一种便于更换且具有自润滑轮缘的车轮

技术领域

本发明涉及起重机械技术领域，特别涉及一种便于更换且具有自润滑轮缘的车轮。

背景技术

当前，起重机的车轮常由于轮缘磨损而报废。因车轮偏斜等因素，起重机运行时，轮缘和钢轨在70%～80%的行程中相互摩擦，尤其是当摩擦严重（俗称啃轨）、且起重机的运行机构工作级别为M7或M8时，致使车轮踏面寿命与轮缘寿命差异很大，车轮踏面的寿命可超过2～3年，但车轮轮缘的寿命只有1年甚至几个月。轮缘与钢轨相互摩擦，不仅导致车轮提前报废，也缩短了钢轨使用寿命和增加了起重机运行阻力。

目前解决轮缘与钢轨磨损的主要方式有两种，一种是采用无轮缘车轮并配水平导向轮，使得起重机的导行由轮缘与钢轨的滑动摩擦导行改为水平轮与钢轨侧面的滚动摩擦导行，摩擦阻力减小了，但水平轮结构复杂，同时增加了起重机宽度；另外一种是采用石墨润滑器，即用弹簧压送石墨棒顶到轮缘上，车轮旋转时石墨被涂在轮缘上，这种方式尽管改善了轮缘与钢轨侧面相互接触的摩擦副润滑条件，但轮缘磨损后，必须更改整个车轮。车轮更换比较费工费时，对钢厂用的冶金桥式起重机而言，需借助起重设备将车轮组拆卸至地面，再用叉车或汽车转运至维修车间，再将车轮组上的轴承箱、轴承、车轮轴、通盖、闷盖等拆下，更换上新的车轮。将磨损的车轮从车轮轴上拆下，需借助拔轮器或压力机，装配新的车轮到车轮轴上，需要用加热炉对新车轮加热，或冷冻旧车轮轴，维修好的车轮组再重新安装到起重机上。实际上，钢厂用的冶金桥式起重机多是工艺中的关键设备，停产维修损失远大于车轮组本身价值，往往是为缩短维修时间而更换整个车轮组，即便车轮组中其它零件尚有较长的使用寿命，这有悖于绿色发展的理念。

针对现有技术的不足，本发明提供一种便于更换且具有自润滑轮缘的车轮，目的在于克服现有技术的不足。本发明采用轮缘可更换的结构形式，无论是单轮缘车轮还是双轮缘车轮，每侧轮缘分成几段圆弧，用螺栓将轮缘固定在车轮本体上，轮缘为耐磨材料并沿周向镶嵌固体润滑剂，固定润滑剂的摩擦面积占整个轮缘摩擦面积的15%～40%，以此改善轮缘和钢轨侧面所构成的摩擦副的润滑条件，延长轮缘和钢轨的寿命，减小起重机运行阻力，当轮缘磨损达到原厚度50%需更换时，可在不拆卸车轮组的情况下，更换轮缘，减少了车轮维修工作量，提高了车轮的利用率。

发明内容

本发明的特点在于：采用轮缘便于更换的车轮结构形式，轮缘磨损后无需拆卸车轮组即可更换轮缘，减轻了维修工作量；轮缘摩擦面镶嵌一定比例固体润滑剂，改善了轮缘与钢轨侧面所构成的摩擦副的润滑条件，延长了轮缘与钢轨的使用寿命，减小了起重机运行的摩擦阻力；轮缘材料采用高强度耐磨板，省去热处理制造工序；轮缘与车轮本体分开制造，使得车轮本体采用膜锻成为可能。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种便于更换且具有自润滑轮缘的车轮，包括轮缘和车轮本体，轮缘通过螺栓固定在车轮本体侧面，每侧所述轮缘是由2～6段圆弧组成，沿所述轮缘摩擦面镶嵌固体润滑剂，固体润滑剂的摩擦面积占整个轮缘摩擦面的15%～40%。

进一步的，所述轮缘的内轮缘上沿圆周方向间隔距离分布有圆柱孔，该圆柱孔为盲孔，用于镶嵌固体润滑剂。

进一步的，所述固体润滑剂从轮缘内侧嵌入轮缘深度大于轮缘厚度的一半，所述固体润滑剂以圆柱体方式嵌入轮缘

进一步的，所述圆柱体固体润滑剂与轮缘上的圆柱孔以过盈配连接，且配合面涂抹粘接剂。

进一步的，所述轮缘与钢轨接触的摩擦面（内轮缘）加工成圆锥面，根据车轮匹配的钢轨型号不同，圆锥面的锥度在20﹕1～10﹕1。

进一步的，所述轮缘摩擦面上的圆柱孔的排列方式为一周或两周，两周时，不在同一圆周上的两个相邻圆柱孔其中心位置在圆周方向上相互错开，且这两圆柱孔沿轮缘摩擦面旋转方向有重合度，以保障轮缘与钢轨侧面构成的摩擦副中形成完整的固体润滑膜。

进一步的，所述固体润滑剂是石墨或二硫化钼或二硫化钨或聚四氟乙烯其中的一种或几种的混合物。

进一步的，车轮可以是单轮缘车轮或双轮缘车轮。

进一步的，轮缘采用高强度耐磨板。

进一步的，所述车轮上安装车轮轴的孔为圆柱孔，孔内无键槽，车轮与车轮轴采用过盈配合连接。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

通过在轮缘上镶嵌固体润滑剂，固定润滑剂的摩擦面积占整个轮缘摩擦面积的15%～40%，由此改善了轮缘和钢轨侧面所构成的摩擦副的润滑条件，延长了轮缘和钢轨的寿命，减小了起重机运行阻力，做到了轮缘润滑的免维护。

通过轮缘采用是由2～6段圆弧构成，轮缘磨损后无需拆卸车轮组即可更换轮缘，减轻了维修工作量；且轮缘的材料采用的高强度耐磨板，省去热处理制造的工序；轮缘与车轮本体分别制造，方便车轮本体采用模锻成形。

附图说明

图1为本发明一种便于更换且具有自润滑轮缘的车轮图2的A-A剖视图结构示意图；

图2为本发明一种便于更换且具有自润滑轮缘的车轮图1的B-B剖视图结构示意图；

图3为本发明一种便于更换且具有自润滑轮缘的车轮图1的A向视图结构示意图；

图4为本发明一种便于更换且具有自润滑轮缘的车轮轮缘的一段圆弧（一周固体润滑剂分布示意）结构示意图；

图5为本发明一种便于更换且具有自润滑轮缘的车轮图4的C-C放大剖视图结构示意图；

图6为本发明一种便于更换且具有自润滑轮缘的车轮轮缘的一段圆弧（两周固体润滑剂分布示意）结构示意图；

图7为本发明一种便于更换且具有自润滑轮缘的车轮图6的Ⅰ局部放大图结构示意图。

图中：车轮本体10、安装车轮轴的圆柱孔101、踏面102、固体润滑剂11、单耳止动垫圈12、螺母13、六角头铰制孔用螺栓14、轮缘15、盲孔151、摩擦面152、钢轨16、重合度R。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明，其中，附图是为方便实施例说明，不能理解为对本专利的限制，为了更好地说明本发明的具体实施方式，附图某些部件、结构等会有省略，对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明省略是可以理解的，基于本发明中的具体实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他具体实施结构，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1所示，一种便于更换且具有自润滑轮缘的车轮，它由车轮本体10、固体润滑剂11、单耳止动垫圈12、螺母13、六角头铰制孔用螺栓14、轮缘15构成；该图为双轮缘结构形式，单轮缘是指仅一侧有轮缘。

如图1所示，轮缘15被六角头铰制孔用螺栓14、螺母13和单耳止动垫圈12固定在车轮本体10两侧，轮缘15磨损后无需拆卸车轮组即可更换轮缘，减轻了维修工作量。

如图2、图3和图4所示，轮缘15是由3段圆弧构成，轮缘15采用耐磨材料，且耐磨材料为符合国家标准GB/T24186的工程机械用高强度耐磨板，牌号为NM300或NM360或NM400，或与这些牌号机械性能相近的进口耐磨板。

如图2和图6所示，嵌入轮缘15的固体润滑剂11的摩擦面积占整个轮缘摩擦面152的15%～40%，由此改善了轮缘15和钢轨侧面所构成的摩擦副的润滑条件，延长了轮缘15和钢轨16的寿命，减小了起重机运行阻力，做到了轮缘润滑的免维护。

如图1和图5所示，固体润滑剂11从轮缘15内侧以圆柱体方式嵌入，嵌入轮缘15深度大于其厚度的一半，固体润滑剂11与轮缘孔以过盈配合连接，并在其配合面涂抹粘接剂，固体润滑剂11是石墨或二硫化钼或二硫化钨或聚四氟乙烯其中的一种或几种的混合物。

如图1和图5所示，轮缘15与钢轨16接触的摩擦面152，该摩擦面152是一锥面，根据车轮匹配的钢轨型号不同，圆锥面的锥度在20﹕1～10﹕1之间。

如图1～7所示，轮缘15上沿圆周方向间隔一定距离分布有圆柱孔，用于镶嵌固体润滑剂11，该圆柱孔为盲孔151（图5），其排列方式，在轮缘上可以是一周（图2和图4），也可以是两周（图6和图7），两周时，不在同一圆周上的两个相邻圆柱孔其中心位置在圆周方向上相互错开，且这两圆柱孔沿轮缘摩擦面旋转方向有一定的重合度R（图7），以保障轮缘的摩擦面152与钢轨16的侧面构成的摩擦副中形成完整的固体润滑膜。

如图1所示，车轮本体10上安装车轮轴的孔为圆柱孔101，该孔内无键槽，车轮与车轮轴采用过盈配合连接。

需要说明的是，本发明为一种便于更换且具有自润滑轮缘的车轮，其以钢质基体为轮缘15，起支承水平载荷的作用，在轮缘15上按一定规律均匀排布一定尺寸的盲孔151，将成形的固体润滑剂11镶嵌入盲孔151中，由于采用的固体润滑剂11具有易剪切形、易粘附性、摩擦系数低和热胀系数远大于基体金属等特性，当车轮在钢轨16上滚动且轮缘摩擦面152与钢轨侧面接触摩擦时，轮缘15摩擦受热后，固体润滑剂11从盲孔151中膨胀出，在摩擦剪切力作用下，产生层状滑移，在对偶面（轮缘摩擦面152和钢轨侧面）形成润滑膜，将轮缘摩擦面152和钢轨16侧面隔开，使对偶金属之间的摩擦转变为固体润滑剂间的摩擦，实现减摩、耐磨和免维护的效果；当轮缘15磨损到原厚度50%需要更换时，缓慢移动起重机，并注意观察轮缘摩擦面152与钢轨16侧面间隙略大于轮缘厚度一半时停止移动，用千斤顶顶到待更换的车轮组的车架特定部位，使得车轮组悬空，车轮踏面102距离钢轨面2～3毫米，松开螺母13和单耳止动垫圈12，拆下六角头铰制孔螺栓14、更换其所固定的轮缘，然后手转动车轮（主动轮需松开制动器），使得另外一段轮缘处于方便更换的位置进行更换，如此重复，直到轮缘全部更换完毕为止。也可不用千斤顶，每更换完一段轮缘后，再移动起重机，使得未更换的轮缘处于方便更换的位置即可，如此反复，直到全部轮缘更换完毕。整个轮缘更换过程无需借助起重设备将车轮组拆卸至地面，再转运至维修车间，再拆下组装等过程，减轻了维修工作量，节约了备件成本，践行了绿色发展的理念。

以上描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。