電動(dòng)葫蘆特殊曲率半徑彎軌小車的設(shè)計(jì)

鋼絲繩電動(dòng)葫蘆是一種既可以運(yùn)行在直線軌道上，也可以運(yùn)行在曲線軌道上的起重設(shè)備。在曲線軌道上運(yùn)行時(shí)，常規(guī)葫蘆有其相對應(yīng)的轉(zhuǎn)彎半徑。但也有些用戶事先已安裝好了軌道或受場地制約，提出了特殊的小車轉(zhuǎn)彎曲率半徑要求。有的軌道的曲率半徑甚至小于單套小車所能達(dá)到的最小轉(zhuǎn)彎半徑，這就使得普通小車因轉(zhuǎn)彎半徑不夠小，而運(yùn)行不夠平穩(wěn)順滑啃軌，甚至小車難以轉(zhuǎn)彎。因此需要對原有小車進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。

為此，我們進(jìn)行了長期的摸索和試驗(yàn)，對原有小車做了一系列改進(jìn)：如改四輪小車為雙輪小車，安裝了水平導(dǎo)向輪，增加一組防側(cè)翻螺栓，重新設(shè)計(jì)主動(dòng)車輪等，很好地解決了上述問題。

以下就彎軌小車設(shè)計(jì)過程中的重要改進(jìn)及設(shè)計(jì)技巧進(jìn)行闡述，供相關(guān)設(shè)計(jì)人員參考。

1.彎軌小車設(shè)計(jì)過程中的基準(zhǔn)及重要改進(jìn)

1.1 確定工字鋼型號

不同噸位的葫蘆所對應(yīng)的工字鋼型號是一個(gè)范圍，必須以這個(gè)范圍內(nèi)最大的工字鋼為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，才能確保彎軌小車在同一曲率半徑的不同型號軌道上順利轉(zhuǎn)彎。如用戶給定軌道型號，那么設(shè)計(jì)起來就方便許多。

1.2 改為雙輪小車

單套CD型小車原為四個(gè)車輪，根據(jù)上述公式可以看出，在單片小車墻板上安裝兩個(gè)車輪，其轉(zhuǎn)彎半徑是較大的。現(xiàn)將其改成雙輪小車，再采用鉸接方式與葫蘆外殼吊板連接，從而在根本上減小了小車的轉(zhuǎn)彎半徑，這是彎軌小車設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)。

1.3 安裝水平導(dǎo)向輪

為了使雙輪彎軌小車運(yùn)行平穩(wěn)，減小左右擺動(dòng)，同時(shí)又在轉(zhuǎn)彎時(shí)減少啃軌磨損，就必須在單個(gè)車輪兩側(cè)加裝水平導(dǎo)向輪，使滑動(dòng)摩擦變?yōu)闈L動(dòng)摩擦，以保護(hù)軌道。導(dǎo)向輪與軌道翼緣側(cè)面的間隙為3～5mm。

1.4 增加一組防側(cè)翻螺栓

為能減小轉(zhuǎn)彎半徑，就必須盡量縮小兩個(gè)水平導(dǎo)向輪之間的距離，因此彎軌小車一般選用無輪緣車輪，同時(shí)加裝防側(cè)翻螺栓避免小車爬軌，造成側(cè)翻。雙輪彎軌小車見圖1。

圖1 雙輪彎軌小車

2.彎軌小車設(shè)計(jì)過程中的技巧與注意事項(xiàng)

2.1.安裝位置對設(shè)計(jì)的影響

我們知道軌道的曲率半徑是以其中心線為基準(zhǔn)的，軌道內(nèi)側(cè)比外側(cè)的半徑更小，內(nèi)側(cè)小車轉(zhuǎn)彎就更為困難，所以在彎軌小車設(shè)計(jì)過程中，我們是把從動(dòng)車輪放置在彎軌內(nèi)側(cè)（S型彎軌另行考慮）來進(jìn)行設(shè)計(jì)的。從動(dòng)車輪沒有齒輪傳動(dòng)圈，在安放水平導(dǎo)向輪時(shí)，可進(jìn)一步縮短兩個(gè)導(dǎo)向輪之間的距離，這樣就可以設(shè)計(jì)出曲率半徑更小的彎軌小車。

2.2.導(dǎo)向輪的設(shè)計(jì)及安裝技巧

在彎軌小車設(shè)計(jì)過程中，水平導(dǎo)向輪的設(shè)計(jì)及安裝位置直接影響著小車轉(zhuǎn)彎半徑的大小。導(dǎo)向輪與軌道翼緣側(cè)面的間隙為3～5mm，其直徑越大，兩輪在小車墻板上的距離越遠(yuǎn)，從而使得轉(zhuǎn)彎半徑變大，因此在滿足強(qiáng)度的前提下，可盡量減小其直徑。值得注意的是，導(dǎo)向輪在彎軌上不出現(xiàn)啃軌現(xiàn)象，但在彎軌轉(zhuǎn)直軌的過程中，同樣直徑的導(dǎo)向輪會(huì)出現(xiàn)啃軌現(xiàn)象。彎軌轉(zhuǎn)直軌啃軌現(xiàn)象見圖2。所以合理準(zhǔn)確地確定導(dǎo)向輪直徑對保護(hù)軌道、延長導(dǎo)向輪使用壽命至關(guān)重要。

導(dǎo)向輪的外形也會(huì)影響到彎軌小車的設(shè)計(jì)。導(dǎo)向輪一般為圓柱形，內(nèi)裝滾珠軸承和轉(zhuǎn)軸，在設(shè)計(jì)過程中必須確保轉(zhuǎn)軸的直徑及軸承處的壁厚，從而就確定了導(dǎo)向輪的大小，這就有可能造成導(dǎo)向輪與軌道翼緣側(cè)面的間隙不足3～5mm，這種情況下我們會(huì)通過改變其外形來解決這一問題，同時(shí)又不影響其強(qiáng)度，導(dǎo)向輪外形見圖3。

圖2 彎軌轉(zhuǎn)直軌啃軌現(xiàn)象

圖3 不同外形的導(dǎo)向輪

解決上述問題的另一方法是將導(dǎo)向輪部分嵌入小車墻板，這樣處理既可以調(diào)整與軌道翼緣側(cè)面間的距離，同時(shí)又可以使導(dǎo)向輪大徑避開車輪，從而縮小了兩導(dǎo)向輪之間的距離，進(jìn)一步減小轉(zhuǎn)彎半徑，一舉兩得，但小車的墻板設(shè)計(jì)會(huì)復(fù)雜一些。以上兩種方法可根據(jù)具體情況進(jìn)行選擇。嵌入墻板的導(dǎo)向輪見圖4。

在使用過程中，導(dǎo)向輪是較易磨損的，出現(xiàn)了一定的磨損就要及時(shí)更換。為了節(jié)約成本，減少不必要的浪費(fèi)，設(shè)計(jì)中要盡量避免軌道翼緣側(cè)面和導(dǎo)向輪中部接觸，一旦一端出現(xiàn)磨損，仍然可將導(dǎo)向輪掉頭使用，這樣就提高了導(dǎo)向輪的利用率。軌道翼緣側(cè)面和導(dǎo)向輪的上下位置可參見圖4。

圖4 嵌入墻板的導(dǎo)向輪

2.3 主動(dòng)車輪的改進(jìn)

在彎軌小車設(shè)計(jì)過程中，有時(shí)要對小車的主動(dòng)車輪進(jìn)行改進(jìn)。主動(dòng)車輪周邊有傳動(dòng)齒輪，在直軌上行走時(shí)，只要導(dǎo)向輪直徑超出齒面，那么車輪的齒面是不可能摩擦軌道的。但在彎軌上行走時(shí)情況就不一樣了，一般情況下主動(dòng)車輪是安裝在彎軌外側(cè)，軌道是向內(nèi)彎曲的，那么就有可能軌道翼緣側(cè)面在碰上導(dǎo)向輪之前就已經(jīng)先和齒輪端面接觸了，曲率半徑越小就越會(huì)出現(xiàn)這一狀況。車輪材料一般采用45號鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，硬度是比較大的，勢必會(huì)對軌道造成較嚴(yán)重的損傷。針對這一情況要適當(dāng)減小主動(dòng)車輪齒輪厚度。若影響到強(qiáng)度，還要對齒輪進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，調(diào)整模數(shù)，再減小其厚度。這也是在較小彎軌上行走的小車必須解決的一個(gè)重要問題。主動(dòng)車輪齒輪啃軌情況見圖5。

圖5 彎軌小車主動(dòng)車輪啃軌示意圖

解決了以上設(shè)計(jì)中的問題，我們就能為那些軌道曲率半徑過小的用戶解決難題，為他們提供滿意的產(chǎn)品。