起重量400 t 以上的大型铸造起重机大车车轮数量较多，一般情况下车轮总数为32 个或36 个，一旦车轮出现磨损达到标准规定值即需要进行更换，且更换工作量大、用时长。近年来，在大吨位铸造起重机的前期技术交流谈判中，一些钢厂的维保人员提出增加车轮硬度以便延长车轮的寿命，减少更换车轮的频率。由于GB/T3811—2008《起重机设计规范》中有关车轮的计算与车轮硬度没有直接关系，所以，精确考虑车轮硬度对其寿命的影响是关键问题。美国CMAA NO.70 中车轮的计算带入了关于车轮硬度的系数，在此做简要介绍，并提出一些建议供设计人员参考。

　　1 CMAA NO.70 中有关车轮的计算1）车轮的许用耐久轮压车轮许用耐久轮压[P ] 的计算式为[P]＝K D W式中：D 为车轮直径，W 为轨道有效承压宽度，K为车轮硬度系数。当车轮的硬度≤ 260 BHN 时，K ＝ BHN×5；当车轮的硬度≥ 260 BHN 时，K ＝ 1 300×（BHN/260）0.33。其根据车轮硬度、车轮直径、轨道型号计算的许用耐久轮压值见CMAA NO.70 中表4.13.3—4。

　　式中：K w 为载荷系数；C S 为速度系数，与车轮转速有关；S m 为服务系数，与起重机的工作级别有关。

　　4）载荷系数图1 为小车计算简图，小车车轮和大车车轮的载荷系数K w 的计算方法不同，小车的载荷系数K wt 的计算式为

　　式中：Q 为额定载荷，TW 为小车质量，T 为小车轮距，Y 为吊钩距一侧车轮的距离图2 为大车计算简图，大车载荷系数K wb 的计算式为

　　式中：BW 为桥架质量，即为整车质量除去小车质量；LL 为小车质量+ 额定载荷；S 为起重机跨度；X 为吊钩距一侧大车车轮的距离。

　　5）速度系数速度系数C S 根据车轮的转速来确定。当车轮转速n ≤ 31.5 r/min 时，其计算式为

　　6）服务系数服务系数S m 根据工作级别由表1 选取，表1 中最小轮压工作系数是指当根据公式K wl ＝K wC SS m 计算出的K wl 数值小于表1 中所列值时，需要按照最小值选取。

　　8）特殊备注在CMAA NO.70 表4.13.3—4 的备注2 中说明：当用硬度为58 HRC 的车轮，应保证车轮运行在经过热处理的轨道上，热处理后的轨道硬度最小为320 BHN，如果车轮运行在未经过热处理的轨道上，将会导致轨道寿命降低。

　　2.2 车轮硬度对车轮许用耐久轮压的影响程度JB/T6392—2008《起重机车轮》中规定车轮硬度为300 ～ 380 HBW，假设取最小值300 HBW；根据某钢厂对车轮硬度的要求为58 ～ 64 HRC，假设也取最小值58 HRC。根据以上车轮硬度系数的计算公式，58 HRC车轮比300 HBW 车轮的车轮硬度系数增加了约1.27 倍，在车轮直径与轨道型号相同的情况下，车轮许用耐久轮压亦提高约1.27 倍。

　　2.3 关于载荷系数无论是欧洲标准还是GB/T 3811—2008《起重机设计规范》，等效工作轮压的计算公式均为

　　CMAA NO.70 中引入了载荷系数K w，如果暂不考虑速度系数和服务系数，则车轮的等效耐久轮压可以简化为P e ＝K wP max，其中根据图1，小车的最大轮压为

　　以上两种算法的结果完全相同，同理通过对大车载荷系数的计算发现两种算法结果完全相同，可见CMAANO.70 中虽然引入了载荷系数K w，但K wP max 与（P min+2P max）/3 是完全相同的，在设计中两种方法均可使用。

　　由于CMAA NO.70 中车轮计算自成体系，若想运用该方法进行计算，需要运用整个体系进行计算，并不能将某一计算公式独自拿出进行引用与比较。

　　3 建议1）由以上计算分析可知在相同的工作场合即车轮受力相同，且车轮直径和轨道型号也相同时，提高车轮的硬度可提高车轮的许用耐久轮压，延长车轮的寿命。当然，在设计中也可考虑提高车轮的硬度以便减小车轮的直径，从而减少整车的质量。

　　2）硬度为58 HRC 的车轮在使用时，应尽量采用经过热处理的轨道。根据《铁路用热轧钢轨》（GB2585—2007） 中附录B“ 轨端热处理技术要求” 中B.2.1款：U74、U71Mn 钢轨踏面稳定硬化区的表面硬度为302 ～ 388 HBW。基本符合大于320 BHN 的要求。由于国内轨道的常规交货状态不进行热处理，只有特殊要求时才会进行热处理，故需要在采购时加以说明。

　　3）对于出口起重机产品，日本生产的CR 系列轨道的硬度为320 BHN，若使用符合JB/T 6392—2008《起重机车轮》300 ～ 380 HBW 硬度的车轮，车轮的磨损会比较严重，此时应使用58HRC 或接近此硬度的车轮。