起重机车轮磨损和摩擦噪音动力学分析及预防措施

　　综述：实际生产中经常经常有用户反映，起重机运行时，会发出有规律的强烈响声，同时又发现车轮尤其是轮沿磨损较快，又检查不出原因，在这里从运动力学的角度分析产出噪音和快速磨损的原因是：车轮有车轮偏斜和滑移引起的。车轮运行70%～80%的过程中，轮缘和轨道在相摩擦，由于轮缘磨损而产生噪音和使车轮报废，车轮轮缘快速磨损也就是车轮快速磨损报废的主要原因之一。据有关统计数字表明本文由论文联盟http://收集整理：由于摩擦磨损轮缘一般寿命在1a左右，踏面寿命2～3a，可见轮缘的磨损严重制约着车轮的整体寿命。增加轮缘的寿命，将显著增加车轮的整体使用寿命同时也将减少运行摩擦噪音。
　　一、理论分析
　　当车轮轴线与运行方向不垂直时偏斜一个β角，车轮踏面与轨道顶面之间就会因滑动而产生动偏斜摩擦阻力，其方向与滑动的相对速度相反。该摩擦力在运行方向上的分量构成运行的附加阻力，与运行方向垂直的分量构成车轮的侧压力。这种车轮侧压力与其他原因产生的侧压力总和，由轮缘承受。此时，就会出现啃轨现象，导致轮缘磨损和摩擦噪音。图1为偏斜角为β的车轮运行情况。
　　车轮轴的速度就是起重机的运行速度，车轮接触点相对于起重机的速度zh（圆周速度），它在车轮的圆周方向，与之间的夹角为β。车轮接触点的绝对速度为车轮与轨道间的滑动速度，为前两者矢量和
　　上式说明，车轮的偏斜角越大，滑动速度越大磨损越严重。
　　理论上，只要有极微小的偏斜角，就会产生同样大小的侧压力μp。WWW.11665.COM当车轮或轨道的支撑部分刚性不足时，车轮有周期性弹动，发出周期性的强烈响声。当偏斜的车轮运行时，最初并不发生滑动，由于车架与轨道支撑结构的弹性，车轮可向侧方向弹性位移，侧压力随位移大小成正比增加。当增加到时（车轮与轨道间的静摩擦系数，一般大于动摩擦系数）开始滑动，使摩擦力骤然降为μp，小于弹性恢复力，于是车轮弹回，并发出强烈响声。
　　二、改善措施：
　　2.1 提高制造精度，提高设备使用维护技术。
　　在设备制造过程中和服役期间要提高车轮组装和维护精度，特别是在更换车轮时，要调整好车轮水平直线度和垂直度，尽量减小β角，减小侧压力，避免车轮侧向摩擦和滑移；
　　2.2 结构的改进
　　在我国的起重机的大车车轮，在轮缘与踏面的过度处倒成圆角。在轨顶也有1个相应的圆角。根据使用经验，我国通常采用图2a所示结构（<）。而近年来，国外产品中将过渡制成了图2b的形状，实际使用检验证明效果比较满意。在生产实际中，由于采用了这种新的结构形式，有效减缓了轮缘的磨损，增加了车轮的使用寿命。
　　2.3、轮缘的润滑
　　在国外，使用轮缘润滑以及采用球磨铸铁材料的车轮相当普遍，