YZR132M型起重機(jī)用大車電機(jī)斷軸的分析與解決

李虎　李陽

摘 要：分析了YZR132M型電動(dòng)機(jī)作為起重機(jī)大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)用產(chǎn)生斷軸事故的原因，從多種因素進(jìn)行分析，并把外在因素軌道安裝考慮單獨(dú)列出，指出了類似項(xiàng)目存在的弊端。為用戶和企業(yè)提供了參考依據(jù)，也提出了合理的解決方案。

關(guān)鍵詞：電動(dòng)機(jī)；斷軸事故；軌道安裝；解決方案

YZR132M型起重及冶金用三相異步電動(dòng)機(jī)是常用的起重機(jī)大車運(yùn)行成品配件，具有過載能力大和機(jī)械強(qiáng)度高的特點(diǎn)，在室外用的葫蘆門機(jī)上通常與ZSC400和ZSC600減速機(jī)配套使用。但是2014年底發(fā)生兩起YZR132M型電動(dòng)機(jī)斷軸事件，引起公司的高度重視，派專人現(xiàn)場考察，分析原因并進(jìn)行改進(jìn)，防止同樣事故的再次發(fā)生。

1.現(xiàn)狀

2014年12月15日，公司發(fā)往山西某公司的4臺(tái)雙主梁門機(jī)通過售后服務(wù)部反饋，有兩臺(tái)起重機(jī)大車運(yùn)行電機(jī)軸斷。起重機(jī)為MG80t，跨度24米，起升高度9米，運(yùn)行速度為20m/min，采用8輪4驅(qū)的設(shè)計(jì)理念。電機(jī)為YZR132M2-6/4KW，配ZSC600減速機(jī)使用。角箱輪通過聯(lián)軸器與減速機(jī)連接，減速機(jī)通過直徑為200mm的制動(dòng)輪聯(lián)軸器與電動(dòng)機(jī)連接。這種是常規(guī)的連接方式，已經(jīng)使用20多年的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式。

2.分析

針對突發(fā)現(xiàn)狀，公司派專人到現(xiàn)場考察，多方查證分析如下：

2.1設(shè)備現(xiàn)場使用將近一年，起重機(jī)設(shè)備被為2014年2月份發(fā)到現(xiàn)場，同一批設(shè)備4臺(tái)，使用環(huán)境相同。8輪4驅(qū)結(jié)構(gòu)，共計(jì)16臺(tái)電動(dòng)機(jī)，其中軌道的端部兩臺(tái)起重機(jī)電機(jī)軸自制動(dòng)輪處斷裂，起他處均無問題。經(jīng)測量大車運(yùn)行軌道，250米長的軌道呈八字形結(jié)構(gòu)，與跨度相差+15、-12mm，綜合誤差27mm。軌道跨中處誤差較小，兩端誤差較大，車輪輪緣處有明顯的磨損痕跡，正誤差處車輪外部輪緣磨損，負(fù)誤差處車輪內(nèi)部輪緣磨損。起重機(jī)啃軌運(yùn)行，增大摩擦力，增大電機(jī)輸出扭矩，是電動(dòng)機(jī)軸斷的部分原因。

2.2 20多年的裝配結(jié)構(gòu)不是很合理。雖然采用常規(guī)的減速機(jī)軸、半齒-制聯(lián)器、電動(dòng)機(jī)軸連接，但是半齒幾乎無可調(diào)節(jié)間隙。起重機(jī)啟動(dòng)、制動(dòng)時(shí)有一定的水平?jīng)_擊力，而半齒-制聯(lián)器無法緩解對電動(dòng)機(jī)軸的沖擊，電動(dòng)機(jī)軸受一定的彎矩，周而復(fù)始，會(huì)產(chǎn)生疲勞斷裂。

2.3YZR132M型電動(dòng)機(jī)為串電阻調(diào)速。在啟動(dòng)、制動(dòng)過程中具有較大的沖擊。起重機(jī)額定載荷為80t，在制動(dòng)時(shí)，慣性較大，制動(dòng)器完全抱閘與電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)不完全同步，對電動(dòng)機(jī)軸頭存在一定的扭轉(zhuǎn)作用。長時(shí)間的積累，也會(huì)產(chǎn)生疲勞斷裂。

2.4安裝時(shí)，減速機(jī)高速軸軸心、制聯(lián)器軸心、電動(dòng)機(jī)軸心必須在同一軸線上。減速機(jī)低速軸端軸心與車輪軸同心，通過底座固定。制動(dòng)器與制聯(lián)器同心，通過底座固定在地梁上，電動(dòng)機(jī)通過底座固定在地梁上。安裝誤差可能會(huì)造成不同心，長時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)，會(huì)產(chǎn)生疲勞斷裂。

3.改進(jìn)

針對以上分析的問題公司進(jìn)行整改如下：

3.1起重機(jī)大車運(yùn)行軌道的誤差會(huì)對起重機(jī)的整機(jī)運(yùn)行產(chǎn)生較大的影響。在國內(nèi)企業(yè)，大車運(yùn)行的軌道安裝往往有用方自制或委托第三方制作，對完工后的性能沒有引起總夠的重視，對數(shù)據(jù)檢測僅僅應(yīng)付了事。最終收損失的還是自己。起重機(jī)大車軌道的安裝必須按照GB/T10183.1-2010《起重機(jī) 車輪及大車和小車軌道公差第1部分：總則》執(zhí)行。起重機(jī)大車運(yùn)行軌道的跨度偏差、直線度、偏斜度、統(tǒng)一截面同位差、軌道對接接頭等等都需要嚴(yán)格的把關(guān)。但是，上述為不可控因素，這就要求公司起重機(jī)安裝人員必須對安裝現(xiàn)場起重機(jī)運(yùn)行軌道進(jìn)行檢測，合格后方可安裝起重機(jī)設(shè)備，否則嚴(yán)禁安裝，直至對軌道進(jìn)行調(diào)整符合標(biāo)準(zhǔn)為止。

3.2改變裝配結(jié)構(gòu)。減速機(jī)軸頭與電機(jī)軸頭中間采用雙齒聯(lián)軸器連接。電動(dòng)機(jī)為雙出軸，制動(dòng)器安裝在電動(dòng)機(jī)后方。雙齒聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)緊湊、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，具有一定角向及相對徑向位移補(bǔ)償能力。制動(dòng)器僅對電動(dòng)機(jī)進(jìn)行制動(dòng)，對電動(dòng)機(jī)和減速機(jī)軸頭無額外的彎矩影響。雖然在結(jié)構(gòu)形式上多半個(gè)雙齒，但是自理論角度上此種結(jié)構(gòu)形式更趨于合理。

3.3在技術(shù)交流或合同簽訂時(shí)，對于噸位一般大于50t的雙主梁門式起重機(jī)設(shè)備，大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)推薦采用變頻電機(jī)加變頻器，進(jìn)行變頻調(diào)速。變頻調(diào)速可達(dá)1：10的速度控制，啟動(dòng)、制動(dòng)平穩(wěn)，慣性不大、無較大的沖擊。

3.4在制作廠家組裝時(shí)，對制聯(lián)器測量同軸度，通過定制工裝保證減速機(jī)垂直固定，通過制動(dòng)器、電動(dòng)機(jī)底座銑面保證安裝精度。

4.結(jié)論

通過改進(jìn)措施的實(shí)施，近大半年來沒有類似事故發(fā)生。在起重機(jī)設(shè)計(jì)過程中，經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)不見得一定是最合理的，需要考慮多方面的因素。要充分了解用戶的使用環(huán)境和運(yùn)行狀況，以設(shè)計(jì)者的角度去推薦給用戶性價(jià)比最優(yōu)的方案。針對企業(yè)自制或委托第三方制作的大車軌道運(yùn)行，一定要替用戶嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，按照相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)、整改，為用戶負(fù)責(zé)，也為自己負(fù)責(zé)。本案例也為同類企業(yè)或項(xiàng)目提供參考依據(jù)，提高自身的綜合競爭力，獲得長遠(yuǎn)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]張質(zhì)文、王金諾等、起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊、第二版、中國鐵道出版社、2013GB/T10183.1-2010《起重機(jī) 車輪及大車和小車軌道公差第1部分：總則》