Poutre d'extrémité et ensemble de roues : répartition de la charge par roue et adaptation au rail dans la conception de structures de grues non standard

端梁与车轮组是起重机行走机构的核心组成部分，在非标起重机设计中更是直接决定了整机的运行可靠性、轮压分布均匀性和轨道寿命。与标准起重机不同，非标起重机因跨度变化、轮距调整、轨道梁条件差异等因素，端梁与车轮组的设计参数需要逐台核算，不能套用标准图纸。克鲁德重工在多年非标设计实践中，形成了端梁结构选型、车轮组配置和轮压计算的标准化流程，本文对此进行系统阐述。

端梁结构设计要点

端梁是连接主梁与车轮组的过渡结构，承受起重机的全部垂直载荷和水平侧向力。非标起重机的端梁设计需考虑以下几个关键因素：跨度与轮距关系。当跨度超过22.5m时，端梁宜采用分段式结构，中间通过高强度螺栓连接（10.9级螺栓），以降低运输和安装难度。端梁截面高度通常取跨度的1/12~1/15，腹板厚度按剪应力计算确定，一般不低于6mm。

材料选择。端梁主体采用Q355B低合金高强度结构钢，屈服强度大于等于355MPa。对于重载工况（工作级别M6以上）或低温环境（低于-20摄氏度），建议选用Q390D或Q420D级钢材，同时要求冲击韧性大于等于34J（-20摄氏度）。焊缝质量等级为二级，对接焊缝须100%超声波探伤。

连接形式。端梁与主梁的连接分为焊接式和法兰式两种。焊接式连接刚度高、结构紧凑，适用于中小跨度（小于等于22.5m）起重机；法兰式连接便于拆卸运输，适用于大跨度和非标项目。法兰连接螺栓按GB/T 16939标准选用，预紧力矩按扭矩系数法控制，螺栓装配后须进行扭矩检查。

车轮组选型与配置

车轮组由车轮、角轴承箱、轴和密封件组成，是端梁下方直接与轨道接触的部件。非标起重机的车轮组配置需根据轮压大小、运行速度和工作级别综合确定。Diamètre des roues取值范围为直径200~800mm，每5~20kN轮压对应约4~10mm车轮直径。踏面硬度要求HRC40~50（表面淬火），淬硬层深度不小于15mm。

主动轮与从动轮配置。标准配置为对角驱动（2个主动轮+2个从动轮），主动轮安装在对角位置的角轴承箱内。驱动电机通过减速器驱动车轮轴。对于大吨位或高加速度要求的非标起重机，可采用4轮全驱动配置。车轮踏面形式分为圆柱形和圆锥形两种，圆锥踏面（锥度1:16）用于大跨度起重机以自动纠偏。

不同工况下端梁与车轮组配置对比

轨道适配与常见问题处理

轨道适配是端梁与车轮组设计的最后一环。轨道选型需同时考虑车轮轮压和轨道梁承载能力。P43钢轨适配轮压小于等于200kN的起重机，QU80适配200~350kN，QU100/QU120适配350~500kN及以上。轨道安装精度直接影响车轮寿命：全长水平度偏差小于等于L/1000，轨道接头处错位小于等于1mm，间隙2~4mm。克鲁德重工在非标项目中积累了轨道梁基础加固、轨道压板调整和伸缩缝处理等多项工程经验。

非标起重机行走机构常见问题包括啃轨、偏载、轮缘磨损和轨道异常磨耗。啃轨的主要原因是车轮安装偏差或轨道直线度超差，需通过车轮偏摆调整和轨道校准解决。偏载发生在轮压不均系数超过1.5时，可通过调整端梁加劲肋布置或增加辅助轮来改善。关于非标起重机行走机构的更多工程实践，可参考Guide complet de la personnalisation des grues non standard中端梁设计与车轮组章节。

非标端梁车轮组设计流程

非标起重机端梁与车轮组的设计流程分为六个步骤：

初步参数确认——起重量、跨度、工作级别、轨道梁条件。

端梁截面初选——根据跨度和轮距确定截面高度、腹板和翼缘厚度。

Calcul de la pression par roue——按GB/T 3811计算最大轮压和最小轮压，考虑起升动载系数和轮压不均系数。

车轮组选型——根据轮压确定车轮直径、轴承型号和安装方式。

轨道校核——验算轨道接触应力，确认轨道型号和安装方案。

刚度与疲劳校核——按GB/T 23260进行车轮踏面疲劳寿命计算。

按GB/T 3811-2008《起重机设计规范》和JB/T 9005-2010《铸造起重机端梁》标准执行设计。克鲁德重工在多个非标起重机和起重机自动化改造项目中积累了丰富的端梁与车轮组设计经验。关于起重机的更多设计内容，可查阅天车设计与制造标准合规全指南中结构设计相关标准解读。

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