智能可靠的起重机车轮载荷计算：构建安全、提升性能、赢得安心

起重机车轮载荷计算是起重机设计选型过程中的关键步骤。准确的载荷计算不仅直接影响起重机的安全性和可靠性，还关系到设备的使用寿命和维护成本。实际应用中，车轮载荷是由起重机自重、起吊货物重量、动载荷以及环境因素等综合作用产生的。因此，进行准确的载荷计算，需要综合考虑起重机的结构形式、工况条件和操作方式等因素，确保车轮在各种工况下都能安全稳定地运行。

起重机车轮载荷计算 

起重机车轮所承受的载荷与运行机构驱动系统的载荷无关，可根据起重机外载荷的平衡条件直接求得。桥式起重机的车轮载荷包括最大车轮载荷和最小车轮载荷。桥式起重机的最大车轮载荷是小车满载时接近端梁极限位置时大车轮的车轮载荷，最小车轮载荷是小车在跨中空载时跨度一端大车轮的车轮载荷。

最大车轮载荷（满载）=（G-G1）/n+（Q+G1）*（L-L1）/n*L 

最小车轮载荷（空载）=（G-G1）/n+G1*L1/n*L 

• G = 起重机总重量（包括小车）（T） 
• G1 = 手推车重量（T） 
• Q = 额定起重能力（T） 
• L = 跨度（米） 
• n = 起重机的车轮数量 
• L1 = 从吊钩中心线到端梁中心线的最小距离（单位：T） 吊钩中心线到端梁中心线的最小距离（m） 

起重机车轮的选择和验证 

如何根据起重机的负载选择车轮以及如何验证车轮是否能够承载 

1、车轮疲劳计算载荷的确定： 

车轮疲劳计算载荷PC可根据起重机的最大、最小轮压确定，PC计算公式为：

• PC——车轮疲劳计算载荷（N）； 
• 磷_最大限度 ——起重机正常工作时的最大轮压(N)； 
• 磷_分钟 ——起重机正常工作时的最小轮压(N)； 
• 在确定P_最大限度 和 P_分钟，起升机构和运行机构的动载系数、冲击系数均取1。 

对于桥式起重机，当小车起重机以额定载荷运行至一侧极限位置时，靠近小车侧的大轮压为P_最大限度；远离小车侧的空载侧大轮压为P_分钟对于桥式起重机，当小车额定载荷运行至一侧极限位置时，靠近小车侧车轮的压力为P_最大限度；远离小车侧卸载的车轮的压力为P_分钟对于悬臂起重机，满载时最大振幅时动臂下车轮的压力为P_最大限度；空载最小振幅时动臂下车轮的压力为P_分钟.

2.车轮踏面接触强度计算：

2.1 线接触允许轮压：

磷_c≤K₁×深×长×宽₁×C₂

• 磷_C ----车轮疲劳计算载荷（N）； 
• K₁ ——与材料有关的许用线接触应力常数（N/mm2），按表1选择； 
• D——车轮直径（毫米）； 
• L——车轮与轨道的有效接触长度； 
• C₁——速度系数，按表2选取； 
• C₂——工作级别系数，按表3选取；

计算因素一览表（表1）：

注：

1、σ_乙 为材料的拉伸强度（N/mm²);

2.钢轮一般应进行热处理，踏面硬度建议HB=300~380，淬火层深度15mm~20mm。在确定允许值时，σ_乙 是在材料未经过热处理时测得的；

3、轮子材质采用球墨铸铁时； σ_乙.≥500N/mm² 材料，K₁, K₂ 根据σ选择值_乙.=500N/mm².

计算因素一览表（表2）：

计算因素一览表（表3）：

2.2 点接触允许车轮压力：

• 磷_C ----车轮疲劳计算载荷（N）； 
• K₂ ——与材料相关的许用点接触应力常数（N/mm2），按表1选择； 
• R——曲率半径，取车轮曲率半径与履带曲率半径中较大值（毫米）； 
• M —— 由履带顶面与车轮的曲率半径之比（r/R），按表4选定； 
• C₁ —–转速系数，按表3选取； 
• C₂ ——工作级别系数，按表4选取；

计算因素一览表（表4）：

注：

1. 当 r/R 为其他值时，m 值通过插值计算；

2、r为接触面曲率半径的小值

上述计算可用于对定径车轮进行校核，以确定车轮的有效最大承载能力和尺寸的合理性（车轮直径、车轮尺寸与轨道配合等）。

大型车轮对最大允许轮压表：

手推车轮组最大允许轮压表：

注：本表值按车轮材料：ZG310-570、HB320计算；若车轮材料采用ZG50MnMo，车轮轴径采用45，HB=228～255，则最大允许轮压可增加20%； 

Q——起重机的起重能力； 

G——起重机自重。

起重机轮载计算是确保起重机安全性、稳定性和耐久性的基础工作。通过精确计算轮载，可以优化起重机的设计，选择合适的材料和制造工艺，从而提高设备的整体性能。总而言之，起重机轮载计算是一项复杂而重要的工程，必须通过严谨的分析计算才能实现。

起重机车轮不达标的隐患 

不符合标准的起重机车轮将对设备的性能、安全性和长期使用造成严重影响，具体表现在以下几个方面： 

1. 安全隐患增加

• 车轮断裂或失效：如果车轮材质不符合标准，可能无法承受起重机的正常载荷，容易发生断裂或严重磨损。这将直接威胁操作人员的安全，尤其是在高载荷或快速作业的情况下，容易引发事故。
• 轨道偏转或脱轨：不合格的车轮可能导致车轮与轨道接触不良，从而引起起重机偏转或脱轨，增加发生事故的风险。

2. 磨损和损坏增加

• 不均匀磨损：如果车轮质量不达标，其表面可能会存在缺陷，例如硬度不均匀或结构不均匀，从而导致不均匀磨损。这种不均匀磨损会加速车轮和轨道的损坏，并增加维护成本。
• 磨损过度：不合格的车轮在长期使用过程中磨损过快，导致车轮尺寸发生变化，影响起重机的稳定性和操作精度。

3.影响经营业绩

• 不平衡与振动：质量不合格的车轮可能导致起重机运行不平衡，产生过大的振动和噪音，影响操作效率和舒适度。长期振动还可能导致其他机械部件（如轴承、电机等）损坏。
• 负载分布不均匀：车轮质量问题可能导致负载分布不均匀，尤其是在多车轮配置的起重机上。这将影响设备的负载能力和工作效率，导致起重机无法高效稳定地运行。

4. 设备寿命缩短

• 早期老化和故障：不合格的车轮材料和结构可能导致车轮更容易疲劳、腐蚀和其他损坏，从而缩短起重机的整体使用寿命。车轮更换的频率也会相应增加，从而产生额外的维护成本。
• 加速其他部件的磨损：不合格的车轮可能导致其他关键起重机部件（例如，驱动系统、轨道系统、吊钩等）过早磨损，这将增加维护的难度和成本。

5.增加维护和运营成本

• 频繁维修：不合格的车轮会导致设备需要更频繁地维修、更换或校准，这不仅会增加运营成本，还可能导致设备停机时间增加，影响生产力。
• 提前更换：低质量的车轮可能无法满足长期高负载需求，从而需要提前更换，增加维护和零件更换成本。

6.对整体系统稳定性的影响

• 传动系统损坏：车轮的质量问题可能导致传动系统运行不正常，如电机、减速器等部件过早磨损或损坏，从而影响整个起重机系统的稳定性和可操作性。
• 履带系统损坏：不合格的车轮对履带系统的影响可能导致履带损坏或变形，进而影响设备的稳定性，并可能需要更频繁地进行履带维修和更换。

预防措施：

• 严格的质量控制：确保车轮材料和生产工艺符合行业标准，选择可靠的优质供应商，并进行详细的检查和测试。
• 定期检查和维护：定期检查起重机车轮，及时发现潜在的磨损和裂纹，进行必要的维护和更换。
• 合理设计与选型：根据起重机的工作条件选择适当规格的单轮，保证其能承受预期的载荷和工作环境。

克里斯塔尔

起重机OEM专家

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