門式起重機支腿與下橫梁法蘭連接松動的分析

張慶豐，張鋮宏，吳 鋒，馬建蔚

（寧波市特種設(shè)備檢驗研究院，浙江寧波 315048）

門式起重機支腿與下橫梁法蘭連接松動的分析

張慶豐，張鋮宏，吳 鋒，馬建蔚

（寧波市特種設(shè)備檢驗研究院，浙江寧波 315048）

分析電動葫蘆門式起重機支腿與下橫梁法蘭連接松動的原因，提出相應(yīng)對策和措施，增加法蘭連接可靠性。

法蘭連接；支腿；下橫梁；松動

10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2017.05.36

0 前言

門式起重機支腿與下橫梁法蘭連接采用螺栓螺母連接，其可靠性對起重機的安全運行至關(guān)重要。在實際檢驗中，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)螺栓螺母安裝不規(guī)范的情況，如：缺少相應(yīng)的防松措施；預(yù)緊力不足；螺栓桿長度不足等。當(dāng)然，起重機實際的運行情況對法蘭螺栓螺母連接的可靠性有影響，例如：由于受到靜載荷、動載荷的相互作用，連接松動現(xiàn)象常有發(fā)生，給起重機運行帶來了安全隱患。法蘭連接松動致支腿和下橫梁受力不均，起重機運行不穩(wěn)，如果連接失效，將導(dǎo)致起重機傾覆、墜落，后果嚴(yán)重。

從防松措施、起重機工況、軌道基礎(chǔ)等方面對法蘭連接松動原因進(jìn)行全面分析，并從設(shè)計、制造、安裝、保養(yǎng)和檢測方面提出可行性建議，增加法蘭連接的可靠性。

1 設(shè)備基本情況

2016年11月，對余姚市呂增傳廢舊物資經(jīng)營部的1臺電動葫蘆門式起重機實施定期檢驗，發(fā)現(xiàn)該起重機主梁法蘭與下橫梁法蘭的所有連接螺栓螺母松動嚴(yán)重，螺栓傾斜。螺栓處于受剪狀態(tài)，而且大車運行啃軌，大車軌道松動嚴(yán)重，設(shè)備處于嚴(yán)重隱患狀態(tài)。起重機型號MH10-22A5Y，額定起重量10 t，起升速度為7 m/min，提升高度9 m，跨度22 m，大小車運行速度為20 m/min。

2 缺陷情況描述

該設(shè)備使用電磁吸盤吊運廢舊鋼鐵，為露天作業(yè)，工作環(huán)境惡劣，導(dǎo)致設(shè)備整體銹蝕嚴(yán)重。靜態(tài)檢驗中發(fā)現(xiàn)，主梁法蘭與下橫梁法蘭錯位（圖1），正常狀態(tài)應(yīng)該是2個法蘭重合（圖2）。進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)：①螺母已多數(shù)松動，部分螺母遠(yuǎn)離法蘭連接平面；②螺栓已處于傾斜狀態(tài)，螺栓受剪切作用，一旦螺栓斷裂后果不堪設(shè)想，特別是在起重機突然啟動或改變運行狀態(tài)時，螺栓受到撞擊剪切力更易被剪斷；③部分段大車軌道錯位、地基裂開（圖3），而且部分固定壓板松動，有的壓板甚至已經(jīng)斷裂（圖4）；④大車運行時有啃軌現(xiàn)象，導(dǎo)致大車車輪輪緣磨損嚴(yán)重、2輪緣厚度不均（相差2 mm），由于受到輪緣的擠壓，導(dǎo)致大車軌道接頭錯位，間隙嚴(yán)重超標(biāo)。

圖1 法蘭錯位

圖2 法蘭正常連接

圖3 軌道錯位基礎(chǔ)開裂

圖4 斷裂的軌道壓板

3 法蘭連接松動的原因分析

分析認(rèn)為，法蘭連接松動原因主要有4個。

（1）設(shè)備露天作業(yè)，防松彈墊銹蝕嚴(yán)重，防松失效，部分螺栓螺母連接本身就缺少防松措施。

（2）大車運行啃軌，有啟制動不均現(xiàn)象，并且起重機常掛用電磁吸盤，電磁吸盤的扭晃、振動更容易導(dǎo)致法蘭螺母螺栓連接松動。

（3）大車軌道松動嚴(yán)重，軌道不僅存在水平方向的松動，還有由于基礎(chǔ)裂開所產(chǎn)生的垂直方向的松動。軌道松動導(dǎo)致起重機運行不穩(wěn)，容易導(dǎo)致法蘭連接松動。分析認(rèn)為，軌道上的部分壓板斷裂。就是因為起重機運行到該壓板附近時，軌道產(chǎn)生垂直方向的位移，導(dǎo)致固定壓板突然受到向上的力，致使壓板在最薄弱點斷裂。

（4）大車軌道呈東西分布，對大車軌道同一截面高低差測量發(fā)現(xiàn)，西邊軌道高于東邊軌道約20 cm，導(dǎo)致西邊大車車輪外輪緣與軌道干涉，東邊大車車輪內(nèi)輪緣與軌道干涉（圖5），發(fā)生啃軌現(xiàn)象。起重機運行時，這種高低差使軌道持續(xù)受到橫向側(cè)面的擠壓，進(jìn)而導(dǎo)致軌道接頭錯位，地基裂開，基礎(chǔ)松動，影響軌道垂直方向的固定。當(dāng)起重機運行到壓板附近時，可能導(dǎo)致軌道上翹，固定壓板斷裂。

圖5 大車車輪

總而言之，法蘭連接松動有螺母螺栓本身連接不當(dāng)?shù)脑?，也有由于大車軌道高低差的原因?/p>

4 處理辦法及效果

（1）對所有法蘭連接螺栓螺母更換，并對法蘭連接表面進(jìn)行必要的磨平加工，采用雙螺母或者螺母+彈墊等防松措施，加合適的預(yù)緊力，重新連接法蘭。責(zé)令使用單位對連接定期檢查。

（2）加固軌道基礎(chǔ)及固定壓板，調(diào)整軌道基礎(chǔ)，消除軌道高低差，并且調(diào)整大車電機等，使起重機運行平穩(wěn)。

經(jīng)過法蘭加固及大車軌道校正、加固，起重機大車運行啃軌現(xiàn)象消失，運行平穩(wěn)。一年后，對該單位其余設(shè)備進(jìn)行定期檢驗時，發(fā)現(xiàn)該起重機運行平穩(wěn)，支腿與下橫梁法蘭螺栓連接可靠，未再發(fā)現(xiàn)松動現(xiàn)象。

5 對策與建議

其實不止是門式起重機支腿與橫梁法蘭連接松動常有發(fā)生，支腿與主梁法蘭連接、電動單梁主梁與端梁法蘭連接也常有松動現(xiàn)象產(chǎn)生。這就要求使用單位在各個環(huán)節(jié)重視法蘭連接的可靠性。

（1）法蘭連接采用普通螺栓連接時，一旦發(fā)生松動螺栓就會受到拉力和剪切力的雙重作用，因此可以采用螺栓+雙銷軸的連接方式。即在2法蘭處開2個孔，安裝2個銷軸，這樣螺栓只承受拉力作用，銷軸承受剪切力作用。同時，2個銷軸還可以起到裝配定位基準(zhǔn)的作用。

（2）采用高強度螺栓連接，可以增加兩法蘭表面間的摩擦力。

（3）安裝時施加合適的預(yù)緊力。若預(yù)緊力不足，2個法蘭將產(chǎn)生滑移，甚至導(dǎo)致連接失效。

（4）嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，使大小車軌道，大小車運行相關(guān)參數(shù)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

總之，起重機中的法蘭連接至關(guān)重要，只有在設(shè)計、制造、安裝和檢驗環(huán)節(jié)中嚴(yán)格把關(guān)，才能保證起重機的安全運行。

［1］宮本智.單梁起重機主梁與橫梁連接結(jié)構(gòu)［J］.起重機械運輸，1985，40（5）：6-9.

［2］傅建俊.重視電動葫蘆門式起重機支腿的檢驗［J］.中國高新技術(shù)企業(yè)，2012，40（7）：79-80.

［3］張志堅，全維軍，等.起重機法蘭連接常見問題與對策［J］.中國特種設(shè)備安全，2011（9）：47-50.

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〔編輯 吳建卿〕