水平导向滚轮装置

时间：2024-05-18

张志国

水平导向滚轮装置

张志国

（湖南中铁五新重工有限公司，湖南浏阳 410323）

针对目前桥门式类起重机、集装箱门式起重机等设备上使用的水平导向滚轮装置存在的不足，结合制作工艺、现场使用情况及使用时的维护保养情况，提出一种弥补现有水平导向滚轮装置存在的不足，同时又便于制作与维护保养的一种新结构水平导向滚轮装置。

水平导向；滚轮装置；桥门式起重机；集装箱门式起重机

水平导向滚轮装置是用于小车运行速度较快的大型桥门式结构类起重机或港口、码头、货物堆场上使用的集装箱门式起重机等设备上，防止小车在运行过程中因啃轨或其他原因导致的小车车轮轮缘磨损或小车车轮脱轨等不安全现象发生的一种水平导向装置。成组设置在小车两端车轮组前方，使其滚轮与小车轨道两侧面保持比小车车轮轮缘内侧面距小车轨道两侧面小的距离，当小车运行不成直线时滚轮与小车轨道一侧面接触并转动实现水平导向。

1 现有结构形式存在的不足

目前水平导向滚轮装置结构形式较多，但基本存在如下不足：①水平导向滚轮通过偏心轴安装于支架中下支撑板的外侧，如果小车轨道或小车车轮组安装尺寸误差较大，或起重机因疲劳等因素导致主梁变形，小车轨距尺寸变化，而使小车在运行过程中小车车轮与小车轨道发生严重啃轨，迫使偏心轴上端定位盘或卡轴板螺栓折断，使水平导向滚轮装置中偏心轴及其上面安装的轴承等零件一同坠落至地面，存在极大安全隐患。②水平导向滚轮装置中轴承为单个深沟球轴承，当小车运行不成直线时水平导向滚轮与小车轨道一侧面接触时侧向力较大，而深沟球轴承基本无法通过轴向浮动来释放一部分侧向力，即该力直接通过偏心轴传递到其上端定位盘或卡轴板固定螺栓上，使螺栓折断导致偏心轴及其上面安装的轴承等零件一同坠落至地面。③水平导向滚轮与小车轨道侧面间隙的调整通过定位盘与偏心轴上端的齿轮啮合现实，即定位盘中心为内齿轮孔，而偏心轴上端为齿轮轴，使加工较困难，成本较高，维修更换不方便。

2 设计思路

主要解决如下几个问题：①小车车轮与小车轨道发生严重啃轨时偏心轴上端定位盘或卡轴板螺栓折断时，偏心轴及其上面安装的轴承等零件不会坠落；②小车运行不成直线时水平导向滚轮与小车轨道一侧面接触时的侧向力可通过轴承的轴向浮动来释放掉一部分，以减小偏心轴上端定位盘或卡轴板固定螺栓的受力，防止螺栓折断导致的偏心轴及其上面安装的轴承等零件坠落；③确保使用性能良好，便于制作与维护保养。

3 结构方案

改进后的水平导向滚轮装置结构见图1.水平导向滚轮装置主要由支架、偏心轴、卡轴板、定位盘、通盖一、通盖二、水平滚轮、调心滚子轴承、挡板及螺栓紧固件等组成。

图1 改进后的水平导向滚轮装置结构示意

调心滚子轴承两件叠加安装于水平滚轮内，并整体安装于偏心轴的第4段位置，水平滚轮上端安装通盖一并通过螺栓固定在水平滚轮端部，通盖一内设有油封。在水平滚轮下端设通盖二，其一侧与轴承内圈接触一侧与支架的下支撑板上平面接触。挡板通过螺栓安装于偏心轴的下端部。而偏心轴下端（第5段位置）安装于支架下支撑板的圆孔中，并伸出一定长度，上端第2段位置与定位盘中间圆孔配合，而第2段直径上对称的两槽与卡轴板的U形缺口配合，定位盘再通过螺栓与定位销安装于支架上支撑板上，卡轴板通过螺栓在直径方向对称的数个圆孔与定位盘直径方向上对应的数个螺纹孔安装于定位盘上，组成了整体个偏心轴总成。

调整水平滚轮与小车轨道侧面间隙时只需拆掉卡轴板上的紧固螺栓，然后转动偏心轴，待间隙调整好后，再将螺栓通过卡轴板安装于定位盘直径上新位置的螺纹孔内，即可非常方便地完成水平滚轮与小车轨道侧面间隙的调整。小车运行过程中如果因某些原因使小车车轮踏面与小车轨道轨面侧向力加大，使小车非直线行驶，则水平滚轮与小车轨道侧面接触，侧向力传递到水平滚轮上，此时因水平滚轮的外弧形面与内部调心滚子轴承的作用，使水平滚轮在垂直于偏心轴轴线方向上下浮动，将大部分侧向力释放，实现水平导向作用。如果小车运行过程中因小车车轮、小车轨道制作安装尺寸误差较大或其他原因导致小车运行时小车车轮踏面与小车轨道轨面侧向力非常大时，使小车严重偏离直线行驶，如果小车长时间在此状态下工作，其水平滚轮的外弧形面与内部调心滚子轴承产生的浮动量无法释放掉此侧向力时，侧向力将通过偏心轴传递到其上端卡轴板上，因偏心轴的转动是由卡轴板与螺栓固定在定位盘上来实现，则卡轴板上螺栓将被折断。而因定位盘通过螺栓固定在支架上支撑板上，且偏心轴上端通过其中间圆孔支撑，偏心轴可在其圆孔内转动，即此时出现偏心轴总成在支架上转动，但不会坠落。即使因侧向力使定位盘上螺栓与定位销折断时因偏心轴下端伸出了支架下支撑板一定长度，且偏心轴下端设置了一挡板，偏心轴总成也不会坠落，而折断的卡轴板或定位盘在支架上支撑板外侧挡块作用下也不会坠落。