論通用橋門式起重機小車架的一個設(shè)計缺陷

顏朝友

（福建省特種設(shè)備檢驗研究院，福建 福州350008）

0 引言

隨著工業(yè)發(fā)展，起重機械越來越成為工業(yè)生產(chǎn)不可缺少的設(shè)備，而橋門式起重機作為最常用的起重機，在工廠企業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。但由于我國起重機制造業(yè)設(shè)計思想較為落后，很多起重機生產(chǎn)企業(yè)沒有考慮到通用橋門式起重機小車架上有一個設(shè)計缺陷，即小車架上起重機卷筒排繩處一塊加強板經(jīng)常與起重機鋼絲繩刮擦，磨出繩槽，嚴重時鋼絲繩甚至被磨斷，不僅影響了起重機小車架的整體強度，而且起重機鋼絲繩因與該加強板刮擦而容易斷絲斷股，也嚴重影響了起重機的整體安全性和經(jīng)濟性。因此，本文就小車架上這個缺陷進行分析和研究，旨在引起起重機設(shè)計制造單位、使用單位及檢驗機構(gòu)注意，達到消除缺陷的目的。

1 小車架的主要結(jié)構(gòu)

小車架是支撐和安裝起升機構(gòu)和小車運行機構(gòu)的機構(gòu)，要求有足夠的強度和一定的剛度，且重量輕。在保證強度和剛度足夠的前提下，減輕重量對于降低小車的輪壓及減輕橋架負載、節(jié)約鋼材等都有一定的意義。目前我國制造的通用橋門式起重機小車屬于四支點形式，小車架采用鋼板焊接，主要用于支撐和安裝橋式起重機的起升機構(gòu)和小車運行機構(gòu)，其主要結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括2根順著小車軌道的縱梁和2根或數(shù)根與之相垂直的橫梁。縱梁支承在車輪的軸承上，橫梁與縱梁焊在一起，形成一剛性整體。為了保證機構(gòu)強度，通常小車架橫梁中間焊接有加強板。

圖1 通用橋門式起重機小車架主要結(jié)構(gòu)圖

2 使用過程中發(fā)現(xiàn)的缺陷及原因分析

2.1 發(fā)現(xiàn)的缺陷

檢驗人員在多家使用單位的多臺通用橋門式起重機檢驗過程中發(fā)現(xiàn)，起重機小車架上橫梁中間排繩位置的加強板容易被磨出繩槽（圖2），嚴重的甚至被磨穿，從而影響了起重機小車架的整體結(jié)構(gòu)強度和剛度。同時，起重機鋼絲繩與加強板之間金屬與金屬摩擦，鋼絲繩容易發(fā)生斷絲斷股，影響其使用壽命，造成鋼絲繩更換頻率加快。

圖2 加強板被磨出繩槽

2.2 缺陷原因分析

引起該缺陷的主要原因如下：（1）設(shè)計不合理，如圖3（a）所示，應(yīng)該在強度和剛度設(shè)計計算中不考慮使用該加強板。（2）起重機使用過程中歪拉斜吊，如圖3（b）所示，或操作不當(dāng)以及大車快速制動引起重物晃動，導(dǎo)致起升鋼絲繩與加強板發(fā)生刮擦。隨著時間增加，刮擦次數(shù)增多，該加強板被漸漸磨出繩槽，甚至被磨穿。（3）卷筒上鋼絲繩過長，導(dǎo)致鋼絲繩排繩位置與加強板距離過近，如圖3（c）所示，隨著重物提升，起重機鋼絲繩不可避免地與該加強板發(fā)生刮擦。（4）加強板設(shè)置不當(dāng)，部分起重機加強板加工成大T字形狀，導(dǎo)致其更容易與起升鋼絲繩刮擦。

圖3 起重機運行工況

3 改進方法和使用注意點

該缺陷大量存在，嚴重影響了起重機小車架整體強度和剛度，特別是縮短了起重機鋼絲繩壽命，導(dǎo)致了危險的存在，因而必須加以改進。（1）首先從設(shè)計制造上必須取消在小車架上布置該加強板。為了不影響起重機小車架強度和剛度，在小車架設(shè)計制造上，就要考慮增加橫梁和縱梁的尺寸和鋼板厚度，而筆者也發(fā)現(xiàn)了一些新出廠的通用橋門式起重機小車架已經(jīng)沒有了加強板。（2）使用過程中，首先是要避免吊裝過程中存在的歪拉斜吊，特別是起重機司機操作時，要避免大小車的急速制動，從而避免重物嚴重晃動，導(dǎo)致起升鋼絲繩與加強板刮擦。（3）更換鋼絲繩時，要避免卷筒上鋼絲繩纏繞過多，導(dǎo)致鋼絲繩端部排繩位置與加強板位置過近。（4）對于加強板已經(jīng)被磨損甚至磨穿的起重機小車架，首先可以與制造企業(yè)聯(lián)系，查詢起重機小車架設(shè)計制造時安全系統(tǒng)是否留有余量，是否可以取消此處加強板。圖4是某企業(yè)自己對該加強板的改進方法：在該加強板下部割出繩槽位置，重物晃動時，鋼絲繩恰好在繩槽位置自由貫穿，避免刮擦；同時加強上部位置結(jié)構(gòu)，取得了較好的效果。（5）起重機使用單位維修人員需在日常檢查過程中對此處加強板進行重點檢查，避免由于刮擦導(dǎo)致加強板被磨穿。另外，還要加強對鋼絲繩的日常檢查。

圖4 企業(yè)自制改進方法

4 檢驗注意點

由于該結(jié)構(gòu)的小車架在現(xiàn)存橋門式起重機中大量存在，因此對于起重機檢驗人員來講，必須在檢驗時予以重視，要告知使用單位負責(zé)人需加強此處加強板和鋼絲繩的日常檢查。由于使用單位在更換鋼絲繩時往往會增加鋼絲繩長度，以便在前端鋼絲繩斷絲斷股時截短，繼續(xù)使用后端鋼絲繩，這樣就會導(dǎo)致卷筒上鋼絲繩過多，鋼絲繩排繩位置與加強板過近，從而造成鋼絲繩與加強板刮擦。因此，要讓使用單位維修人員知道，卷筒上鋼絲繩布置過多不會延長鋼絲繩壽命，由于有加強板存在，反而更容易讓鋼絲繩壽命縮短。

5 結(jié)語

現(xiàn)存橋門式起重機小車架中存在的加強板與鋼絲繩刮擦的設(shè)計缺陷，會影響起重機小車架整體結(jié)構(gòu)強度和剛度，特別是起重機鋼絲繩，其會由于刮擦導(dǎo)致斷絲斷股加速，從而造成嚴重的安全隱患。因此，對該缺陷必須予以重視，通過設(shè)計制造、使用以及檢驗等多個環(huán)節(jié)來避免和消除。

［1］王福綿.起重機械技術(shù)檢驗［M］.北京：學(xué)苑出版社，2000

［2］GB／T26477.1—2011 起重機車輪和相關(guān)小車承軌結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算 第1部分［S］

［3］GB／T3811—2008 起重機設(shè)計規(guī)范［S］