起重機車輪磨損和摩擦噪音動力學分析及預防措施

1、起重機車輪磨損和摩擦噪音動力學分析及預防措施起重機車輪磨損和摩擦噪音動力學分析及預防措施綜述：實際消費中經(jīng)常經(jīng)常有用戶反映，起重機運行時，會發(fā)出有規(guī)律的強烈響聲，同時又發(fā)現(xiàn)車輪尤其是輪沿磨損較快，又檢查不出原因，在這里從運動力學的角度分析產(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)生噪音和使車輪報廢，車輪輪緣快速磨損也就是車輪快速磨損報廢的主要原因之一。據(jù)有關統(tǒng)計數(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也將減少運行摩擦噪音。一、理論分析當車輪軸線與運行方向不垂直時偏斜一個角，車輪踏面與軌道頂面之間就會因滑動而產(chǎn)生動偏斜摩擦阻力，其方向與滑動的相對速度相反。該摩擦力在運行方向上的分量構成運行的附加阻力，與運行方向垂直的分量構成車輪的側壓力。這種車輪側壓力與其他原因產(chǎn)生的側壓力總和，由輪緣承受。此時，就會出現(xiàn)啃軌現(xiàn)象，導致輪緣磨損和摩擦噪音。圖1為偏斜角為的車輪運行情況。車輪軸的速度就是起重機的運行速度，車輪接觸點相對于起重機的速度zh圓周速度，它在車輪的圓周方向，與之間的夾角為。車輪接觸點的絕對速度為車輪與軌道間的滑動速度，為前兩者矢量和上式說明，車輪的偏斜角越大，滑動

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

4、擦和滑移；2.2構造的改良在我國的起重機的大車車輪，在輪緣與踏面的過度處倒成圓角。在軌頂也有1個相應的圓角。根據(jù)使用經(jīng)歷，我國通常采用圖2a所示構造。而近年來，國外產(chǎn)品中將過渡制成了圖2b的形狀，實際使用檢驗證明效果比擬滿意。在消費實際中，由于采用了這種新的構造形式，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可。由于工作情況的相似性，本文提議輪緣光滑，鑒于起重機工作環(huán)境的特殊性，液體光滑并不適用，故采用固體粉末光滑。采用機械構造，可

5、靠性高，本錢低，效果明顯，并不會引起起重機構造大的改動。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，而且不會向軌面擴散，不影響起動和制動。三、對2.2構造改良的有限元分析在Slidrks中，構建1個實體模型。根據(jù)實例，輪徑取為620，設置輪壓為550Pa，側壓力為82Pa，通過Siulatin進展應力分布、應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，以確保實例分析的準確性。加載范圍借鑒了德國的?起重運輸機械設計基捶中壓應力的計算及分布情況，采用分割線，對其進展部分加載分析，從而獲得相應的結果。在實際設計中，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，應力分布變化不大。采用新的構造形式，最大應力降低了7.2%。各個范圍的應力分布相差不多，總體上比原有構造整體上有所降低。四、完畢語隨著中國制造業(yè)的開展，中國的制造技術已經(jīng)有了很大變化，采用新的技術，新的構造，更新自己的產(chǎn)品，已經(jīng)成為企業(yè)的一項重要競爭手段。采用新的構造形式，引入輪緣光滑，可有效延