淺談起重機(jī)車輪調(diào)整參數(shù)與啃軌的關(guān)系

侯紅軍　盧秀芹

摘要：啃軌對(duì)起重機(jī)危害很大，易造成車輪軌道磨損，增加運(yùn)行阻力，電機(jī)負(fù)荷增大甚至燒毀等。因此，有效的解決啃軌問題，是延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命的重要方法，本文通過數(shù)學(xué)模型理論分析，進(jìn)行闡述車輪調(diào)整參數(shù)所導(dǎo)致的尺寸變化對(duì)啃軌的影響。

關(guān)鍵詞：橋、門式起重機(jī)；啃軌；車輪影響；常見故障；排除方法

前言：

什么是“啃軌”？

當(dāng)起重機(jī)在運(yùn)行中車輪與軌道產(chǎn)生橫向滑動(dòng)，車輪輪緣與軌道擠緊，增大了兩者之間的摩擦，致使輪緣和道軌磨損，這種現(xiàn)象就叫“啃軌”。起重機(jī)運(yùn)行時(shí)多少都會(huì)出現(xiàn)不同程度的啃軌現(xiàn)象，影響設(shè)備安全使用。因此，正確及時(shí)判斷是否出現(xiàn)啃軌故障，對(duì)提高設(shè)備利用率、降低維修費(fèi)用以及安全生產(chǎn)意義重大。

車輪啃軌對(duì)起重機(jī)危害很多，例如，車輪軌道磨損出現(xiàn)，縮短使用壽命，增加運(yùn)行阻力，影響減速機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，電機(jī)負(fù)荷增大，甚至出現(xiàn)燒電機(jī)，斷軸現(xiàn)象引起起重機(jī)震動(dòng)沖擊；嚴(yán)重時(shí)會(huì)使負(fù)荷擺動(dòng)過大，產(chǎn)生脫軌，發(fā)生人身或設(shè)備安全事故。

啃軌現(xiàn)象分析

1、啃軌現(xiàn)象的表現(xiàn)

1）道軌側(cè)面或車輪輪緣內(nèi)側(cè)有摩擦痕跡，嚴(yán)重時(shí)產(chǎn)生毛刺或掉鐵屑。

2）在短距內(nèi)輪緣與軌道間隙有明顯的變化。

3）車體產(chǎn)生偏斜車輪走偏，有響亮的啃軌聲。

4）啃軌嚴(yán)重時(shí)，會(huì)發(fā)出撞擊聲，甚至出現(xiàn)爬軌。

2、啃軌造成的后果

1）縮短車輪壽命。嚴(yán)重的只能使用1-2年，特別嚴(yán)重的僅使用1-3個(gè)月。

2）加快軌道的磨損?？熊壆a(chǎn)生的大側(cè)向力，能使軌道位置偏移。

3）增大運(yùn)行阻力，增加電機(jī)功率消耗和機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)負(fù)載。

啃軌原因分析

由于啃軌原因的多樣性，因此不可能進(jìn)行全面的解決與分析，因此我們從車輪方面的影響入手分析，來(lái)簡(jiǎn)單了解車輪幾何尺寸，位置對(duì)啃軌的影響程度。

1、主動(dòng)車輪輪徑不同

車輪的加工均有公差范圍，因此兩個(gè)主動(dòng)車輪輪徑存在加工誤差時(shí)，勢(shì)必存在加工誤差d，因此每轉(zhuǎn)一圈行走距離不等，直徑大的一側(cè)逐漸靠前，終使車體歪斜，從而產(chǎn)生啃軌。

以QD5-31.5 A5的產(chǎn)品為例，跨度31.5m，大車車輪直徑500mm（偏差范圍：-0.155mm-0nnn），小車軌距1.4m，小車車輪直徑250nnn（偏差范圍：-0.115mm-0nnn）。以誤差極限取值，車輪每轉(zhuǎn)一圈，大車（橋架）兩側(cè)車輪相差0.155π=0.4869mm，靠前量所形成的夾角α值為：tgα=0.4869/31500=0.15457/10000；同理計(jì)算，小車（架）兩側(cè)車輪相差0.115π=0.3613mm，靠前量所形成的夾角β值為：tgβ=0.3613/1400=2.58071/10000。

依據(jù)GB/T14405-2011，以M5-M7工作級(jí)別（鏜孔），取值范圍為：≤0.0004判斷，當(dāng)大車輪運(yùn)行超過3圈，小車輪運(yùn)行超過2圈即可抵消車輪的預(yù)設(shè)水平夾角而造成啃軌。

2、四個(gè)車輪的位置不當(dāng)

即四角不是矩形，同側(cè)兩車輪中心不在一條線上，無(wú)論時(shí)主動(dòng)輪還是被動(dòng)輪，車輪偏斜都會(huì)造成啃軌。

車輪呈平行四邊形，軌距相等，對(duì)角線D₁>D₂時(shí)，絕對(duì)矩形面積減小，車輪軌距尺寸同時(shí)變?。ɑ嗖蛔儯?，從而稀釋掉部分偏差，當(dāng)尺寸小于軌距的尺寸時(shí)，極易造成啃過，并且啃軌的位置在對(duì)角線較小的兩個(gè)車輪上。

車輪呈梯形，軌距不等，對(duì)角線D₁=D₂（或相近）時(shí)，同樣絕對(duì)矩形面積減小，車輪軌距以小尺寸為準(zhǔn)，當(dāng)尺寸小于軌距的位置時(shí)造成啃過，啃軌的位置在軌距較小的兩個(gè)車輪上；若此時(shí)兩主動(dòng)輪水平夾角不一致（或相差較大），則還會(huì)出現(xiàn)車架旋轉(zhuǎn)，最終軌距較大一端的一個(gè)車輪也會(huì)出現(xiàn)啃軌。

3、車輪的水平偏斜超差

車輪的水平偏斜，即踏面中心線與道軌中心線在水平面上形成的夾角。這是車輪速度V可以分解為兩個(gè)方向的速度，一個(gè)是平行于車輪道軌的速度Vx，此力使車輪向前運(yùn)行；另一個(gè)是垂直于車輪道軌的速度Vy，此力使車輪產(chǎn)生橫向滑動(dòng)，如果速度Vy過大，且沒有足夠的間隙來(lái)克服橫向滑動(dòng)的距離（如果在整條道軌上往返多次運(yùn)行后，任意位置時(shí)仍有間隙，且對(duì)稱時(shí)，則不會(huì)產(chǎn)生啃軌），則極易造成啃軌。

通常情況下，以跨度方向的兩個(gè)車輪夾角形成“/＼”、“＼/”、“||”三種，兩兩結(jié)合，可形成多種組合，本文以“內(nèi)八字”（主動(dòng)側(cè)、被動(dòng)側(cè)，車輪夾角均在內(nèi)側(cè)）為討論樣本。

當(dāng)夾角調(diào)整完畢后，夾角調(diào)整分別為：主動(dòng)車輪1為α₁、主動(dòng)車輪2為α₂、被動(dòng)車輪1為β₁、被動(dòng)車輪2為β₂（α為主動(dòng)軸，β為被動(dòng)軸；1、2各據(jù)一側(cè)）。根據(jù)α₁-α₂和β₁-β₂與“0”的關(guān)系（設(shè)差值>0、=0或者<0），計(jì)算產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)情況，最終總結(jié)有三種可能：

1）向一個(gè)方向平移；在往返運(yùn)動(dòng)后，由于側(cè)向力（合力）的作用，單沿車輪時(shí)，啃軌的位置在一側(cè)導(dǎo)軌的外側(cè)；雙沿車輪時(shí)，啃軌的位置在一側(cè)道軌的外側(cè)和另一側(cè)道軌的內(nèi)側(cè)，且同一軌道側(cè)的車輪同時(shí)啃軌（取決于車輪與軌道的間隙）。長(zhǎng)度由α₁-α₂或β₁-β₂的大小決定（由于兩個(gè)相差較小，故忽略差異，僅考略與“0”的大小差異）。運(yùn)行軌道測(cè)的軌距與車輪測(cè)的軌距差：S'=（B-b+△S）/2；啃軌長(zhǎng)度為：S-[S/tg（α₁-α₂]或S-[S/tg（β₁-β₂）]。

其中：△S：為車輪測(cè)量軌距偏差

B：為車輪厚度

b：為道軌頭寬尺寸

S：為運(yùn)行軌道長(zhǎng)度

2）以一軸中心為圓心旋轉(zhuǎn)；在往返運(yùn)動(dòng)后，由于側(cè)向力（合力）的作用，由于側(cè)向力（合力）的作用，單沿車輪時(shí)，啃軌的位置在一側(cè)導(dǎo)軌的外側(cè)；雙沿車輪時(shí)，啃軌的位置在一側(cè)道軌的外側(cè)和另一側(cè)道軌的內(nèi)側(cè)（同上），且非圓心軸（兩車輪夾角差不等于零的軸）的車輪啃軌，啃軌長(zhǎng)度，計(jì)算方法同上。

3）以車架中心為圓心旋轉(zhuǎn)。在往返運(yùn)動(dòng)后，由于側(cè)向力（合力）的作用，單沿車輪時(shí)，啃軌的位置在一側(cè)導(dǎo)軌的外側(cè)，而另一側(cè)道軌啃軌側(cè)在里面；雙沿車輪時(shí)，兩條道軌的兩側(cè)均有啃軌的痕跡。由于兩側(cè)（基距方向）車輪夾角差值相反，故啃軌長(zhǎng)度為：S-S'/tg[（α₁-α₂）+（β₁-β₂）]

其他啃軌現(xiàn)象

很多多種原因都能造成啃軌，因此不僅僅是只有上述問題造成的啃軌，更多的還是要結(jié)合實(shí)際工作現(xiàn)場(chǎng)解決，如：

1、裝配問題和加工誤差造成的啃軌

1）兩組車輪裝配松緊度不一致

2）兩側(cè)車輪傳動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速、減速機(jī)速比不同等

3）兩端機(jī)組制動(dòng)器調(diào)整的松緊度不同

4）安裝軌道的梁（機(jī)構(gòu)件）水平彎曲太大

2、操作不合理

1）經(jīng)常使用一側(cè)，使該側(cè)輪壓長(zhǎng)時(shí)間保持高位，致使阻力大

2）啟動(dòng)或停止操作過猛，使車輪空轉(zhuǎn)打滑

3、梁（機(jī)構(gòu)件）變形

1）主梁橋架旁彎、端梁水平彎曲、對(duì)角線長(zhǎng)度超差等

2）主梁橋架垂直下?lián)稀④囕喆怪逼背?/p>

總之，對(duì)待啃軌問題要不斷積累經(jīng)驗(yàn)，并結(jié)合實(shí)際情況，實(shí)際工況進(jìn)行調(diào)整，更多的還是依據(jù)個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)，因此對(duì)個(gè)人來(lái)說(shuō)，要不斷的學(xué)習(xí)，提升解決問題的能力。