起重機(jī)車輪磨損和摩擦噪音動(dòng)力學(xué)分析及預(yù)防措施

1、起重機(jī)車輪磨損和摩擦噪音動(dòng)力學(xué)分析及預(yù)防措施起重機(jī)車輪磨損和摩擦噪音動(dòng)力學(xué)分析及預(yù)防措施綜述：實(shí)際消費(fèi)中經(jīng)常經(jīng)常有用戶反映，起重機(jī)運(yùn)行時(shí)，會發(fā)出有規(guī)律的強(qiáng)烈響聲，同時(shí)又發(fā)現(xiàn)車輪尤其是輪沿磨損較快，又檢查不出原因，在這里從運(yùn)動(dòng)力學(xué)的角度分析產(chǎn)出噪音和快速磨損的原因是：車輪有車輪偏斜和滑移引起的。車輪運(yùn)行70%80%的過程中，輪緣和軌道在相摩擦，由于輪緣磨損而產(chǎn)生噪音和使車輪報(bào)廢，車輪輪緣快速磨損也就是車輪快速磨損報(bào)廢的主要原因之一。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)字說明本文由論文聯(lián)盟.Ll.搜集整理：由于摩擦磨損輪緣一般壽命在1a左右，踏面壽命23a，可見輪緣的磨損嚴(yán)重制約著車輪的整體壽命。增加輪緣的壽命，將顯著增

2、加車輪的整體使用壽命同時(shí)也將減少運(yùn)行摩擦噪音。一、理論分析當(dāng)車輪軸線與運(yùn)行方向不垂直時(shí)偏斜一個(gè)角，車輪踏面與軌道頂面之間就會因滑動(dòng)而產(chǎn)生動(dòng)偏斜摩擦阻力，其方向與滑動(dòng)的相對速度相反。該摩擦力在運(yùn)行方向上的分量構(gòu)成運(yùn)行的附加阻力，與運(yùn)行方向垂直的分量構(gòu)成車輪的側(cè)壓力。這種車輪側(cè)壓力與其他原因產(chǎn)生的側(cè)壓力總和，由輪緣承受。此時(shí)，就會出現(xiàn)啃軌現(xiàn)象，導(dǎo)致輪緣磨損和摩擦噪音。圖1為偏斜角為的車輪運(yùn)行情況。車輪軸的速度就是起重機(jī)的運(yùn)行速度，車輪接觸點(diǎn)相對于起重機(jī)的速度zh圓周速度，它在車輪的圓周方向，與之間的夾角為。車輪接觸點(diǎn)的絕對速度為車輪與軌道間的滑動(dòng)速度，為前兩者矢量和上式說明，車輪的偏斜角越大，滑動(dòng)

3、速度越大磨損越嚴(yán)重。理論上，只要有極微小的偏斜角，就會產(chǎn)生同樣大小的側(cè)壓力P。當(dāng)車輪或軌道的支撐部分剛性缺乏時(shí)，車輪有周期性彈動(dòng)，發(fā)出周期性的強(qiáng)烈響聲。當(dāng)偏斜的車輪運(yùn)行時(shí)，最初并不發(fā)生滑動(dòng)，由于車架與軌道支撐構(gòu)造的彈性，車輪可向側(cè)方向彈性位移，側(cè)壓力隨位移大小成正比增加。當(dāng)增加到時(shí)車輪與軌道間的靜摩擦系數(shù)，一般大于動(dòng)摩擦系數(shù)開場滑動(dòng)，使摩擦力驟然降為P，小于彈性恢復(fù)力，于是車輪彈回，并發(fā)出強(qiáng)烈響聲。二、改善措施：2.1進(jìn)步制造精度，進(jìn)步設(shè)備使用維護(hù)技術(shù)。在設(shè)備制造過程中和服役期間要進(jìn)步車輪組裝和維護(hù)精度，特別是在更換車輪時(shí)，要調(diào)整好車輪程度直線度和垂直度，盡量減小角，減小側(cè)壓力，防止車輪側(cè)向摩

4、擦和滑移；2.2構(gòu)造的改良在我國的起重機(jī)的大車車輪，在輪緣與踏面的過度處倒成圓角。在軌頂也有1個(gè)相應(yīng)的圓角。根據(jù)使用經(jīng)歷，我國通常采用圖2a所示構(gòu)造。而近年來，國外產(chǎn)品中將過渡制成了圖2b的形狀，實(shí)際使用檢驗(yàn)證明效果比擬滿意。在消費(fèi)實(shí)際中，由于采用了這種新的構(gòu)造形式，有效減緩了輪緣的磨損，增加了車輪的使用壽命。2.3、輪緣的光滑在國外，使用輪緣光滑以及采用球磨鑄鐵材料的車輪相當(dāng)普遍，其目的都是增加車輪和軌道之間的光滑性，由此減低車輪磨損和摩擦噪音，其光滑效果得到了一致認(rèn)可。由于工作情況的相似性，本文提議輪緣光滑，鑒于起重機(jī)工作環(huán)境的特殊性，液體光滑并不適用，故采用固體粉末光滑。采用機(jī)械構(gòu)造，可

5、靠性高，本錢低，效果明顯，并不會引起起重機(jī)構(gòu)造大的改動(dòng)。引入輪緣光滑后，減緩了輪緣磨耗延長輪軌使用壽命，降低噪聲，減少能量損耗，操作平安清潔，而且不會向軌面擴(kuò)散，不影響起動(dòng)和制動(dòng)。三、對2.2構(gòu)造改良的有限元分析在Slidrks中，構(gòu)建1個(gè)實(shí)體模型。根據(jù)實(shí)例，輪徑取為620，設(shè)置輪壓為550Pa，側(cè)壓力為82Pa，通過Siulatin進(jìn)展應(yīng)力分布、應(yīng)變及疲勞破壞等的分析。在輪緣與踏面過渡處的網(wǎng)格劃分保證有2層1階的網(wǎng)格單元，以確保實(shí)例分析的準(zhǔn)確性。加載范圍借鑒了德國的?起重運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)基捶中壓應(yīng)力的計(jì)算及分布情況，采用分割線，對其進(jìn)展部分加載分析，從而獲得相應(yīng)的結(jié)果。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，采用了較高的平安系數(shù)；在疲勞分析中，在受力、材料完全一樣的情況下，新舊2種構(gòu)造的比照并無太大的差異。在受力、材料完全一樣的情況下，應(yīng)力分布變化不大。采用新的構(gòu)造形式，最大應(yīng)力降低了7.2%。各個(gè)范圍的應(yīng)力分布相差不多，總體上比原有構(gòu)造整體上有所降低。四、完畢語隨著中國制造業(yè)的開展，中國的制造技術(shù)已經(jīng)有了很大變化，采用新的技術(shù)，新的構(gòu)造，更新自己的產(chǎn)品，已經(jīng)成為企業(yè)的一項(xiàng)重要競爭手段。采用新的構(gòu)造形式，引入輪緣光滑，可有效延