橋式起重機(jī)大車啃軌原因及變頻器故障診斷

劉衛(wèi)國 王志橋

摘 要：橋式起重機(jī)運(yùn)行一段時(shí)間后都會(huì)出現(xiàn)不同程度的大車啃軌現(xiàn)象，啃軌現(xiàn)象的存在，常常會(huì)使設(shè)備出現(xiàn)故障，給大車運(yùn)行帶來安全隱患，為了解決橋式起重機(jī)大車在運(yùn)行中出現(xiàn)的啃軌現(xiàn)象，該文從車輪、軌道、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等幾個(gè)方面進(jìn)行分析，闡述了造成啃軌和啃軌引發(fā)故障的真正原因。

關(guān)鍵詞：橋式起重機(jī) ?啃軌 ?變頻器故障 ?測量 ?調(diào)整

中圖分類號(hào)：TH215 ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）10（c）-0122-02

橋式起重機(jī)被稱為天車或者行車，在礦山、設(shè)備制造等行業(yè)被廣泛使用，主要是由金屬結(jié)構(gòu)組成的雙梁橋架，機(jī)械零部件組成的起升機(jī)構(gòu)和大、小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)以及電氣設(shè)備組成。煤制油項(xiàng)目大件組裝廠主要負(fù)責(zé)超限設(shè)備制造工作任務(wù)，目前有起重機(jī)26臺(tái)，其中橋式起重機(jī)12臺(tái)，由于超限設(shè)備制造工作中設(shè)備吊裝、組對(duì)焊接工作量較多，使用非常頻繁，加上吊裝的筒體重量大，使用一段時(shí)間后，都不同程度的出現(xiàn)了大車啃軌現(xiàn)象，尤其是年限較早的行車，啃軌現(xiàn)象嚴(yán)重，經(jīng)常出現(xiàn)設(shè)備故障，增加了設(shè)備維修工作量，對(duì)生產(chǎn)帶來很大影響。針對(duì)這一現(xiàn)象，筆者從理論上對(duì)啃軌原因和形式進(jìn)行了分析，從而提出了維修改進(jìn)措施。

1 什么是啃軌

起重機(jī)在運(yùn)行中，由于多種原因常出現(xiàn)軸向移動(dòng)或軸向歪斜，從而使車輪與軌道側(cè)面接觸摩擦，受到輪緣與軌道構(gòu)成的約束。一般情況下，橋式起重機(jī)大車車輪踏面寬度比軌道寬度大，一般設(shè)計(jì)最大為30～40 mm，車輪在踏面中間運(yùn)行，車輪輪緣與軌道之間保持一定的間隙，但是由于某些原因出現(xiàn)車輪軸向移動(dòng)或軸向歪斜，使車輪不在踏面中間運(yùn)行，運(yùn)行機(jī)構(gòu)的大車或小車的車輪輪緣與軌道頭側(cè)面接觸，產(chǎn)生水平側(cè)向力，發(fā)生嚴(yán)重摩擦，致使輪緣很快磨損和變形，同時(shí)使軌道的側(cè)面也產(chǎn)生嚴(yán)重的磨損，這種現(xiàn)象稱為啃軌。

2 判斷啃軌的條件

一般啃軌主要通過聽、看來判斷，簡單概括就是“一聽和二看”。一聽，主要聽大車運(yùn)行時(shí)有沒有明顯“嘶嘶”或“吭吭”聲，二看就是一要看起重機(jī)在行駛時(shí)，在短距離內(nèi)輪緣與軌道間隙是否有明顯的改變，特別是在啟動(dòng)和制動(dòng)時(shí)，是否存在車體走偏扭擺，車輪偏離軌道中心現(xiàn)象;二要看軌道側(cè)面和車輪輪緣內(nèi)側(cè)是否有斑痕，軌道兩側(cè)是否有掉落的鐵沫。根據(jù)這些條件可初步判斷大車是否啃軌。

3 大車行走啃軌原因分析

在正常情況下，車輪在踏面中間運(yùn)行，車輪是不會(huì)啃軌的，但是由于某些原因出現(xiàn)車輪軸向移動(dòng)或軸向歪斜，使車輪不在踏面中間運(yùn)行，造成輪緣與軌道側(cè)面強(qiáng)行接觸擠壓，造成啃軌?？熊壍脑蛴泻芏啵械氖擒壍绬栴}，有的是車輪問題，還有的是電機(jī)問題，下面就從這三個(gè)方面給予分析說明。

3.1 軌道問題，車輪位置符合安裝要求

（1）軌道軌距跨度超過國家標(biāo)準(zhǔn)要求，國家標(biāo)準(zhǔn)允許軌距跨度偏差為±5 mm，當(dāng)軌道軌距過大時(shí)，外側(cè)輪緣啃軌;軌距過小時(shí)，內(nèi)側(cè)輪緣啃軌。

（2）兩根軌道同一截面上的軌面高度差過大，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。

（3）軌距偏差過大和兩根軌道高度差過大兩種問題同時(shí)存在的情況。

3.2 車輪問題，軌道符合安裝和國標(biāo)要求

（1）起重機(jī)長時(shí)間使用磨損不均勻造成主動(dòng)輪直徑不相等，起重機(jī)運(yùn)行時(shí)，在相同的轉(zhuǎn)速下，左右兩側(cè)的行程不相等，產(chǎn)生車體走偏啃軌。

（2）起重機(jī)前后車輪安裝位置不正確或長時(shí)間運(yùn)行，車輪位置發(fā)生變化，也容易造成啃軌，以下以4個(gè)車輪為例（現(xiàn)場橋式起重機(jī)多為8輪或16輪），分析如下。

①4個(gè)車輪的位置不是矩形，而是平行四邊形或者梯形。同側(cè)車輪中心線與軌道中心線不在一條直線上，車輪偏斜，這時(shí)就會(huì)造成啃軌。

如圖1所示，僅以平行四邊形為例（梯形與之類似），豎向長虛線代表軌道，車輪位置呈平行四邊形，對(duì)角線位置車輪內(nèi)外側(cè)啃軌。

②車輪在水平面內(nèi)的位置偏差造成的啃軌。

如圖2所示，豎向長虛線代表軌道，車輪有偏斜時(shí)，當(dāng)向一個(gè)方向運(yùn)行時(shí)該車輪啃軌道的一側(cè)，反方向運(yùn)行時(shí)以啃軌道另一側(cè)。

車輪與軌道的相對(duì)歪斜是導(dǎo)致啃軌最常見的原因。車輪的歪斜可分成兩種：水平歪斜和垂直歪斜，如圖3所示。

圖3（a）中車輪的縱向中心線對(duì)軌道側(cè)面不平行。圖3（b）中車輪對(duì)軌道頂面有一個(gè)垂直歪斜量。當(dāng)水平歪斜和垂直歪斜達(dá)到一定程度時(shí)，都會(huì)出現(xiàn)啃軌。

綜上所述，若要保證大車不啃軌，必須同時(shí)具備兩個(gè)基本條件：一是軌道是矩形，且在同一截面內(nèi)的軌距偏差、軌道直線度和高度差必須符合國家標(biāo)準(zhǔn);二是多個(gè)車輪安裝直線度要與軌道保持平行，且每個(gè)車輪的中心線在水平、垂直平面內(nèi)不應(yīng)存在偏斜。

3.3 其他原因

（1）大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)中電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不一樣，導(dǎo)致左右車輪線速度不一樣，造成車體跑偏啃軌。

（2）大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)中制動(dòng)器，調(diào)整間隙不符合要求，造成制動(dòng)力矩不等或制動(dòng)器未完全打開，步調(diào)不一致，同樣也會(huì)造成啃軌。

4 現(xiàn)場問題分析診斷

筆者所在廠1#廠房內(nèi)一臺(tái)250t橋式起重機(jī)，跨度為34 m，大車行走電動(dòng)機(jī)和制動(dòng)器為一拖四同步一體電動(dòng)機(jī)，2015年5月，起重機(jī)大車在啟動(dòng)時(shí)或運(yùn)行一段時(shí)間后，頻繁出現(xiàn)電動(dòng)機(jī)制動(dòng)器壓力盤吸合，車體走偏扭擺現(xiàn)象，無法正常使用，西門子ACS800變頻器提示2310故障，故障代碼表示電動(dòng)機(jī)過流保護(hù)。隨后筆者對(duì)大車軌道和4個(gè)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)大車軌道兩側(cè)存在少量鐵屑，大車東南側(cè)電動(dòng)機(jī)制動(dòng)器壓力盤與電磁線圈工作間隙過大，約為5 mm（允許工作間隙為0.3～1.2 mm），維修人員將間隙調(diào)整后，行車重新啟動(dòng)，問題仍然存在，經(jīng)過分析，筆者認(rèn)為造成過流保護(hù)的原因是由于軌道啃軌所導(dǎo)致，之后對(duì)軌道進(jìn)行測量，測量結(jié)果如下。

（1）兩條軌道高度差過大，最大偏差18 mm，如圖4。

（2）兩條軌道軌距跨度偏差較大，最大軌距為34012 mm，最小軌距為33989 mm。

測量結(jié)果顯示，大車軌距偏差和高度差均造成啃軌影響行車運(yùn)行，隨后筆者立即對(duì)軌道進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整完成后，啃軌現(xiàn)象消失，電動(dòng)機(jī)過流保護(hù)現(xiàn)象消除。

5 結(jié)語

起重機(jī)大車啃軌是常見的現(xiàn)象，在日常工作中，常常會(huì)遇到啃軌問題以及啃軌引發(fā)的其他故障，無論什么故障，都要認(rèn)真分析研究，找出產(chǎn)生啃軌和啃軌引發(fā)故障的真正原因，對(duì)癥下藥，采取措施，進(jìn)而消除故障。另外，還要做好橋式起重機(jī)的日常維護(hù)保養(yǎng)工作，加強(qiáng)日常巡檢和檢查，為設(shè)備長周期運(yùn)行打好堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1] GB 6067.5-2014起重機(jī)械安全規(guī)程 第5部分：橋式和門式起重機(jī)[S].

[2] 起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：中國鐵道出版社，2013.

[3] 史向東.橋式起重機(jī)大小車軌道啃軌的檢測分析與研究[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2010（5）：267-268.