起重机车轮直径主要根据什么确定？轮压计算与选型

车轮直径不是按吨位拍出来的数字，而是由轮压经踏面接触疲劳校核反推、再向标准直径系列圆整的结果。JB/T 6392-2008 给出 Φ100~Φ1250mm 的直径系列与配套轨道，具体落在哪一档取决于疲劳计算载荷 Pc 与许用轮压 [PL] 的比较。本文拆开这条链：轮压怎么算、K1/C1/C2 三个系数怎么取、同样轮压下直径为什么差 100mm、在役设备怎么复核。

车轮直径主要根据什么确定：四个输入条件

车轮直径按线接触接触强度法确定，输入量有四个：疲劳计算载荷 Pc、轨道给出的有效接触长度 L、随运行速度与直径变化的转速系数 C1、由材料与热处理决定的许用接触应力常数 K1。把 [PL]≥Pc 当成等式反解 D，得到最小可用直径，再向标准系列圆整。

空间是第二个约束。车轮直径直接限制端梁高度，端梁高度又决定厂房净空与土建造价；直径每升一档，轴承箱、联轴器、减速器型号都要跟着改。直径选择是轮压与结构高度之间的平衡。

• 轮压：自重、起重量与小车位置算出的最大与最小轮压，折算成 Pc
• 轨道与接触长度：QU 系列平顶轨按轨头宽度取 L
• 转速与工作级别：C1 随转速 n=v/(πD) 折减，C2 随机构 M 级折减
• 材料与热处理：K1 按 σb 取值，踏面淬火 HB300~380

轮压怎么算：从最大最小轮压到疲劳计算载荷 Pc

大车轮压按外载荷的平衡条件直接求得，QD型、MG型 等机型都适用，与运行机构的驱动方式无关。满载时小车行至一侧极限位置，该侧车轮为最大轮压 Pmax；空载时小车在跨中，跨端车轮为最小轮压 Pmin。两个值算完再折算疲劳计算载荷 Pc，折算时起升动载系数与运行冲击系数都取 1。

Pmax = (G−G1)/n + (Q+G1)(L−L1)/(n·L)；Pmin = (G−G1)/n + G1·L1/(n·L)；Pc = (2Pmax + Pmin)/3。式中 G 为起重机总重（含小车）、G1 为小车自重、Q 为额定起重量、L 为跨度、L1 为吊钩中心线至端梁中心线的最小距离、n 为大车车轮总数。

以一台 QD型 32t/22.5m 双梁桥式起重机举例：G=48t、G1=13t、Q=32t、L=22.5m、L1=2.5m、n=4。代入计算得 (48−13)/4 = 8.75t，(32+13)×(22.5−2.5)/(4×22.5) = 10t，故 Pmax = 8.75+10 = 18.75t；Pmin = 8.75+13×2.5/90 = 9.11t；Pc = (2×18.75+9.11)/3 = 15.54t，约合152kN。这个 15.54t 就是选直径的输入值。

四支点布置不能按四分之一均分，各轮支反力随小车位置变化，推导过程见四支点与三支点布置的轮压分配差异。端梁刚度不足或轨道存在高低差时，实际单轮轮压还会比计算值高出 1.3~1.5倍，这部分要计入余量。

许用轮压怎么查：K1、C1、C2 的取值来源

线接触状态下许用轮压按 [PL] = K1·D·L·C1·C2 计算。K1 是与材料抗拉强度有关的许用接触应力常数，取值来自《起重机设计手册》：σb=500N/mm² 取 3.8，σb=600N/mm² 取 5.6，σb=650N/mm² 取 6.0，σb=700N/mm² 取 6.8，σb=800N/mm² 取 7.2；ZG340-640 的 σb=640N/mm²，工程取值 K1=5.96。

C1 按车轮转速查表取值，C2 按车轮所在机构的工作级别取值，两者都是折减系数。转速越高、作业越忙，折减越多——这正是同样轮压下直径必须加大的直接原因。常用值见下表。

接着算 Φ500mm 的车轮：配套 QU70 轨道，轨头宽 70mm，取 L=70mm；大车运行速度 60m/min，车轮转速 n = 60000/(π×500) = 38.2r/min，查表 C1≈0.97；运行机构 M5 取 C2=1.00。代入得 [PL] = 5.96×500×70×0.97×1.00 = 202,342N ≈ 20.6t，大于 Pc 的 15.54t，余量约33%，Φ500mm 可用。

同一轮压为什么选的直径不一样

同一个 Pc 放进不同工作级别与运行速度里，需要的直径完全不同。下表是常规大车车轮组的许用轮压速查值，表值按材料 ZG310-570、踏面硬度 HB320 计算。

用法是把你的 Pc 与表中对应工况的数值比大小，偏小的档位不能选。

对照 Pc=15.54t：M4~M5 低速档 Φ500mm 有 21.7t，余量充足；换成 M6~M7 且速度超过 90m/min，Φ500mm 只剩 15.5t，刚好压在临界线上，应取 Φ600mm 的 19.1t。直径每增加100mm，轮组造价大致上升12%。

转速是隐藏变量。运行速度 v 决定车轮转速 n = v/(πD)：v=120m/min 时 Φ500mm 为 76r/min，C1 降到 0.88；同一速度下 Φ800mm 只有 48r/min，C1 约 0.95。直径小、转速高，接触面积又小，许用轮压下降得比直观估计更快。QU70 轨头宽 70mm、QU100 宽 100mm，同直径下 L 由 70mm 增到 100mm，许用轮压增加约43%。

车轮直径与轨道、轮缘型式、踏面宽度怎么配套

直径不能脱离轨道单独选。根据 JB/T 6392-2008 的直径系列与轨型配套表，下表摘录常用档位。

核对要点有两条：配套轨型与现有轨道一致，轮宽落在标准范围内。只换轮组不改轨道，会造成踏面与轨顶接触不良。

轮缘型式由直径和用途定：小车车轮直径超过 500mm 应采用双轮缘（SL），轮缘同时承担导向与防脱轨；直径小于 500mm 的小车轮可用单轮缘（DL），带轮缘一侧布置在轨距外侧；无轮缘车轮（WL）必须配水平导向轮，把滑动摩擦换成滚动摩擦。标记写法如 SL710×155。

踏面宽度要与轨头匹配。QU 系列是平顶起重机轨，型号数字即轨头宽度（mm），线接触公式的有效接触长度 L 直接取该值；38kg/m、43kg/m 铁路钢轨轨顶带凸弧，圆柱踏面压上去属点接触，许用轮压要按点接触公式算，重载设备不宜选。轨道与梁的匹配见16吨行车梁规格与轨道选型要求。

现场常见错误与判据边界

常见错误之一，是拿制造厂样本的允许轮压表当万能表。表值有前提——材料 ZG310-570、踏面硬度 HB320，且已按速度分档；换材料、换级别、换速度都要重算。换成 ZG50MnMo、轴径45钢可上浮约20%，铸铁车轮套用铸钢车轮表值则高估许用轮压。

常见错误之二，是为压低端梁高度一味缩小直径。小直径能降低整机高度、减小驱动扭矩，同时抬高转速、缩小接触面积，[PL] 快速下降，接触应力上升加速踏面剥落。正确做法是先按 [PL]≥Pc 留 10%~20% 余量定直径，再从结构与土建上找高度。

常见错误之三，是车削修复时把硬化层车透。JB/T 6392-2008 第5章要求踏面硬度 HB300~380，直径超过 400mm 的车轮在硬度降到 260HBW 处硬化层深度不小于 20mm；车削量吃掉硬化层后踏面硬度不足，会成片剥落。车后应复测硬度。

判据边界要写清：本文公式与速查表按线接触（圆柱踏面配平顶钢轨）给出，凸顶钢轨或凸面踏面属点接触，不适用于这套系数；球墨铸铁车轮按 σb=500N/mm² 一档取 K1，同直径下许用轮压低于铸钢轮；直径 950mm 以上的台车式与港口机械车轮属特殊情况，需按厂家计算书单独校核。

在役设备怎么复核：案例与报废判据

复核从实测开始：用卡尺或专用卡规测踏面直径与轮缘厚度，沿圆周至少测 3 处取最小值，与原图直径对比算磨损率。同一机构的主动轮直径差大于 0.2mm 应重新加工，主动轮与从动轮直径差不得超过 3mm。

某厂一台 QD型 50t/31.5m 双梁桥式起重机，出厂按 A5 级（运行机构 M5）配 4 只 Φ800mm 车轮与 QU100 轨道，大车速度 80m/min，样本最大轮压约 44t。产线改两班倒后运行机构升到 M7，日均 300 次。2024 年检查发现靠司机室侧 2 只车轮踏面出现鱼鳞状剥落坑（直径 15~20mm、深 1.5~2mm），实测踏面直径 792mm，磨损 1.0%。复核 [PL] = 5.96×800×100×1.00×0.80 = 381,440N ≈ 38.9t，小于实际 44t，超限约13%，判定为接触疲劳超载。

处置按三步走：剥落车轮评估后成对更换，未达磨损报废线的优先车削修复并保住硬化层；与制造厂复核后把大车改为每侧 4 轮台车式布置（8 轮配平衡梁），单轮轮压由 44t 降到 22t，余量 77%；改造完成前按 TSG 51-2023 限制起重量与作业频次。

报废判据看 GB/T 6067.1-2010 第4.2.7条：影响性能的表面裂纹不允许存在；轮缘厚度磨损达原厚度 50%、轮缘弯曲变形达原厚度 20%、踏面厚度磨损达原厚度 15% 均应报废；圆度在车速低于 50m/min 时达 1mm、高于 50m/min 时达 0.1mm 报废。实测方法与成对更换原则见桥式起重机大车车轮磨损到什么程度必须更换，两种处理方案对比见起重机车轮轮缘磨损超差怎么处理。

常见问题解答