25t抓斗橋式起重機(jī)異常振動(dòng)原因與處理

李曉波

（攀鋼礦業(yè)有限公司，四川 攀枝花 617063）

1 引言

25t抓斗橋式起重機(jī)是礦業(yè)有限公司選礦廠承擔(dān)精礦倉內(nèi)鐵精礦搬運(yùn)，以及將鐵精礦從精礦倉裝入火車車皮，完成裝車任務(wù)的主要設(shè)備（鐵精礦由鐵路運(yùn)輸至煉鐵廠），對(duì)鐵精礦的保供、裝運(yùn)有著十分重要的作用。

25t抓斗橋式起重機(jī)異常振動(dòng)，使起重機(jī)的工作性能降低，嚴(yán)重影響生產(chǎn)作業(yè)安全，進(jìn)一步引發(fā)機(jī)械故障，降低生產(chǎn)作業(yè)效率，導(dǎo)致作業(yè)成本大幅增加，制約了生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)發(fā)展。

針對(duì)五臺(tái)25t抓斗橋式起重機(jī)不同時(shí)期出現(xiàn)的異常振動(dòng)現(xiàn)象，從機(jī)械振動(dòng)基礎(chǔ)理論著手分析，尋找解決問題的理論依據(jù)，結(jié)合實(shí)際維修經(jīng)驗(yàn)，找準(zhǔn)機(jī)械產(chǎn)生異常振動(dòng)的根源，采取簡(jiǎn)單、實(shí)用的維修方法，較有效地解決了起重機(jī)的異常振動(dòng)，取得較好的工作效果。

2 抓斗橋式起重機(jī)異常振動(dòng)出現(xiàn)后的故障現(xiàn)象

起重機(jī)出現(xiàn)異常振動(dòng)后，對(duì)車體主要部位（大車車輪組、大車傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)）及操作方式進(jìn)行觀察、勘測(cè)，通常有以下現(xiàn)象出現(xiàn)。

2.1 大車車輪組

以2號(hào)起重機(jī)出現(xiàn)異常振動(dòng)為例，觀察其車輪工作狀況（抓斗橋式起重機(jī)車輪為雙輪緣），發(fā)現(xiàn)起重機(jī)在運(yùn)行過程中，在很短的距離內(nèi)，車輪輪緣與鋼軌側(cè)面間隙發(fā)生明顯改變，甚至擠緊、摩擦磨損，鋼軌側(cè)面有明亮的痕跡，在嚴(yán)重的痕跡上帶有毛刺；在靜止?fàn)顟B(tài)查看車輪情況，發(fā)現(xiàn)兩被動(dòng)輪內(nèi)外輪緣側(cè)均有亮斑并有毛刺，啃軌嚴(yán)重；兩主動(dòng)輪，司機(jī)室側(cè)主動(dòng)輪輪緣內(nèi)外側(cè)有亮斑，啃軌較輕，另一側(cè)主動(dòng)輪不啃軌。

針對(duì)以上現(xiàn)象，展開對(duì)車輪組檢測(cè)。

2.1.1 車輪垂直度偏差檢測(cè)

大車車輪垂直度偏差標(biāo)準(zhǔn)值為不大于車輪直徑的L／400（L為測(cè)量長(zhǎng)度），且車輪端面上邊應(yīng)偏向外側(cè)。

實(shí)測(cè)車輪垂直度偏差見表1。

表1 車輪垂直度偏差

2.1.2 車輪跨度偏差檢測(cè)

允許跨度極限偏差:（跨度要求S＝31500mm）

且∣S主－S被｜≤5mm

實(shí)測(cè)跨度偏差見圖1。

主動(dòng)輪一側(cè)跨度 S主＝31495mm

被動(dòng)輪一側(cè)跨度 S被＝31493mm

主動(dòng)輪一側(cè)跨度偏差:

被動(dòng)輪一側(cè)跨度偏差:

圖1 跨度偏差

2.1.3 對(duì)角線偏差檢測(cè)

允許對(duì)角線偏差:

2.1.4 車輪不同步檢測(cè)

以3#車為例，車體有走偏現(xiàn)象，振動(dòng)劇烈，在未發(fā)現(xiàn)其它異常現(xiàn)象情況下，對(duì)車輪不同步進(jìn)行檢測(cè)，在起重機(jī)靜止?fàn)顟B(tài)將四個(gè)大車輪同一位置做一標(biāo)記，讓其來回運(yùn)行一段距離后，查看標(biāo)記位置，其中一輪與其它三輪的標(biāo)記所處位置不一致。

2.2 大車傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

抓斗橋式起重機(jī)大車傳動(dòng)機(jī)構(gòu)屬分散驅(qū)動(dòng)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)主要由電機(jī)、制動(dòng)器、聯(lián)軸器、減速機(jī)組成，起重機(jī)出現(xiàn)異常振動(dòng)后對(duì)這幾部分進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)以下現(xiàn)象。

2.2.1 電機(jī)轉(zhuǎn)速

查看電機(jī)銘牌，兩主動(dòng)輪電機(jī)轉(zhuǎn)速均為710轉(zhuǎn)／分，經(jīng)測(cè)量，兩臺(tái)電機(jī)工作時(shí)轉(zhuǎn)速相差較大。

2.2.2 制動(dòng)器

制動(dòng)器打不開，或制動(dòng)不靈剎不住車。

2.2.3 聯(lián)軸器

大車傳動(dòng)機(jī)構(gòu)使用的是齒式聯(lián)軸器，將聯(lián)軸器一端固定，另一端用力瞬間來回轉(zhuǎn)動(dòng)，內(nèi)齒圈與軸頸松動(dòng)。

2.2.4 減速機(jī)

減速機(jī)底座緊固螺栓松動(dòng)、脫落，底座支承角鋼開焊。

將減速機(jī)低速軸端固定，用手盤動(dòng)高速軸端聯(lián)軸器，并用力使其瞬間反向轉(zhuǎn)動(dòng)，發(fā)現(xiàn)高速軸聯(lián)軸器接手與其相配合的高速軸軸頸產(chǎn)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。

2.3 鋼結(jié)構(gòu)部分

操作室、梯子、欄桿與橋式起重機(jī)主梁連接螺栓松動(dòng)，局部焊區(qū)有裂紋。

2.4 操作部分

操作時(shí)有反向制動(dòng)現(xiàn)象。

3 抓斗橋式起重機(jī)產(chǎn)生異常振動(dòng)的原因分析

根據(jù)起重機(jī)出現(xiàn)異常振動(dòng)后，對(duì)車身主要部位和操作方式勘察和檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析，造成異常振動(dòng)的原因如下:

3.1 大車車輪組

（1）根據(jù)表1、圖1實(shí)測(cè)結(jié)果分析，主、被動(dòng)輪垂直度、跨度偏差易造成車體歪斜啃軌，導(dǎo)致車輪輪緣與大車軌道磨擦，使起重機(jī)產(chǎn)生異常振動(dòng)。

（2）車輪不同步（將不同步的大車車輪分解，發(fā)現(xiàn)其軸承已損壞），車輪直徑不一致，導(dǎo)致車體歪斜、異常振動(dòng)。

3.2 大車傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

（1）主動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)其中有一臺(tái)單相或燒壞，致使工作時(shí)兩臺(tái)電機(jī)轉(zhuǎn)速不一致，兩主動(dòng)輪起動(dòng)、制動(dòng)、運(yùn)行速度不一致，車體扭擺產(chǎn)生異常振動(dòng)。

（2）與制動(dòng)器配套的液壓推動(dòng)器葉輪旋轉(zhuǎn)不靈、滾鍵、破損、電機(jī)燒壞，造成制動(dòng)器打不開；制動(dòng)瓦襯嚴(yán)重磨損，鉚釘裸露，造成制動(dòng)不靈，剎不住車；制動(dòng)器松緊度調(diào)節(jié)不一致，使起重機(jī)車體扭擺、異常振動(dòng)。

（3）齒式聯(lián)軸器外齒圈有滾鍵現(xiàn)象、致使起重機(jī)工作時(shí)兩側(cè)主動(dòng)輪不同步，車體異常振動(dòng)。

（4）減速機(jī)高速軸端聯(lián)軸器接手滾鍵，起動(dòng)、制動(dòng)時(shí)兩側(cè)大車輪不同步；齒輪磨損嚴(yán)重，側(cè)間隙過大；底座緊固螺栓松動(dòng)；底座支承結(jié)構(gòu)剛性差；致使減速機(jī)在橋架上聲響大、異常振動(dòng)大。

3.3 操作室、梯子、欄桿與橋式起重機(jī)主梁連接螺栓松動(dòng)，局部開焊，致使聯(lián)接剛度降低，起動(dòng)、制動(dòng)、運(yùn)行時(shí)，擺動(dòng)較大，導(dǎo)致起重機(jī)異常振動(dòng)。

3.4 因操作人員操作不當(dāng)，使用反向制動(dòng)，致使車體產(chǎn)生異常振動(dòng)。

抓斗橋式起重機(jī)大車車輪垂直度、跨度偏差產(chǎn)生的啃軌；傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中電機(jī)、減速器、制動(dòng)器、聯(lián)軸器松動(dòng)或者損壞；四輪不同步產(chǎn)生的車體扭擺；操作室、梯子、欄桿、連接松動(dòng)，擺動(dòng)大；反向制動(dòng)；這幾方面引起的振動(dòng)是起重機(jī)異常振動(dòng)的振源。當(dāng)其中一部分產(chǎn)生振動(dòng)的激振力的頻率與車體固有頻率相等或者接近時(shí)，產(chǎn)生共振，車體出現(xiàn)異常振動(dòng)。

4 消除抓斗橋式起重機(jī)異常振動(dòng)的處理措施

根據(jù)機(jī)械振動(dòng)的基礎(chǔ)理論，消除或減弱異常振動(dòng)的方法是消除或減弱振源的激振力，改變?cè)摷ふ窳Φ念l率，或者改變系統(tǒng)的固有頻率。結(jié)合產(chǎn)生異常振動(dòng)的原因分析和檢測(cè)數(shù)據(jù)，根據(jù)實(shí)際情況，采取以下措施:

4.1 大車車輪組調(diào)整

（1）按照標(biāo)準(zhǔn)值調(diào)整端面垂直度，消除其誤差對(duì)車體產(chǎn)生的異常振動(dòng)。

（2）車體跨度偏差的調(diào)整。保證車輪跨度偏差不超過允許范圍，同時(shí)調(diào)整過程中不應(yīng)造成車輪對(duì)角線偏差超標(biāo)，防止車體異常振動(dòng)。

（3）車輪直徑保持一致，更換軸承損壞的車輪，使各輪同步，消除車體歪斜產(chǎn)生的異常振動(dòng)。

4.2 大車傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

（1）更換燒壞的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，保證兩側(cè)主動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速一致；消除因電機(jī)轉(zhuǎn)速不同導(dǎo)致車體扭擺產(chǎn)生的異常振動(dòng)（對(duì)于分別驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，兩側(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)應(yīng)使用同一廠家生產(chǎn)的同一型號(hào)的電機(jī)）。

（2）將分別驅(qū)動(dòng)的兩側(cè)制動(dòng)器松緊調(diào)整到一致，更換嚴(yán)重磨損的瓦襯和損壞的液壓推動(dòng)器，消除車體扭擺產(chǎn)生的異常振動(dòng)。

（3）更換損壞的齒式聯(lián)軸器，保證主動(dòng)輪同步，消除車體異常振動(dòng)。

（4）更換減速機(jī)聯(lián)軸器接手和減速機(jī)零部件，或更換減速機(jī)、更換底座緊固螺栓、加固底座支承剛性，消除減速機(jī)對(duì)車體產(chǎn)生的聲響和異常振動(dòng)。

4.3 加固操作室

加固操作室、梯子、欄桿與橋式起重機(jī)主梁的連接剛度，消除擺動(dòng)對(duì)車體產(chǎn)生的異常振動(dòng)。

4.4 正確操作

消除反向制動(dòng)對(duì)車體產(chǎn)生的異常振動(dòng)。

5 結(jié)束語

機(jī)械振動(dòng)是運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備廣泛存在的一種現(xiàn)象，通常運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備都會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，而振動(dòng)的變化直接影響設(shè)備的工作狀態(tài)，特別是異常振動(dòng)的出現(xiàn)會(huì)嚴(yán)重影響起重機(jī)的工作狀況。

異常振動(dòng)對(duì)25t抓斗橋式起重機(jī)造成了較大的危害，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)作業(yè)安全，降低了起重機(jī)的工作性能，致使設(shè)備噪聲增大，零部件加劇磨損，甚至報(bào)廢，導(dǎo)致生產(chǎn)作業(yè)成本大幅度地增加。針對(duì)異常振動(dòng)產(chǎn)生時(shí)車體各部故障現(xiàn)象，對(duì)主要部件進(jìn)行檢測(cè)、分析，發(fā)現(xiàn)大車車輪組的垂直度和跨度誤差和車輪不同步產(chǎn)生的啃軌，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中電機(jī)、減速器、制動(dòng)器、聯(lián)軸器松動(dòng)或者損壞；操作室、梯子和欄桿與主梁連接剛度降低產(chǎn)生的擺動(dòng)；以及操作方式不當(dāng)，是起重機(jī)異常振動(dòng)的振源。針對(duì)每一振源，采取了切實(shí)有效的維修方法，達(dá)到了消除振源或減弱振源激振力、改變激振力頻率、改變系統(tǒng)固有頻率的效果，消除了起重機(jī)的異常振動(dòng)，防止因異常振動(dòng)進(jìn)一步引發(fā)的機(jī)械故障，保障設(shè)備良好運(yùn)行，確保生產(chǎn)工作的順利進(jìn)行，同時(shí)也為企業(yè)節(jié)約了生產(chǎn)成本。

［1］張青，王曉偉.起重機(jī)構(gòu)造與使用維修手冊(cè)［M］.化學(xué)工業(yè)出版社，2011.

［2］聞邦椿.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè):第3卷［M］.機(jī)械工業(yè)出版社，2010.

［3］郭云白.橋架類起重機(jī)安裝維修安全技術(shù)［M］.河南科學(xué)技術(shù)出版社，2009.