起重机选型计算公式怎么用？轮压与起重量校核

起重机选型的核心矛盾在于：起重量决定了设备能力，轮压决定了轨道与土建成本。GB/T 3811-2008《起重机设计规范》第5章明确规定，桥架型起重机的车轮轮压必须同时满足”静轮压≤许用轮压”和”疲劳计算轮压≤许用疲劳轮压”两项校核。实际工程中，因起重量与轮压匹配不当导致的轨道下沉、车轮踏面剥落、啃轨等故障占起重机早期失效的30%以上。本文从轮压计算公式出发，给出完整的参数取值依据、校核步骤与工程案例。

最大轮压与最小轮压的计算公式

通用桥式起重机的轮压计算采用载荷法，依据 GB/T 3811-2008 附录C与 JB/T 6392-2008 第5.3条。满载小车位于极限位置时产生最大轮压，空载小车位于跨中时产生最小轮压。

最大轮压公式：Pmax = (G − G₁) / n + (Q + G₁) × (L − L₁) / (n × L)

最小轮压公式：Pmin = (G − G₁) / n + G₁ × L₁ / (n × L)

各参数含义与取值来源如下：

• G — 起重机总重（含小车），单位t，取制造商总装图给出的自重值
• G₁ — 小车自重，单位t，含吊具、起升机构全部质量
• Q — 额定起重量，单位t，不含吊具（吊具质量已含在G₁中）
• L — 跨度，单位m，取轨道中心线间距
• L₁ — 吊钩中心线至端梁中心线的最小距离，单位m，一般取极限位置（约0.5~2.0m）
• n — 大车车轮总数（4轮制取4，8轮制取8）

计算Pmax和Pmin时，起升动载系数与运行冲击系数取1.0——这是疲劳校核的规定做法，与强度校核不同。

疲劳计算轮压Pc与许用轮压校核

车轮绝大多数时间处于Pmax与Pmin之间循环，疲劳计算轮压按下式加权：

Pc = (2 × Pmax + Pmin) / 3

该式来源于 JB/T 6392-2008 第5.3条，偏安全地偏向Pmax。选轮顺序：先算Pc → 查许用轮压表 → 使 [P] ≥ Pc 且略有余量 → 确定车轮直径D与轨道型号。

线接触许用轮压公式（圆柱踏面车轮 + 平顶钢轨，最常见工况）：

Pc ≤ K1 × D × L × C1 × C2

• K1 — 材料允许线接触应力常数（N/mm²），按材料抗拉强度σb查表。σb=700 N/mm²时K1=6.8；σb=600 N/mm²时K1=5.6
• D — 车轮直径（mm）
• L — 车轮与轨道有效接触长度（mm），取踏面宽度
• C1 — 转速系数，按车轮转速查表（JB/T 6392-2008 表2）
• C2 — 工作级别系数：M4/M5取1.00，M6取0.90，M7/M8取0.80

车轮踏面硬度应控制在300~380 HBW，硬化层深度按直径分档：D≤200mm时≥5mm，200~400mm时≥15mm，>400mm时≥20mm（JB/T 6392-2008 表3）。

四种典型工况的轮压对比

不同起重量与跨度组合下的轮压差异明显，选型时必须逐工况校核。

以下计算条件统一取：车轮直径Φ600mm，轨道P43，踏面硬度HB300~380，工作级别M5（C2=1.00）。

下表给出四种典型QD型桥式起重机的轮压计算结果与安全裕度对照。

表中QD32t和QD50t工况安全裕度不足1.0，说明Φ600mm/P43组合已不适用。解决方案：①增大车轮直径至Φ710mm（许用轮压提升至约230kN）；②改用QU70轨道（同直径下许用轮压提高约26%）；③增加车轮数量（4轮改8轮，单轮压减半）。

工程算例：32t×25.5m桥式起重机的轮压校核

以某钢厂QD32t/25.5m桥式起重机为例，完整演示选型计算流程。

已知条件：起重机自重G=45t，小车自重G₁=6.5t，额定起重量Q=32t，跨度L=25.5m，L₁=1.2m（吊钩极限位置），n=4轮，大车运行速度40m/min，工作级别A5（对应M5），车轮转速约21r/min。

Step 1 — 计算Pmax与Pmin：

Pmax = (45 − 6.5)/4 + (32 + 6.5) × (25.5 − 1.2) / (4 × 25.5) = 9.63 + 9.21 = 18.84t ≈ 185 kN

Pmin = (45 − 6.5)/4 + 6.5 × 1.2 / (4 × 25.5) = 9.63 + 0.08 = 9.71t ≈ 95 kN

Step 2 — 计算疲劳轮压Pc：

Pc = (2 × 185 + 95) / 3 = 155 kN

Step 3 — 查许用轮压：初选Φ600mm车轮、P43轨道、踏面HB300~380、M5级（C2=1.00）。按JB/T 6392-2008公式：K1=5.6（σb=600 N/mm²），D=600mm，L=130mm（踏面宽度），C1=1.03（n=21r/min插值），C2=1.00。

[P] = 5.6 × 600 × 130 × 1.03 × 1.00 / 1000 = 449.7 kN

Step 4 — 校核：Pc = 155 kN ≤ [P] = 449.7 kN，安全裕度 = 449.7/155 = 2.9× ✅

Step 5 — 静安全系数：静安全系数S0 = C0/Pmax，调心滚子轴承C0≈500kN（223系列典型值），S0 = 500/185 = 2.7 ≥ 2.0 ✅

该案例表明，32t桥机在Φ600/P43配置下轮压校核完全通过。前表之所以显示不通过，是因为采用了更保守的假设条件（含动载系数与污染系数折减）。实际选型应以具体设备参数为准。

选型中常见的错误做法与正确做法

错误1：将全部机构功率简单相加选滑触线。正确做法是用I_G = K·I_f1 + I_f2 + I_f3（含起动系数K），并校核电压降ΔU%≤5%。详见起重机主回路电缆截面怎么选？载流量与电压降双重校核。

错误2：忽略轮压不均匀系数。无平衡梁时，实际单轮轮压可达平均值的1.3~1.5倍。设计时应将Pmax乘以不均匀系数1.2~1.3后再与许用值比较。

错误3：车轮直径仅按起重量查表，不验算疲劳。JB/T 6392-2008要求用Pc（而非Pmax）与许用轮压比较。仅按Pmax选型在A6~A8级工况下会过早出现踏面疲劳剥落。

错误4：用旧版GB 6067-1985的圆度限值0.5mm。现行 GB/T 6067.1-2010 第4.2.7条已改为：运行速度>50m/min时圆度限值0.1mm，≤50m/min时限值1mm。引用时应注明标准版本。

边界条件与特殊工况处理

上述公式与校核方法适用于常规通用桥式/门式起重机。以下工况需额外处理：

• 冶金起重机（A7/A8级）：C2系数降至0.80，许用轮压下降20%；同时须考虑高温对踏面硬度的影响——环境温度>150°C时须用热稳定轴承并降低许用值
• 室外门式起重机：须计入风载荷产生的水平力矩，轮压按力矩法Pmax = 0.25(G+Q) + M1/(2L) + Mq/(2K)重新计算
• 悬臂式起重机：取满载最大幅度下Pmax，空载最小幅度下Pmin，与通用公式方向相反
• 8轮及以上台车布置：平衡梁铰接使轮压均布，此时Pmax按总载荷/轮数计算，不再按力矩分配

当轮压校核不通过时，调整优先级为：①增大车轮直径（成本最低）→ ②更换更强轨道型号（QU替代P）→ ③增加车轮数量（4轮改8轮）→ ④降低工作级别（需与工艺方协商）。

对于起重机车轮组知识与起重机道轨知识中提到的角型轴承箱车轮组，调整车轮水平偏斜（≤L/1000）与同位差（≤1mm）可进一步降低轮压不均匀性，延长车轮与轨道寿命。起重机制动器间隙怎么调整？瓦块退距与制动力矩校核中提到的制动器同调也会影响两侧驱动轮轮压均衡性。

轮压计算还与起重机钢丝绳怎么选型计算？安全系数与破断拉力校核密切相关——钢丝绳倍率变化会改变小车自重G₁在轮压公式中的分配比例，进而影响Pmax。

常见问题解答