橋式起重機啃軌問題的探討
橋式起重機是起重設(shè)備的主要機種,應(yīng)用非常廣泛,被國家列入特種設(shè)備管理,其運行狀況的好壞對安全生產(chǎn)有直接影響。橋式起重機在使用一定時間后,由于工況條件或運行頻繁,都會出現(xiàn)不同程度的大車運行啃軌現(xiàn)象,輕則降低設(shè)備的工作效率,加重維護工作量和運行成本費用,重則導(dǎo)致安全隱患,釀成人身和設(shè)備事故,根據(jù)對起重機多年的檢測和實踐工作,針對橋式起重機啃軌現(xiàn)象進行探討分析,并提出相應(yīng)的解決方法。
1 “啃軌”現(xiàn)象
通常起重機車輪緣與軌道側(cè)面之間設(shè)計有一定的間隙,在正常運行情況下,它們不會接觸。但有時車輪不在軌道中心部位運行,從而發(fā)生車輪輪緣與軌道側(cè)面相接觸(摩擦)的啃軌現(xiàn)象。
起重機檢測過程中,如發(fā)現(xiàn)起重機運行時軌道出現(xiàn)下列跡象,即可確認(rèn)起重機存在不同程度的“啃軌”。
(1)起重機在運行中,特別在起動、制動時車體走偏、扭擺,有時較大響聲。
(2)起重機行駛時,在短距離內(nèi)輪緣與軌道間隙有明顯改變。
(3)軌道側(cè)面有一條明亮的痕跡,嚴(yán)重時有毛刺和深溝狀的磨痕。
(4)車輪輪緣內(nèi)側(cè)有亮斑并有毛刺。
(5)大車運行時會發(fā)出較響亮的“嘶嘶”啃軌聲,嚴(yán)重時大車運行會發(fā)出“吭吭”的撞擊聲,甚至出現(xiàn)爬軌。
2 “啃軌”的影響
(1)降低車輪的使用壽命。
起重機正常情況下,車輪的材料一般采用ZG310~710鑄鋼,經(jīng)過淬火處理的車輪踏面表面硬度為HB300~380,淬火深度不少于15~20mm,可以使用十年或更長時間。但啃道嚴(yán)重的起重機,車輪只能用一兩年,甚至有的車輪僅用幾個月,就必須更換,這就影響了企業(yè)的正常生產(chǎn)經(jīng)營。
(2)加快軌道磨損。
車輪啃軌產(chǎn)生的側(cè)向力能使軌道位置偏移,加大了軌道的磨損,嚴(yán)重者會將軌道磨出臺階,直至更換軌道。
(3)增加了運行負(fù)載。
行車在運行中啃軌會產(chǎn)生相當(dāng)?shù)淖枇Γ瑖?yán)重啃道的起重機運行比正常運行阻力增加1.5~3.5倍。由于運行阻力的增加,使運行電動機和傳動機構(gòu)超載運轉(zhuǎn),也容易使傳動系統(tǒng)部件如軸等扭壞。
(4)對基礎(chǔ)、房梁、橋架的影響。
起重機的運行啃軌,必然產(chǎn)生水平側(cè)向力。這種側(cè)向力將導(dǎo)致軌道橫向移動,引起設(shè)備振動,致使固定軌道的螺栓松動,另外,還會引起整臺行車的振動,這些都不同程度的影響了房梁、橋架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固。
3 啃軌的原因
當(dāng)起重機運行制動時,會產(chǎn)生縱向或橫向力,如大、小車同時制動,便會產(chǎn)生一個合成制動力,使軌道承受一個斜向推力。如果軌道安裝時兩側(cè)存在高差,起重機重心就會整個移向低的一側(cè),從而增加軌道所承受的橫向力,使軌道的一側(cè)車輪緊夾在軌道外側(cè),造成啃軌。輕微的啃軌會造成輪緣及軌道的側(cè)面有明顯的磨損痕跡,嚴(yán)重啃軌會造成輪緣和軌道的側(cè)面金屬剝落或輪緣向外變形。起重機運行時啃軌,有的是車輪問題,有的是軌道問題,還有的是橋架問題和電機問題,啃軌的原因多種多樣,需逐個進行分析。
1.1 車輪
(1)當(dāng)兩邊主、被動輪的直徑不相等(因制造和磨損不均勻所致),大車運行時,在相同的轉(zhuǎn)速下,兩邊的行程不相等,直徑大的一側(cè)就要逐漸超前,使車體歪斜而產(chǎn)生啃軌。
(2)車輪的安裝位置不正確,也容易造成啃軌。主要有以下幾種:
① 四個車輪的安裝位置不在矩形的四角。同側(cè)中心不在一條直線上,車輪偏斜,這時主、被動輪都會造成啃軌。如圖1所示,車輪位置呈平行四邊形,對角線D1>D2,啃軌車輪在對角線位置。如圖2所示,車輪位置呈梯形,啃軌位置在同一條軸線上,L1、D1=D2,若輪距過大,同時啃軌道內(nèi)側(cè),若過小,則啃軌道外側(cè);
②車輪在水平面內(nèi)的位置偏差造成啃軌現(xiàn)象。如圖3所示,一個車輪有偏斜時,當(dāng)向一個方向運行時,該車輪啃軌道的一側(cè),當(dāng)反向運行時,又啃軌道另一側(cè),此現(xiàn)象較輕。如圖4所示,當(dāng)向一個方向運行時,車輪啃軌道的一側(cè),而反向運行時,同一車輪又啃軌道另一側(cè),此現(xiàn)象較為嚴(yán)重。
1.2 軌道
由于軌道安裝不正確、不符合安裝技術(shù)要求,而造成軌道跨度公差及2根軌道相同跨度標(biāo)高誤差超標(biāo)等,都能造成大車運行啃軌。
(1)軌道安裝質(zhì)量不合格,軌道水平彎曲過大(要求側(cè)面直線度誤差不大于2mm),超過跨度公差時,就會產(chǎn)生啃軌,這種啃軌在固定線段。
(2)軌道軌距過大時,外側(cè)輪緣啃軌;軌距過小時,內(nèi)側(cè)輪緣啃軌。
(3)2根軌道同一截面上的軌面高度差過大(柱子處不大于10mm,其它處不大于15mm),造成大車側(cè)移,超高側(cè)外側(cè)啃軌,另一側(cè)內(nèi)側(cè)啃軌。
(4)軌距一端大、一端小,2根軌道平行度超差。在這樣的軌道上運行時,輪緣與軌道間隙愈走愈小,直至內(nèi)側(cè)輪緣啃軌。
(5)軌道安裝墊板未壓實,不承載時軌道保持水平,承載時軌道下陷,造成啃軌。
1.3 橋架變形
橋機的橋架及基礎(chǔ)變形,必將引起車輪的歪斜和跨度大小的變化,從而導(dǎo)致大車運行啃軌。因橋架變形,促成端梁產(chǎn)生水平彎曲,造成車輪水平偏斜超差,這也是啃軌的主要原因。橋架的變形必然引起車輪的歪斜和跨度的變化,分析如下:
(1)橋架變形造成端梁水平彎曲,或?qū)蔷€長度超差(允許相差不大于5mm),跨度超差(允許±5mrn),會引起啃軌。造成車輪水平偏斜超差(允許不大于測量長度的1/1000),車輪寬度中心線與軌道中心線形成一夾角,兩主動輪同向偏斜,造成啃軌。
(2)橋架產(chǎn)生垂直變形,造成車輪垂直偏斜超差(允許偏差不大于測量長度的1/400),或安裝時超差,車輪的踏面中心線與鉛垂線產(chǎn)生夾角,改變了車輪的滾動半徑。當(dāng)一對主動車輪向同一方向垂直偏斜,且偏斜量相等時,則在空載時2車輪的運行半徑增大值相等,不會產(chǎn)生啃軌。但是承載后,一個車輪的垂直偏斜進一步增大,另一車輪垂直偏斜減少,形成2主動輪的滾動半徑不相等,車輪發(fā)生啃軌。
1.4 其它原因
(1)分別驅(qū)動的大車運行機構(gòu)中2臺電動機轉(zhuǎn)速不一致,導(dǎo)致左右車輪線速度的差異,造成車體跑偏啃軌。
(2)兩端聯(lián)軸器傳動間隙差過大,引起車輪不能同時驅(qū)動,造成啃軌。
(3)分別驅(qū)動的大車運行機構(gòu)2臺制動器,調(diào)整間隙不同,造成制動力矩不等,步調(diào)不一致。
(4)軌道頂面有油污、冰霜、雜物等,引起兩側(cè)車輪的行進速度不一樣時,必然引起車輪輪緣與軌道側(cè)面摩擦,即引起運行啃軌。
總之,造成“啃軌”的原因,有的是單一因素影響,有的是幾個因素同時作用綜合造成。所以,應(yīng)視其具體情況加以分析, 采取措施,綜合處理。
4 啃軌的修理
發(fā)現(xiàn)起重機“啃軌”以后,應(yīng)詳細(xì)檢查“啃軌”情況,并著重測量起重機主梁一拱度、旁彎度、大小車跨度、車輪水平偏斜,以及運行軌道的軌距偏差、水平高低相對偏差等項目尺寸,綜合分析,找出原因,指導(dǎo)維修單位確定修理方案。
4.1 車輪組修理及調(diào)整
(1)減小車輪直徑差:一對主動車輪直徑差超過其直徑的0.2%,被動輪超過0.5%時,應(yīng)重新加工成同一基本尺寸,其主動車輪與被動車輪的直徑差不應(yīng)超過3mm。在對車輪直徑、車輪傾斜、車輪跨距測量之后,對車輪直徑因磨損而不一致時,應(yīng)卸下車輪,輪翻車踏面,保證每個車輪直徑相等。
(2)車輪跨度、對角線和同位差的調(diào)整: 大車車輪跨度和對角線的偏差都應(yīng)不大于士7mm;小車車輪跨度和對角線的偏差都應(yīng)不大干士3mm,車輪同位差不應(yīng)超過2mm。調(diào)整時,可采取將車輪軸承的間隔環(huán)一邊減少,而另一邊相應(yīng)加大的方法,使車輪移動。或者將端梁變板上安裝軸承箱的螺栓孔擴大,將定位鍵移動,來調(diào)整車輪的跨度、對角線和同位差。
由于車輪而引起“啃軌”情況最為普遍,所以做好車輪的調(diào)整尤為重要。在運行軌道、橋架和傳動機構(gòu)基本符合技術(shù)要求或偏差不大時,調(diào)整車輪往往能有效的解決問題,有時調(diào)整一個車輪,可以同時解決車輪的水平傾斜、垂直傾斜、跨距和對角線差等幾個方面問題。所以應(yīng)仔細(xì)檢查分析,確定調(diào)整哪一個車輪機才能達(dá)到事半功倍效果。例如,主動輪與一套傳動機構(gòu)相聯(lián)接,因為調(diào)整主動輪工作量大,調(diào)整不好還會引起傳動機構(gòu)的變化,除必要外,應(yīng)選擇調(diào)整被動車輪為適宜。
4.2 軌道的調(diào)整或鋼軌更換
根據(jù)對大車運行軌道檢查測量結(jié)果,對軌道不直、軌距變化過大、兩條軌道相對高偏差過大的偏差過大的軌道,進行重新調(diào)整修復(fù),可根據(jù)不同情況分別處理。如相對標(biāo)高偏差太大時,則需分組采用鋼結(jié)構(gòu)加固處理。對于磨損過大的鋼軌則需要更新處理。軌道調(diào)整更換工程竣工時,必須重新測量,保證軌道修理質(zhì)量符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求后,進行軌道二次灌漿后才能投入使用。
4.3 橋架修理
在檢查中,確定由于主梁下沉使車輪跨度、車輪垂直度發(fā)生變化引起“啃軌”或脫軌時,如果主梁拱度仍在水平線以上時,則可通過移動車輪位置解決跨度及垂直度的偏差;但主梁空載下?lián)隙冗_(dá)跨度的1/1 500時,則應(yīng)修復(fù)主梁,達(dá)到糾正輪距的目的。
在主梁修復(fù)過程中,除保證有足夠拱度處,仍需保證旁彎值符合標(biāo)準(zhǔn)要求,以克服小車車輪的“啃軌”。
4.4 大車傳動機構(gòu)的調(diào)整
分別驅(qū)動的橋式起重機,兩組驅(qū)動機構(gòu)的軸承和制動器,其松緊程度應(yīng)調(diào)整成相同。如更換減速器和聯(lián)軸器傳動零件,宜兩邊同時更換。兩個大車的電機應(yīng)為同一型號同一參數(shù)。
“啃軌”是引起起重機不安全運行因素之一,但在起重機的設(shè)計、制造、安裝、維修、使用等方面,依據(jù)國家有關(guān)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)的要求,加強質(zhì)量監(jiān)督及安全監(jiān)察,就一定能減少或避免“啃軌”的發(fā)生,確保起重機的安全運行。
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