水平導向滾輪裝置

張志國

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水平導向滾輪裝置

張志國

（湖南中鐵五新重工有限公司，湖南 瀏陽 410323）

針對目前橋門式類起重機、集裝箱門式起重機等設備上使用的水平導向滾輪裝置存在的不足，結合制作工藝、現場使用情況及使用時的維護保養情況，提出一種彌補現有水平導向滾輪裝置存在的不足，同時又便于制作與維護保養的一種新結構水平導向滾輪裝置。

水平導向；滾輪裝置；橋門式起重機；集裝箱門式起重機

水平導向滾輪裝置是用于小車運行速度較快的大型橋門式結構類起重機或港口、碼頭、貨物堆場上使用的集裝箱門式起重機等設備上，防止小車在運行過程中因啃軌或其他原因導致的小車車輪輪緣磨損或小車車輪脫軌等不安全現象發生的一種水平導向裝置。成組設置在小車兩端車輪組前方，使其滾輪與小車軌道兩側面保持比小車車輪輪緣內側面距小車軌道兩側面小的距離，當小車運行不成直線時滾輪與小車軌道一側面接觸并轉動實現水平導向。

1 現有結構形式存在的不足

目前水平導向滾輪裝置結構形式較多，但基本存在如下不足：①水平導向滾輪通過偏心軸安裝于支架中下支撐板的外側，如果小車軌道或小車車輪組安裝尺寸誤差較大，或起重機因疲勞等因素導致主梁變形，小車軌距尺寸變化，而使小車在運行過程中小車車輪與小車軌道發生嚴重啃軌，迫使偏心軸上端定位盤或卡軸板螺栓折斷，使水平導向滾輪裝置中偏心軸及其上面安裝的軸承等零件一同墜落至地面，存在極大安全隱患。②水平導向滾輪裝置中軸承為單個深溝球軸承，當小車運行不成直線時水平導向滾輪與小車軌道一側面接觸時側向力較大，而深溝球軸承基本無法通過軸向浮動來釋放一部分側向力，即該力直接通過偏心軸傳遞到其上端定位盤或卡軸板固定螺栓上，使螺栓折斷導致偏心軸及其上面安裝的軸承等零件一同墜落至地面。③水平導向滾輪與小車軌道側面間隙的調整通過定位盤與偏心軸上端的齒輪嚙合現實，即定位盤中心為內齒輪孔，而偏心軸上端為齒輪軸，使加工較困難，成本較高，維修更換不方便。

2 設計思路

主要解決如下幾個問題：①小車車輪與小車軌道發生嚴重啃軌時偏心軸上端定位盤或卡軸板螺栓折斷時，偏心軸及其上面安裝的軸承等零件不會墜落；②小車運行不成直線時水平導向滾輪與小車軌道一側面接觸時的側向力可通過軸承的軸向浮動來釋放掉一部分，以減小偏心軸上端定位盤或卡軸板固定螺栓的受力，防止螺栓折斷導致的偏心軸及其上面安裝的軸承等零件墜落；③確保使用性能良好，便于制作與維護保養。

3 結構方案

改進后的水平導向滾輪裝置結構見圖1.水平導向滾輪裝置主要由支架、偏心軸、卡軸板、定位盤、通蓋一、通蓋二、水平滾輪、調心滾子軸承、擋板及螺栓緊固件等組成。

圖1 改進后的水平導向滾輪裝置結構示意

調心滾子軸承兩件疊加安裝于水平滾輪內，并整體安裝于偏心軸的第4段位置，水平滾輪上端安裝通蓋一并通過螺栓固定在水平滾輪端部，通蓋一內設有油封。在水平滾輪下端設通蓋二，其一側與軸承內圈接觸一側與支架的下支撐板上平面接觸。擋板通過螺栓安裝于偏心軸的下端部。而偏心軸下端（第5段位置）安裝于支架下支撐板的圓孔中，并伸出一定長度，上端第2段位置與定位盤中間圓孔配合，而第2段直徑上對稱的兩槽與卡軸板的U形缺口配合，定位盤再通過螺栓與定位銷安裝于支架上支撐板上，卡軸板通過螺栓在直徑方向對稱的數個圓孔與定位盤直徑方向上對應的數個螺紋孔安裝于定位盤上，組成了整體個偏心軸總成。

調整水平滾輪與小車軌道側面間隙時只需拆掉卡軸板上的緊固螺栓，然后轉動偏心軸，待間隙調整好后，再將螺栓通過卡軸板安裝于定位盤直徑上新位置的螺紋孔內，即可非常方便地完成水平滾輪與小車軌道側面間隙的調整。小車運行過程中如果因某些原因使小車車輪踏面與小車軌道軌面側向力加大，使小車非直線行駛，則水平滾輪與小車軌道側面接觸，側向力傳遞到水平滾輪上，此時因水平滾輪的外弧形面與內部調心滾子軸承的作用，使水平滾輪在垂直于偏心軸軸線方向上下浮動，將大部分側向力釋放，實現水平導向作用。如果小車運行過程中因小車車輪、小車軌道制作安裝尺寸誤差較大或其他原因導致小車運行時小車車輪踏面與小車軌道軌面側向力非常大時，使小車嚴重偏離直線行駛，如果小車長時間在此狀態下工作，其水平滾輪的外弧形面與內部調心滾子軸承產生的浮動量無法釋放掉此側向力時，側向力將通過偏心軸傳遞到其上端卡軸板上，因偏心軸的轉動是由卡軸板與螺栓固定在定位盤上來實現，則卡軸板上螺栓將被折斷。而因定位盤通過螺栓固定在支架上支撐板上，且偏心軸上端通過其中間圓孔支撐，偏心軸可在其圓孔內轉動，即此時出現偏心軸總成在支架上轉動，但不會墜落。即使因側向力使定位盤上螺栓與定位銷折斷時因偏心軸下端伸出了支架下支撐板一定長度，且偏心軸下端設置了一擋板，偏心軸總成也不會墜落，而折斷的卡軸板或定位盤在支架上支撐板外側擋塊作用下也不會墜落。

4 結語

本水平導向滾輪裝置經實際裝機論證，具備了工作安全可靠、結構簡單、調整便捷、制作維護方便等優點，可應運于同類設備的需要水平導向的工作機構中，同時可為同類產品設計提供一定參考。

［1］機械設計手冊編委會.機械設計手冊新版（第1卷）［M］.北京：機械工業出版社，2004.

［2］張質文，虞和謙，王金諾，等.起重機設計手冊［M］.北京：中國鐵道出版社，1997.

〔編輯：嚴麗琴〕

2095－6835（2018）19－0054－01

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10.15913/j.cnki.kjycx.2018.19.054