.2车轮疲劳踏面计算根据车轮与轨道接触情况不同分为线接触和点接触两种(教材139页图6-7).圆柱形踏面的车轮与平顶钢轨的接触为线接触；圆柱形或圆锥形踏面的车轮与圆顶钢轨的接触为点接触。3.2.2.1线接触k1：与材料有关的许用线接触应力常数D：车轮直径L:车轮与轨道的有效接触长度C1:转速系数，按表6-3选取C2:工作级别系数，按表6-4选取第1节运行支承装置3.车轮和车轮组3.2.2车轮疲劳踏77第1节运行支承装置3.车轮和车轮组3.2.2.2点接触k2：与材料有关的点接触应力常数，钢制车轮按表6-2选取R：曲率半径，取车轮和轨道曲率半径中的大值m:由轨道顶的与车轮曲率半径之比r/R所确定的系数，按表6-5选取第1节运行支承装置3.车轮和车轮组3.2.2.2点接触78第1节运行支承装置3.车轮和车轮组3.3车轮组桥式起重机的大车和小车的车轮一般都装在角形轴承座中，由车轮、轴和角形轴承箱组成车轮组，然后用螺栓固定在起重机结构上，车轮与轴之间大多用滚动轴承，轴承尽量采用自动调心型球面滚子轴承，也可采用圆锥滚子轴承。采用角型轴承车轮组结构分组性好，便于装拆和检修。图6-8在龙门起重机、门座起重机和塔式起重机的大车运行台上，车轮也可支承在定轴上，驱动的大齿轮和车轮固装成一体。图6-9第1节运行支承装置3.车轮和车轮组3.3车轮组79第6章运行机构第二节运行机构的构造第6章运行机构第二节运行机构的构造80第2节运行机构的构造1.驱动方式有轨运行机构的驱动装置一般由电动机、制动器、传动装置和车轮等组成。根据布置不同，驱动方式分为两种：自行式和牵引式。自行式是机构直接装在运行部分上驱动车轮-主动轮，依靠主动轮与轨道之间的粘着力而运行。自行式机构布置方便，构造简单，应用最广。牵引式是驱动机构装在运行部分以外，通过钢丝绳牵引小车运行。一般只用于要求自重轻，运行速度高或者运行坡度较大的小车，如缆索起重机，塔式起重机上牵引小车运行。第2节运行机构的构造1.驱动方式有轨运行机构的驱动装置一81第2节运行机构的构造1.驱动方式自行式运行机构有集中驱动和分别驱动两种集中驱动是用一台电动机驱动所有的主动轮。这样可减少电动机与减速器的台数，但机构需要复杂，笨重的传动系统。一般只用于桥式起重机的小车以及跨度小于16.5m的大车运行机构。分别驱动用一台电动机驱动一个支承点上的车轮，其优点是分组性好，布置、安装和维修方便，工作可靠。第2节运行机构的构造1.驱动方式自行式运行机构有集中驱动82第2节运行机构的构造2.主动轮的布置方式主动轮的布置位置和主动轮数目应保证在任何情况下都有足够的主动轮轮压，否则，在起动或制动过程中，会因为粘着力不足而产生打滑。

通常主动轮占车轮总数的一半，对于运行速度较低的起重机可取车轮总数的1/4；运行速度高的起重机可采用全部车轮驱动。主动轮的布置方案有以下几种：

单面布置，对面布置，对角布置，四角布置。第2节运行机构的构造2.主动轮的布置方式83第2节运行机构的构造2.主动轮的布置方式单面布置由于主动轮在一侧轨道上，主动轮轮压之和变化较大，两侧轮容易跑偏，应用较少，只用于轮压本身不对称的起重机。第2节运行机构的构造2.主动轮的布置方式单面布置由于84第2节运行机构的构造2.主动轮的布置方式对面布置在跨度较小的桥式起重机上应用较多，由于结构便于布置，能保证主动轮压之和不随小车位置而变化。不宜用于臂架式旋转起重机，因为主动轮轮压之和随臂架位置变化较大。第2节运行机构的构造2.主动轮的布置方式对面布置在跨85第2节运行机构的构造2.主动轮的布置方式对角布置常用在中小旋转起重机上，因为臂架旋转时对角主动轮轮压之和通常变化不大。第2节运行机构的构造2.主动轮的布置方式对角布置常用86第2节运行机构的构造2.主动轮的布置方式四角布置广泛用于大型，高速运行的各种起重机上，因为四角上的主动轮轮压之和基本不变。第2节运行机构的构造2.主动轮的布置方式四角布置广泛87第2节运行机构的构造3.分别驱动运行机构的典型构造两边车轮分别由两套独立的无机械联系的驱动装置驱动，省去了中间传动轴，自重轻，部件分组性好，安装和维修方便。在起重机(大车)运行机构上得到广泛采用。第2节运行机构的构造3.分别驱动运行机构的典型构造88第2节运行机构的构造3.分别驱动运行机构的典型构造

桥式起重机大车运行机构可装在走台上,采用带浮动轴的分别驱动装置，使安装和维修更加方便。第2节运行机构的构造3.分别驱动运行机构的典型构造89第2节运行机构的构造3.分别驱动运行机构的典型构造大吨位桥式起重机的分别驱动一般在低速轴段增设浮动轴，浮动轴两端可用齿轮联铀器或采用万向联铀器。第2节运行机构的构造3.分别驱动运行机构的典型构造大吨位90第2节运行机构的构造3.分别驱动运行机构的典型构造在中小起重量的桥式起重机中．采用“三合一”传动装置的大车运行机构分别驱动方案已日益广泛.减速器可直接套装在车轮轴上。这种型式结构紧凑，重量轻，组装性好，机构安装与走台无关．不受走台变形的影响，是一种有发展前这的驱动型式。第2节运行机构的构造3.分别驱动运行机构的典型构造在中小91第2节运行机构的构造3.分别驱动运行机构的典型构造中小起重量门式起重机的运行机构以采用立式减速器的驱动装置较为常见。它没有开式传动，机构紧凑，使用寿命长，其简图如图所示。图a为采用标准立式减速器．用联轴器将减速器的低速轴与车轮轴相连接。图b是采用套装立式减速器，省去了低速轴联轴器，使机构更加紧凑。第2节运行机构的构造3.分别驱动运行机构的典型构造中小起92第2节运行机构的构造3.分别驱动运行机构的典型构造门式起重饥的运行机构也可采用卧式减速器的驱动装置。电动机经过卧式减速器、末级开式齿轮传动减速后，带动车轮转动，末级开式传动的大齿轮固定在车轮上．车轮轴不传递扭矩。第2节运行机构的构造3.分别驱动运行机构的典型构造门式起93第2节运行机构的构造3.分别驱动运行机构的典型构造门式起重机运行机构采用“三和一”传动装置一般将制动电机立式布置.减速器需采用垂直轴形式，这种形式结构紧凑，组装性好。第2节运行机构的构造3.分别驱动运行机构的典型构造门式起94第2节运行机构的构造3.分别驱动运行机构的典型构造为了改善驱动性能，还可在电动机与减速器之间串接限矩型液力偶合器。可使起重机平稳起、制动．减少传动部件的振动和冲击力．延长使用寿命。采用这种方案可将绕线式电动机改换成普通的Y系列笼型电动机，简化操作，降低成本，提高起重机的可靠性。第2节运行机构的构造3.分别驱动运行机构的典型构造为了改95第6章运行机构第三节运行机构的设计计算第6章运行机构第三节运行机构的设计计算96第3节运行机构的设计计算1.运行阻力的计算起重机或小车在直线轨道上稳定运行的静阻力Fj有摩擦阻力Fm，坡道阻力FI和风阻力Fr三项组成。

1.1摩擦阻力Fm

第3节运行机构的设计计算1.运行阻力的计算起重机或小车在97第3节运行机构的设计计算1.运行阻力的计算1.1摩擦阻力Fm

Q–起升载荷（N）G–起重机或运行小车的重量

（N）f–

滚动摩擦系数(mm)m-车轮轴承摩擦因数(无单位)d–与轴承相配合处车轮轴的直径(mm)D–车轮踏面直径(mm)b-附加摩擦阻力系数(无单位)w-摩擦阻力系数，初步计算使用(无单位)第3节运行机构的设计计算1.运行阻力的计算1.1摩擦阻力98第3节运行机构的设计计算1.运行阻力的计算1.1摩擦阻力Fm

f–

滚动摩擦系数(mm)第3节运行机构的设计计算1.运行阻力的计算1.1摩擦阻力99第3节运行机构的设计计算1.运行阻力的计算1.1摩擦阻力Fm

m-车轮轴承摩擦因数(无单位)第3节运行机构的设计计算1.运行阻力的计算1.1摩擦阻力100第3节运行机构的设计计算1.运行阻力的计算1.1摩擦阻力Fm

b-附加摩擦阻力系数(无单位)第3节运行机构的设计计算1.运行阻力的计算1.1摩擦阻力101第3节运行机构的设计计算1.运行阻力的计算1.1摩擦阻力Fm

w-摩擦阻力系数，初步计算使用(无单位)第3节运行机构的设计计算1.运行阻力的计算1.1摩擦阻力102第3节运行机构的设计计算1.运行阻力的计算1.1摩擦阻力Fm

满载运行时最小摩擦阻力：满载运行时最小摩擦阻力：第3节运行机构的设计计算1.运行阻力的计算1.1摩擦阻力103第3节运行机构的设计计算1.运行阻力的计算1.2坡道阻力Fp

当起重机沿坡角为a的轨道运行时产生的坡道阻力为:因a较小，sina约为tana:坡度tana的值查表6-8教材147页。第3节运行机构的设计计算1.运行阻力的计算1.2坡道阻力104第3节运行机构的设计计算1.运行阻力的计算1.3风阻力Fr露天作业的起重机迎风方向运行所受的风阻力为:q–工作状态计算风压N/m2;c–风力系数；A1

–起重机的迎风面积m2；A2

–起吊物品的迎风面积m2；第3节运行机构的设计计算1.运行阻力的计算1.3风阻力105第3节运行机构的设计计算2.电动机的选择2.1电动机的静功率

v0–运行速度m/s;m

–分别驱动时电动机的台数；Fj

–静阻力；h–运行机构的传动效率；第3节运行机构的设计计算2.电动机的选择2.1电动机的106第3节运行机构的设计计算2.电动机的选择2.2电动机初选

一般可根据电动机的静功率和机构的接电持续率JC值．对照电动机的产品目录选用。由于运行机构的静载荷变化较小，动载荷较大，因此所选电动饥的额定功率应比静功率大，