淺談電動單梁起重機(jī)的噪音問題及解決方案

孔曉波，徐其淼

（安徽省特種設(shè)備檢測院，安徽 230000）

起重機(jī)是橫架于車間、倉庫上方，用來吊運(yùn)各種物體的機(jī)械設(shè)備，通常稱為“天車”、“行車”或“吊車”。電動單梁起重機(jī)又是在是機(jī)械工業(yè)、冶金工業(yè)和化學(xué)工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一種起重機(jī)械，對企業(yè)的健康持續(xù)發(fā)展有著不可替代的作用。根據(jù)JB/T 1306-2008 《電動單梁起重機(jī)》第4．4．2條起重機(jī)的聲壓級噪聲不應(yīng)大于85dB(A)。為了保證起重機(jī)能舒適、安全、有效的發(fā)揮作用，科學(xué)的分析噪聲產(chǎn)生的原因并有針對性的做好預(yù)防、修理和改進(jìn)工作十分必要。電動單梁起重機(jī)噪音產(chǎn)生的原因主要出現(xiàn)在啟動、制動的瞬間和運(yùn)行過程中。噪聲出現(xiàn)部位較多的位置主要有起重機(jī)運(yùn)行驅(qū)動部位、電動葫蘆運(yùn)行和升降部位。下面分別就上面三個(gè)部位分析原因。

起重機(jī)運(yùn)行驅(qū)動部分。一般電動單梁起重機(jī)運(yùn)行結(jié)構(gòu)是三合一結(jié)構(gòu)，原理是電動機(jī)連接減速機(jī)，減速機(jī)輸出軸與車輪上開式齒輪嚙合驅(qū)動起重機(jī)。起重機(jī)通電啟動時(shí)可能會出現(xiàn)下列噪音：（1）電動機(jī)噪音。啟動時(shí)一般電流很大，起動電流能達(dá)到額定電流的4～7倍，電動機(jī)本身會產(chǎn)生較大的噪音。制動時(shí)，制動輪與摩擦片接觸不均勻造成制動異響。（2）齒輪噪音。嚙合的齒輪由于制造精度較低或者裝配有誤差，起始傳動時(shí)齒與齒之間的間隙也會產(chǎn)生噪音，特別是電動單梁常用的開式齒輪傳動，在向反方向驅(qū)動時(shí)會有一個(gè)間隙填補(bǔ)的瞬間會產(chǎn)生噪音。開式齒輪無潤滑油，齒輪間無油膜附著，這樣在嚙合時(shí)也是產(chǎn)生噪音的方面。（3）車輪摩擦噪音。車輪踏面在軌道上打滑產(chǎn)生噪音和車輪輪緣與軌道的側(cè)面的摩擦產(chǎn)生的噪音。這是單梁起重機(jī)最為主要的噪音來源。單梁起重機(jī)驅(qū)動電機(jī)大多采用低成本的所謂“硬驅(qū)動電機(jī)”，起重時(shí)大扭矩直接輸出傳遞到車輪上，但同時(shí)鋼制的車輪和軌道摩擦系數(shù)相對較小，起動力大于車輪與軌道的摩擦力。車輪啟動瞬間會在軌道上打滑產(chǎn)生金屬摩擦噪音。同時(shí)兩邊的驅(qū)動不同步造成整個(gè)起重機(jī)結(jié)構(gòu)抖動和起重機(jī)瞬時(shí)起動偏斜，單邊車輪輪緣與軌道側(cè)邊摩擦產(chǎn)生噪音。制動時(shí)，由于摩擦力不足，起重機(jī)巨大的慣性使得車輪制停后還在軌道上直接滑動產(chǎn)生異響。（4）安裝、制造不規(guī)范造成的噪音。制造時(shí)，端梁出前后車輪直線度差，可能產(chǎn)生車輪中有一個(gè)或多個(gè)車輪輪緣與軌道側(cè)邊始終摩擦的現(xiàn)象。安裝時(shí)未調(diào)整起重機(jī)車輪踏面在同一水平面或者全長的軌道直線度、高低差、兩軌道的水平度超標(biāo)，造成“三條腿”，起動時(shí)有一個(gè)驅(qū)動輪懸空造成打滑產(chǎn)生噪音，或者兩側(cè)的軌道不在一個(gè)水平面上，起重機(jī)運(yùn)行時(shí)始終有一側(cè)輪緣與軌道側(cè)面摩擦產(chǎn)生噪音。電動葫蘆運(yùn)行機(jī)構(gòu)產(chǎn)生噪音。電動葫蘆運(yùn)行機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，采用類似于起重機(jī)驅(qū)動裝置所采用的三合一結(jié)構(gòu)，電動機(jī)連接減速機(jī)通過車輪的外齒輪驅(qū)動。它產(chǎn)生噪音主要是電動機(jī)運(yùn)行噪音和起動時(shí)葫蘆處的車輪與軌道摩擦噪聲。原因與起重機(jī)運(yùn)行驅(qū)動部分相似。電動葫蘆起升、下降的噪音主要是制動器打開、閉合的噪音和電動機(jī)運(yùn)行噪音。

分析以上幾種噪音產(chǎn)生的原因，噪音產(chǎn)生主要?dú)w為以下三類并有針對的降低，第一類電動機(jī)運(yùn)行本身產(chǎn)生的噪音，這種噪音降低的方式主要有安裝靜音電動機(jī)，從根本上解決噪音問題。第二類噪音主要是車輪與軌道的摩擦噪音。這類噪音主要是減小起動扭矩、起動轉(zhuǎn)速、增加車輪和軌道間的摩擦力、提高起重機(jī)的加工精度和安裝質(zhì)量。解決方式主要采用大速比的驅(qū)動裝置降低轉(zhuǎn)速、增加調(diào)速裝置采用變頻裝置調(diào)低起動轉(zhuǎn)速、采用帶晶閘管調(diào)速的電動機(jī)、增加車輪踏面寬度和軌道頂面的寬度以增加摩擦面積增大摩擦力、嚴(yán)把起重機(jī)的制作和安裝質(zhì)量關(guān)。起重機(jī)制作端板、轉(zhuǎn)子、機(jī)殼間的積料導(dǎo)致星型給料器卡死成因如圖1所示。

圖1

2.2 給料不均

通過跟蹤觀察，在星型給料器給料不均時(shí)，在皮帶工作面上堆積的礦粉呈波浪狀，高峰與低谷相差50mm左右，同時(shí)皮帶計(jì)量稱上會出現(xiàn)無料現(xiàn)象，并伴有空氣泡吹灰現(xiàn)象，分析認(rèn)為星型給料器轉(zhuǎn)動過程中、隨磷礦粉的快速進(jìn)入，星型給料器扇區(qū)間空氣排出時(shí)形成吹灰現(xiàn)象，轉(zhuǎn)子扇區(qū)積存的空氣會降低轉(zhuǎn)子扇區(qū)的磷礦粉容量。

3 改善維修措施

3.1 卡阻的改善維修措施

（1）針對上工序帶來的鋼件，在錐形料倉前的輸送設(shè)備下料口處增加電磁除鐵器，使鋼件在進(jìn)入料倉前就被電磁除鐵器吸走，電磁除鐵器上的鋼件定期清理。

（2）針對磷礦粉會進(jìn)入到端板、機(jī)殼、轉(zhuǎn)子間隙內(nèi)，導(dǎo)致星型給料器卡死進(jìn)行設(shè)結(jié)構(gòu)改進(jìn)。在對星型給料器所有安裝尺寸不進(jìn)行改變條件下，進(jìn)料口沿轉(zhuǎn)子軸向收縮，使礦粉不能直接落入轉(zhuǎn)子與機(jī)殼端板間；對于進(jìn)入到端板、機(jī)殼、轉(zhuǎn)子空隙內(nèi)少量礦粉，可通過下部170°斜角排出(如圖2所示)。

圖2

3.2 下料不均的改善維修措施

（1）在礦粉星型給料器轉(zhuǎn)子的兩葉片中間再增加一片葉片，使轉(zhuǎn)子在圓周方向等分為16個(gè)扇區(qū)，扇區(qū)加倍減少了單扇區(qū)給料量而增加給料頻次，使給料更均勻。

（2）葉片間形成較大的空氣積存空間，貯斗內(nèi)礦粉在重力作用下下落時(shí)，由于扇區(qū)內(nèi)空氣無法排出從而出現(xiàn)架空現(xiàn)象。

在每片葉片距離底部25mm處沿鉆3個(gè)φ8mm的通孔聯(lián)通葉片之間，使扇區(qū)間內(nèi)部的空氣在礦粉壓力作用下排至末收料的區(qū)間內(nèi)，解決了空氣在扇區(qū)內(nèi)積存造成架空的問題，開孔示意見圖3。

圖3

4 結(jié)語

通過本次改善維修后，星型給料器卡死故障頻次從2015年的11次降低為2016年的2次，故障時(shí)間從29．27小時(shí)降低為2．42小時(shí)，有效減少了礦粉星型給料器對裝置產(chǎn)能和產(chǎn)品質(zhì)量的影響；因給料不均導(dǎo)致的裝置停車狀況得以消除，對于給料要求比較均勻的工況，星型卸料器增加轉(zhuǎn)子葉片數(shù)量和積存空氣排放孔能起到很直接的改善效果。

[1]成大先．機(jī)械設(shè)計(jì)手冊[M]．北京： 化學(xué)工業(yè)出版社，1993．

[2]董大勤．化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)[M]． 北京． 化學(xué)工業(yè)出版社，2006．