國內(nèi)外起重機防啃軌相關技術概況

馬晶磊

（江蘇省特種設備安全監(jiān)督檢驗研究院，江蘇 南京210036）

0 引言

起重機車輪啃軌主要是指起重機在運行過程中，運行機構的車輪輪緣與軌道側(cè)面接觸，產(chǎn)生水平側(cè)向力，發(fā)生嚴重摩擦與磨損，使車輪輪緣快速磨損與變形。同時使軌道的側(cè)面也產(chǎn)生十分嚴重的磨損。通過對起重機的軌道、傳動系統(tǒng)及電氣系統(tǒng)的分析與改進，同時借鑒國外起重行業(yè)的先進方法可起到控制改善起重機的啃軌現(xiàn)象的作用。

1 國內(nèi)起重行業(yè)啃軌現(xiàn)象分析與改進

1.1 軌道缺陷分析與修復

目前而言，大部分國內(nèi)企業(yè)仍采用費工費時的機械修復的手段來解決起重機啃軌問題。

在處理由于軌道缺陷造成啃軌問題上，軌道在調(diào)整之前應當對其進行詳細的檢查與測量，并記錄相關的數(shù)據(jù)。檢查的內(nèi)容包括：①檢查鋼軌、螺栓、夾板有無裂紋、松脫和腐蝕。如發(fā)現(xiàn)裂紋應及時更換新件，如有其他缺陷應及修理。鋼軌上的裂紋可用線路軌道探傷器檢查。裂紋分為垂直于軌道的橫裂紋、順著軌道的縱向裂紋和斜向裂紋。如果產(chǎn)生較小的橫向裂紋，可采用魚尾板連接；斜向或縱向裂紋則要去掉有裂紋的部分，換上新軌道。②鋼軌頂面若有較小的疤痕或損傷時，可用電焊補平，再用砂輪修光。軌道面和側(cè)面磨損（單側(cè)）都不應超過3mm。 ③魚尾板的連接螺栓不得少于4個，一般應有6個。④起重機小車軌道每組墊鐵不應超過兩塊，長度不應小于100mm,寬度應比鋼軌底面寬10～20mm，兩組墊鐵間距不應小于200mm。墊鐵與軌道底面實際接觸面積不應小于名義面積的60%，局部間隙不應大于1mm(用塞尺檢查)。

根據(jù)上述檢查出的結(jié)果來決定下一步修理的具體方案。一般來說，如果軌道變形或磨損不是很嚴重的時候，可以進行局部調(diào)整軌道的方法來消除車輪啃軌現(xiàn)象。當軌道產(chǎn)生嚴重變形或磨損超標時，單純的調(diào)整軌道已不足以能夠解決問題了，只能通過更換軌道或增高軌道基礎等方法來達到目的。[1]

1.2 傳動系統(tǒng)缺陷分析與修復

在處理大小車傳動系統(tǒng)不同步問題上：①應對各傳動系統(tǒng)的進行必要的檢查：第一步：檢測兩側(cè)驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)速是否一致；第二步：排查各傳動機構中聯(lián)接軸的磨損情況、減速機齒輪的嚙合情況是否存在咬齒等故障、各傳動軸之間的配合安裝情況；第三步：確認制動器閘塊的調(diào)節(jié)情況。②傳動系統(tǒng)不同步的整治方法：首先，對兩側(cè)驅(qū)動電機進行測速試驗，若確認為電機問題，則應更換相同型號同一生產(chǎn)廠家的電機；其次，對于分別驅(qū)動的傳動系統(tǒng)，除了應保證零部件的安裝精度，嚙合完整度，更要避免新舊零件的同時使用，更換零部件時建議采用兩側(cè)同時更換的原則。最后，調(diào)節(jié)好制動器閘塊的間隙，保證制動的同步性。③對兩側(cè)驅(qū)動電機實現(xiàn)變頻調(diào)速，兩臺電機分別裝有增量式旋轉(zhuǎn)編碼器，在閉環(huán)控制系統(tǒng)中，以一側(cè)電機1的速度為目標速度，由對側(cè)電機2的變頻器收集安裝在電機1上編碼器傳輸?shù)拿}沖信號來調(diào)節(jié)以跟蹤電機1的速度。兩臺編碼器分別采集兩電機的速度脈沖信號，并送到PLC的高速計數(shù)口。PLC控制器再對兩信號進行處理分析，控制電機2的變頻器。因此，就可以保證電機2的速度隨電機1速度的變化而變化。兩側(cè)電機速度保持同步而避免啃軌現(xiàn)象發(fā)生。[2]

2 國外起重行業(yè)啃軌現(xiàn)象分析與改進

近年來隨著起重行業(yè)的日益發(fā)展，國外起重機在防啃軌問題研究上非常值得我們?nèi)W習。①利用PLC控制系統(tǒng)、變頻控制和傳感器技術，可實現(xiàn)準確調(diào)整控制車輪的運行速度，防止發(fā)生啃軌。該技術研究最為廣泛，較為常見的為加裝車輪行走自動監(jiān)視控制器，采用信號處理技術，PLC編程或者編碼器設計，所增加的一套控制系統(tǒng)是獨立于原整車電氣、機械運行基礎之上的?？刂葡到y(tǒng)通過監(jiān)測運行機構的運行狀態(tài)，自動識別啃軌狀態(tài)反饋信號，即在四個車輪后方不會被碰壞處安裝接收傳感器。安裝要求：車輪外緣應與傳感器的中心線處于一條直線上，與車輪保持50～100mm,與軌道壓面保持8～12mm為宜，當傳感器感應到車輪外緣距離外軌側(cè)5mm時開始工作，信號反饋到接收器中經(jīng)控制器處理后控制相對應的電機，通過調(diào)整電機轉(zhuǎn)速，使輪緣拉開與軌道距離，從而防止車輪啃軌，達到起重機自動控制的目的。在實際應用中由于工況惡劣或現(xiàn)場環(huán)境等問題，導致控制器的壽命縮短，使用效果差，不易操作。[3]②通過分析結(jié)果找出導致發(fā)生啃軌的誤差的原因，再應用全站儀或者激光測距儀測量起重機兩側(cè)對角線提高安裝調(diào)整精度，該技術主要是針對發(fā)生啃軌后的應急調(diào)整處理，費時費力且需要多人操作處理。③安全監(jiān)控和故障實時處理，如今國內(nèi)一些大型起重機和國外先進起重機上都裝有安全監(jiān)控系統(tǒng)。起重機械安全監(jiān)控管理系統(tǒng)是由六個基本單元組成，這六個基本單元歸納為三個主要過程：接受信息——處理信息——輸出信息。處理信息單元的是PLC主站和上位機，主要作用是進行信息的處理和儲存，并在司機室觸摸屏和上位機屏幕上顯示，并留有足夠的網(wǎng)口，作遠程監(jiān)控用。大型起重機上都采用了遠程監(jiān)控功能 （配置了無線網(wǎng)口——無線發(fā)送器——發(fā)送器的天線且設置在相對開闊的地方）。它是通過3G無線互聯(lián)網(wǎng)技術可以使全球范圍內(nèi)的任何用戶使用小型移動臺實現(xiàn)從陸地到海洋到衛(wèi)星的全球立體通信聯(lián)網(wǎng)。實現(xiàn)了起重機電控系統(tǒng)計算機圖形化監(jiān)控和故障跟蹤，對起重機的綜合日常運行和工作量的統(tǒng)計，可快速確定故障所在，極大提高故障排除時間。但此套設備價格昂貴，一般中小型起重機很少有安裝，且還在開發(fā)研究當中。

3 結(jié)束語

車輪啃軌的原因有很多，在實際工作中，要解決啃軌問題時，應該認真分析，仔細觀察找出原因。在設計時多借鑒國外先進的設計方法和應用理念，在安裝設備時保證安裝精度，這對起重機的安全使用和工程建設的施工安全具有非常重要的作用。

［1］GB/T 3811-2008起重機設計規(guī)范[S].

［2］強寶民,徐海群.橋式起重機運行機構同步性檢測方法[J].起重運輸機械,2013,2.

［3］沈?qū)W軍,彭楚武.采用PLC和變頻器對龍門起重機小車運行同步控制[J].建筑配電,2003,10.