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行车车轮轨道接触允许轮压

车轮2016年03月25日
  • 传统的计算车轮允许轮压的方法
  • 钢制起重机车轮是起重机设计中的重要组成部分,在起重机车轮进行运动时,由于车轮的运动使得车轮和轨道的接触状况产生变化,产生非线性的响应,所以车轮的应力分析是属于典型的弹性接触问题。

  • 按照车轮踏面与轨道顶部形状的不同,其接触处可能是一直线(实际是矩形面积),称为线接触。也可能是一点(实际是小椭圆面积),称为点接触,如下图中(a)所示线接触的受力情况较好,但往往由于机架变形和安装偏差等因素,使线接触应力分布不尽人意,因而在起重机的运行机构中常常采用点接触结构。cltmygddbdjcqk

  • 根据起重机车轮与轨道接触情况的不同,分为:

    1、线接触用于平头轨道;

    2、点接触用于凸头轨道。

考虑车轮踏面疲劳计算车轮允许轮压的方法如下:

  • 一、 线接触的允许轮压:
  • 计算公式:

    PL ≤ kl D l C1 C2

    式中,kl —-与材料有关的许用线接触应力常数(N/mm2)

    D —-车轮踏面直径(mm)

    l —-车轮与轨道有效接触宽度(mm)

    C1 —-转速系数

  • 二、 点接触的允许轮压:
  • 计算公式:
    jsgs
    式中,k2 —-与材料有关的许用点接触应力常数(N/mm2)
    R—-曲率半径,取车轮曲率半径与轨道曲率半径中之大值,mm
    m—-由轨道顶面与车轮的曲率半径之比(r/R)所确定的系数
    C1—-转速系数
    C2—-工作级别系数
    欧洲机械搬运协会发布的FEM1.001-1998起重机设计规范仅用一种方法,实际上是线接触计算方法。对于具有凸面承压面(即轨道顶部为圆弧面)的轨道,通过采用增加有效接触宽度的处理方法来计算的。即平顶轨道面b=l-2r,顶部为圆弧面的轨道b=l-4/3r。
    由以上可以看出,传统的起重机车轮疲劳寿命校核公式是以经典赫兹弹性接触理论为基础推导而得出的。赫兹弹性接触理论的基本假设是通常接触区域都是椭圆。每个物体均可被看作是一个弹性半空间体,载荷作用在平表面的一个小的椭圆区域上。在接触应力理论中通常采用这种简化,按照这种简化,根据两物体中的一般应力分布来分别处理高度集中的接触应力,两物体中的一般应力分布由物体的形状及它们被支承的方式而引起的。

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