电动葫芦特殊曲率半径弯轨小车的设计

naporen

文/南京起重机械总厂有限公司技术中心 张志新
钢丝绳电动葫芦是一种既可以运行在直线轨道上，也可以运行在曲线轨道上的起重设备。在曲线轨道上运行时，常规葫芦有其相对应的转弯半径。但也有些用户事先已安装好了轨道或受场地制约，提出了特殊的小车转弯曲率半径要求。有的轨道的曲率半径甚至小于单套小车所能达到的最小转弯半径，这就使得普通小车因转弯半径不够小，而运行不够平稳顺滑啃轨，甚至小车难以转弯。因此需要对原有小车进行重新设计。
为此，我们进行了长期的摸索和试验，对原有小车做了一系列改进：如改四轮小车为双轮小车，安装了水平导向轮，增加一组防侧翻螺栓，重新设计主动车轮等，很好地解决了上述问题。
以下就弯轨小车设计过程中的重要改进及设计技巧进行阐述，供相关设计人员参考。
1.弯轨小车设计过程中的基准及重要改进
1.1确定工字钢型号
不同吨位的葫芦所对应的工字钢型号是一个范围，必须以这个范围内最大的工字钢为设计基准，才能确保弯轨小车在同一曲率半径的不同型号轨道上顺利转弯。如用户给定轨道型号，那么设计起来就方便许多。
1.2改为双轮小车
单套CD型小车原为四个车轮，根据上述公式可以看出，在单片小车墙板上安装两个车轮，其转弯半径是较大的。现将其改成双轮小车，再采用铰接方式与葫芦外壳吊板连接，从而在根本上减小了小车的转弯半径，这是弯轨小车设计中的重要环节。
1.3安装水平导向轮
为了使双轮弯轨小车运行平稳，减小左右摆动，同时又在转弯时减少啃轨磨损，就必须在单个车轮两侧加装水平导向轮，使滑动摩擦变为滚动摩擦，以保护轨道。导向轮与轨道翼缘侧面的间隙为3～5mm。
1.4增加一组防侧翻螺栓
为能减小转弯半径，就必须尽量缩小两个水平导向轮之间的距离，因此弯轨小车一般选用无轮缘车轮，同时加装防侧翻螺栓避免小车爬轨，造成侧翻。双轮弯轨小车见图1。
2. 弯轨小车设计过程中的技巧与注意事项
2.1 安装位置对设计的影响
我们知道轨道的曲率半径是以其中心线为基准的，轨道内侧比外侧的半径更小，内侧小车转弯就更为困难，所以在弯轨小车设计过程中，我们是把从动车轮放置在弯轨内侧（S型弯轨另行考虑）来进行设计的。从动车轮没有齿轮传动圈，在安放水平导向轮时，可进一步缩短两个导向轮之间的距离，这样就可以设计出曲率半径更小的弯轨小车。
2.2 导向轮的设计及安装技巧
在弯轨小车设计过程中，水平导向轮的设计及安装位置直接影响着小车转弯半径的大小。导向轮与轨道翼缘侧面的间隙为3～5mm，其直径越大，两轮在小车墙板上的距离越远，从而使得转弯半径变大，因此在满足强度的前提下，可尽量减小其直径。值得注意的是，导向轮在弯轨上不出现啃轨现象，但在弯轨转直轨的过程中，同样直径的导向轮会出现啃轨现象。弯轨转直轨啃轨现象见图2。所以合理准确地确定导向轮直径对保护轨道、延长导向轮使用寿命至关重要。
导向轮的外形也会影响到弯轨小车的设计。导向轮一般为圆柱形，内装滚珠轴承和转轴，在设计过程中必须确保转轴的直径及轴承处的壁厚，从而就确定了导向轮的大小，这就有可能造成导向轮与轨道翼缘侧面的间隙不足3～5mm，这种情况下我们会通过改变其外形来解决这一问题，同时又不影响其强度，导向轮外形见图3。
解决上述问题的另一方法是将导向轮部分嵌入小车墙板，这样处理既可以调整与轨道翼缘侧面间的距离，同时又可以使导向轮大径避开车轮，从而缩小了两导向轮之间的距离，进一步减小转弯半径，一举两得，但小车的墙板设计会复杂一些。以上两种方法可根据具体情况进行选择。嵌入墙板的导向轮见图4。
在使用过程中，导向轮是较易磨损的，出现了一定的磨损就要及时更换。为了节约成本，减少不必要的浪费，设计中要尽量避免轨道翼缘侧面和导向轮中部接触，一旦一端出现磨损，仍然可将导向轮掉头使用，这样就提高了导向轮的利用率。轨道翼缘侧面和导向轮的上下位置可参见图4。
2.3主动车轮的改进
在弯轨小车设计过程中，有时要对小车的主动车轮进行改进。主动车轮周边有传动齿轮，在直轨上行走时，只要导向轮直径超出齿面，那么车轮的齿面是不可能摩擦轨道的。但在弯轨上行走时情况就不一样了，一般情况下主动车轮是安装在弯轨外侧，轨道是向内弯曲的，那么就有可能轨道翼缘侧面在碰上导向轮之前就已经先和齿轮端面接触了，曲率半径越小就越会出现这一状况。车轮材料一般采用45号钢经调质处理，硬度是比较大的，势必会对轨道造成较严重的损伤。针对这一情况要适当减小主动车轮齿轮厚度。若影响到强度，还要对齿轮进行重新设计，调整模数，再减小其厚度。这也是在较小弯轨上行走的小车必须解决的一个重要问题。主动车轮齿轮啃轨情况见图5。
1.轨道
2.导向轮
3.主动车轮
解决了以上设计中的问题，我们就能为那些轨道曲率半径过小的用户解决难题，为他们提供满意的产品。
本文来源于免费范文网www.mffanwen.com