桥式起重机偏斜侧向力的研究

论文摘要

通用桥式起重机车轮的啃轨现象是一种常见的现象。它是指起重机在运行过程中，其实际运行轨迹与假定的理想轨迹发生偏斜，二者之间产生了夹角，导致起重机的导行元件，这里通常指大车车轮的轮缘或是安装在起重机上的水平导行滚轮与起重机的运行轨道之间发生摩擦，对二者造成一定程度的磨损。这种受损常令起重机的车轮或是轨道提早报废，大大缩短了起重机的额定使用年限。根据统计可知，起重机大车车轮轮缘的寿命通常为半年到一年，而大车车轮踏面的寿命则可以达到两年到三年的时间，是轮缘寿命的2~6倍，然而由于木桶效应，起重机车轮的寿命也仅有半年至一年的时间。设想，如果可以提高车轮轮缘的使用寿命，则意味着起重机车轮的寿命将会得到提高。然而造成啃轨现象的原因就是起重机在运行过程中，其导行元件受到了水平偏斜侧向力的作用。水平偏斜侧向力一直是起重机课题研究中待解决的问题之一，因为导致这种水平载荷的原因多种多样。本文首先从通用桥式起重机的结构设计，即跨度与基距之比（L/K），以及起重机车轮和运行轨道的加工、制造、安装等方面初步分析和总结了导致起重机歪斜运行并在水平偏斜侧向力的作用下导致啃轨现象产生的原因。其次，本文对通用桥式起重机工作时的歪斜运行情况进行具体的运动分析。分别针对集中驱动桥式起重机单个车轮在侧向力作用下的运行、分别驱动桥式起重机单个车轮在侧向力作用下的运行、起重机对角线上两车轮承受侧向力时的歪斜运行情况和起重机一侧端梁上最外端的两车轮所承受侧向力时的歪斜运行情况进行分析，从而推导出每种状况之下侧向力的计算公式。并列举计算实例，与我国《起重机设计规范》中所给的经验公式进行对比。之后，本文介绍了西德，欧洲，日本和前苏联对起重机偏斜侧向力的计算方法，并做了简要的对比分析。目前关于侧向力的计算主要分为两类，一类是西德在偏斜滑移的假说下，对侧向力进行求解，这种方法考虑到了起重机运行机构的具体特点；另一类则是利用经验公式对侧向力进行求解。最后，本文对现行起重机歪斜运行时采用的纠偏措施进行了归纳和总结。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题概述
• 1.1.1 课题研究的目的
• 1.1.2 课题研究的意义
• 1.2 国内外关于起重机偏斜侧向力研究的进展
• 1.2.1 国内外关于起重机偏斜侧向力研究的进展
• 1.2.2 发展趋势
• 1.3 课题研究的内容和技术路线
• 1.3.1 课题研究内容
• 1.3.2 课题研究技术路线
• 第二章 起重机偏斜侧向力的产生原因
• 2.1 侧向力概述
• 2.2 起重机由于制造误差造成偏斜侧向力的产生
• 2.2.1 起重机桥架制造加工超标
• 2.2.2 主动轮轮组的加工直径超标
• 2.2.3 车轮的圆跳动超标
• 2.3 起重机由于安装误差造成偏斜侧向力的产生
• 2.3.1 起重机左右两侧轨道安装跨度超差
• 2.3.2 起重机左右两侧轨道相对高度超差
• 2.3.3 车轮安装水平偏斜超差
• 2.3.4 车轮安装垂直偏斜超差
• 2.3.5 车轮跨度、对角线、直线度安装超差
• 2.4 本章小结
• 第三章 起重机受偏斜侧向力时的运动特性分析
• 3.1 起重机歪斜运行时的运动特性分析
• 3.1.1 桥式起重机的运行情况
• 3.1.2 起重机单个车轮啃轨运行分析
• 3.2 集中驱动桥式起重机稳定运行时所受侧向力的求解
• 3.3 分别驱动桥式起重机稳定运行时所受侧向力的求解
• 3.4 起重机车轮对数大于二时所受侧向力的求解
• 3.4.1 起重机大车车轮对数大于二
• 3.4.2 车轮对数大于二时所受侧向力的求解
• 3.5 起重机对角线上两车轮所受侧向力的求解
• 3.5.1 大车启动时
• 3.5.2 大车等速运行时
• 3.6 起重机同侧端梁上最外端两车轮所受侧向力的求解
• 3.6.1 大车启动时起重机同侧端梁上最外端两车轮所受侧向力的求解
• 3.6.2 大车等速运行时起重机同侧端梁上最外端两车轮所受侧向力的求解
• 3.7 起重机车轮对数大于二时有效轴距的确定
• 3.8 本章小结
• 第四章 偏斜侧向力试验值与计算值的比较
• 4.1 桥式起重机单个车轮所受侧向力试验值与计算值的比较
• 4.1.1 试验条件
• 4.1.2 水平偏斜侧向力计算值
• 4.1.3 水平偏斜侧向力实测数据
• 4.1.4 对比侧向力的计算值与试验值
• 4.2 本章小结
• 第五章 国外对起重机偏斜侧向力的计算规定
• 5.1 西德起重机设计规范中对侧向力的计算
• 5.2 欧洲起重机设计规范中对侧向力的计算
• 5.3 日本起重机设计规范中对侧向力的计算
• 5.4 苏联起重机设计规范中对侧向力的计算
• 5.5 对比各国侧向力求解方法的异同
• 5.6 本章小结
• 第六章 起重机啃轨的解决措施
• 6.1 选取合理的跨度和轮距的比值
• 6.2 起重机导行方式的改进
• 6.2.1 起重机两侧采用等踏面宽度的双轮缘车轮导行
• 6.2.2 起重机两侧采用非等踏面宽度的车轮导行方式
• 6.2.3 无轮缘车轮与水平滚轮的组合使用
• 6.2.4 起重机两侧安装水平滚轮进行导行
• 6.3 起重机车轮的改进
• 6.3.1 采用锥形踏面的车轮
• 6.3.2 采用特殊圆柱面车轮
• 6.3.3 采用组合式车轮
• 6.4 采用自动检测技术
• 6.4.1 自动纠偏系统的工作原理
• 6.4.2 国内外对自动纠偏系统的研究成果
• 6.5 其他措施
• 6.5.1 加固桥架水平刚性
• 6.5.2 调整车轮跨度、对角线和同位差
• 6.5.3 采用润滑减少阻力
• 6.6 本章小结
• 第七章 总结与展望
• 7.1 论文主要工作
• 7.2 课题所得结论
• 7.3 工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文目录