淺談吊車啃軌原因分析及處理措施

楊志軍

（攀鋼集團西昌鋼釩維修中心，四川 西昌 615000）

某鋼廠鋼水接受跨、精煉、加料跨360T吊車啃軌現(xiàn)象一直存在，長期帶病運行，導(dǎo)致車輪磨損速度加快，為了保證正常生產(chǎn)，車輪更換周期遠遠小于正常水平，一方面增加了檢修作業(yè)任務(wù)，另一方面增加設(shè)備成本，影響了企業(yè)的正常有序生產(chǎn)?？熊壥侵钙鹬貦C在運行過程中大車或小車的車輪輪緣與軌道側(cè)面接觸，二者在接觸期間發(fā)生劇烈磨損，就是啃軌。

1 啃軌的危害

（1）增加了大車和小車的運行阻力。嚴重的啃軌，大小車輪輪緣與軌道側(cè)面劇烈磨損，使附加荷載加大，運行阻力較之正常運行阻力增大3倍左右。此時，因運行阻力的增加，起重機運行狀況不穩(wěn)，發(fā)生扭擺現(xiàn)象，會發(fā)出響聲。運行電動機和傳動結(jié)構(gòu)會處于超載狀態(tài)，隨著啃軌現(xiàn)象的加劇，使得電動機功率持續(xù)加大產(chǎn)生燒毀現(xiàn)象，傳動軸發(fā)生扭斷，甚至引發(fā)脫軌事故。

（2）軌道磨損。當啃軌現(xiàn)象未能及時治理時，隨著時間的延長啃軌現(xiàn)象加重，在運行過程中車輪與起重機軌道磨損加劇，甚至磨出臺階，影響正常使用，增加檢修成本及軌道成本。

（3）電氣系統(tǒng)提前更換。啃軌現(xiàn)象嚴重時，運行阻力的增大不僅會增大電機的功率，還會使傳動系統(tǒng)運行功率增大，電氣系統(tǒng)在這種超負荷運轉(zhuǎn)狀態(tài)下，使電氣設(shè)備使用壽命和工作效率都明顯降低。同時造成電氣線路運行負擔，容易引發(fā)安全隱患，電氣設(shè)備的更換周期明顯縮短。

（4）損壞房梁結(jié)構(gòu)。通常情況下，起重機車輪輪緣與軌道側(cè)面之間具有一定的間隙，正常運行情況下，二者不會發(fā)生接觸?？熊壃F(xiàn)象的發(fā)生，使二者之間發(fā)生接觸和摩擦，在摩擦過程中產(chǎn)生的側(cè)向力會使軌道發(fā)生橫向位移或有位移傾向，導(dǎo)致固定軌道失去原有的穩(wěn)定性。起重機在運行過程中會將這種外力傳遞到廠房機構(gòu)上，將引發(fā)整臺起重機發(fā)生振動，這種情況容易引發(fā)房梁結(jié)構(gòu)損害。

（5）降低車輪的使用壽命。通常情況下，經(jīng)過表面淬火的車輪，可以使用6年以上的時間。對于啃軌現(xiàn)象較為嚴重的起重機，車輪使用時間嚴重縮短，只能使用1～2年，隨著啃軌現(xiàn)象的加劇，車輪使用壽命甚至只有幾個月。當輪緣磨損超過原厚的50%時，車輪就不能正常使用，必須停機進行更換。造成檢修成本、設(shè)備成本費用支出。

（6）引發(fā)安全事故?？熊壱鸬恼駝邮馆喚壠鹇洌赡軙斐傻跷锩撀?，啃軌嚴重時，車輪不在軌道中心部位運行而發(fā)生偏移，甚至爬到軌頂造成脫軌，引發(fā)重大安全事故。尤其是外側(cè)輪緣的小車輪，當輪緣與軌道側(cè)面之間的間隙變小到一定程度時，脫軌事故就會無法避免。

2 啃軌的原因

（1）軌道安裝不規(guī)范。軌道在進行安裝時，由于軌道承軌梁安裝時發(fā)生傾斜，致使安裝在承軌梁上的軌道隨之也發(fā)生傾斜，這種情況容易導(dǎo)致運行中的車輪發(fā)生位移，由于傾斜使一側(cè)車輪內(nèi)側(cè)與軌道磨損，一側(cè)車輪外側(cè)與軌道也發(fā)生磨損。另外，因軌道軌距控制不合理，軌距過大或過小、軌道水平彎曲超過跨度公差、相鄰兩條軌道之間同一截面軌道高度差超出正常范圍，及軌道接頭不平直和頂面上有油污等，都為啃軌現(xiàn)象的發(fā)生創(chuàng)造了條件。

（2）傳動系統(tǒng)不同步引起的啃軌。引發(fā)傳動系統(tǒng)不同步的原因有以下兩點：一是在分別驅(qū)動狀態(tài)下，因電氣控制系統(tǒng)電機轉(zhuǎn)速不同步，導(dǎo)致電機定子磁場旋轉(zhuǎn)速度存在較大差異，或者因電機轉(zhuǎn)子回路所串電阻的電阻值超出正常范圍。二是機械傳動系統(tǒng)的制動力力矩的不同引發(fā)啃軌。

（3）鋼結(jié)構(gòu)變形。經(jīng)過多年生產(chǎn)運行，承受吊車軌道載荷的鋼結(jié)構(gòu)受自身材料性能、以及外部環(huán)境、溫濕度的影響而發(fā)生變形，導(dǎo)致車輪發(fā)生位移或跨度變化，進而為啃軌現(xiàn)象的發(fā)生創(chuàng)造了條件。

（4）車輪安裝質(zhì)量引發(fā)的啃軌。

①車輪安裝的水平偏差過大。車輪在安裝時，水平偏差應(yīng)控制在L/1000以內(nèi)，前后車輪應(yīng)確保在同一水平線上運行。若在車輪安裝時水平偏差過大，車輪滾動面中心線與軌道中心線就會形成一個夾角α，如圖1所示，當夾角超出正常范圍時，因兩車輪不在同一水平線上運行，勢必造成啃軌。

圖1 車輪水平偏差

②車輪安裝的垂直偏差過大。車輪垂直偏差應(yīng)控制在H/400以內(nèi)，車輪在安裝時當前后兩輪的偏斜量相等時，若處于空載狀態(tài)此時兩輪的運行半徑增大也相等，這種狀態(tài)不會造成啃軌。若承載后因外部荷載力的變化使得一輪的垂直偏斜加大，另外一輪垂直偏斜隨之減小，此時兩主動輪的滾動半徑不再相等，此種現(xiàn)象的存在導(dǎo)致啃軌現(xiàn)象的發(fā)生。

（5）吊車對角線不符合規(guī)范引起啃軌。由于原料跨在安裝時，主梁和端梁找平、找正工作沒做好，導(dǎo)致其對角線ab≠cd(如圖2所示)。這時原料跨在運行過程中，就會導(dǎo)致其啃軌現(xiàn)象的發(fā)生。

圖2 對角線不等

3 啃軌的處理方法

（1）軌道調(diào)整。軌道安裝不符合規(guī)范引起的啃軌現(xiàn)象，需定期檢查軌道的水平、垂直標高、軌道跨距，及時清理軌道上的雜物和塵土。針對軌道坡度過大或是軌道的接頭不平直現(xiàn)象，則要及時打磨或者是更換。

（2）傳動系統(tǒng)不同步處理。起重機運行機構(gòu)傳動系統(tǒng)在運行過程中，針對零件磨損造成的質(zhì)量缺陷，可在維修過程中加強對易造成間隙連接部位的檢查，如齒輪嚙合間隙，軸承間隙等連接部位，根據(jù)檢查結(jié)果及零件實際磨損狀況，進行修復(fù)或更換零件操作。對于分別驅(qū)動的大車運行機構(gòu)，針對電動機或制動器不同步引發(fā)的故障，應(yīng)及時對電器進行檢查維修，在確保電器故障消除的基礎(chǔ)上，對電動機和制動器進行檢查修復(fù)。

（3）金屬結(jié)構(gòu)加固。鋼結(jié)構(gòu)經(jīng)過長期的使用后，其力學性能發(fā)生變化，引起變形。此時，需要及時的對鋼結(jié)構(gòu)進行加固或更換。

（4）車輪平直度、垂直度調(diào)整。如圖3所示，當車輪中心線與軌道中心線發(fā)生偏移產(chǎn)生交角ɑ時，此時，踏面上偏差為δ=rsinɑ。若使大車矯正，須使δ=0，可在左邊角型軸承箱的固定鍵板上增加適當厚度t的墊板，t=b·tanɑ=b·sinɑ/cosɑ；sinɑ=δ/r，因ɑ角很小，故

圖3 加墊板調(diào)整車輪

式中：r為車輪半徑，mm；b為車輪與角型軸承箱的中心距，mm。

在調(diào)整車輪的垂直度時，通過在固定車架懸掛鉛錘細鋼絲的方式，以此測出車輪在垂直軌道方向上的上、下兩點與鋼絲間的距離，則垂直偏斜即為如圖4所示。

式中：a為車輪上面點與鉛錘線間距離；b為車輪下面點與鉛錘線間距離。

車輪水平方向偏斜量的測量方法同上。

圖4 δ值的測量

（5）對角線不等長處理。將起重機開至平直性較好的軌道上，對走輪的兩條對角線進行調(diào)整使之相等。對對角線進行不等長處理需通過設(shè)置相似對角線來進行。首先在車輪踏面中心劃一條直線，通過在直線上吊設(shè)線錘的方式找到第一個對角線連接點，用同樣的方式找到其他三個連接點，每相對兩點之間的連線即為車輪的相似對角線。此時，對輪距、對角線和跨距進行測量。根據(jù)對角線的測量結(jié)果進行分析，在調(diào)整對角線時要結(jié)合軸線的調(diào)整共同進行，這樣不僅節(jié)省了維修時間，同時還能收到良好的效果，如圖5所示。

圖5 車輪調(diào)節(jié)

4 處理方法的實施及效果

（1）調(diào)整軌道的實施及效果。定期組織人員測量軌道標高，及時調(diào)整軌道和更換軌道是保證不啃軌的一個有效措施。在實際處理過程中，對于因軌道引起的啃軌現(xiàn)象，我們也是采用調(diào)整或者是更換軌道來處理的，效果是顯著的。

（2）傳動系統(tǒng)不同步處理的實施及效果。對于因傳動零、部件磨損或者電氣系統(tǒng)引起的啃軌現(xiàn)象，只有進行零、部件的更換。

（3）金屬結(jié)構(gòu)加固的實施及效果。金屬結(jié)構(gòu)發(fā)生變形之后，通過加固雖然可以改變它的力學性能，使其達到使用要求，但是防啃軌效果不好，看上去也不美觀，經(jīng)濟適用性不強。因此，在處理金屬變形時，一般采用更換處理。

（4）車輪平直度、垂直度調(diào)整的實施及效果。通過加墊板來調(diào)整的水平度和垂直度，從而解決啃軌的效果是比較明顯的。在跑偏車輪一側(cè)加墊板，實施起來也比較方便。

（5）對角線不等長處理的實施及效果。在實際生產(chǎn)過程中，對于因?qū)蔷€不等長而引起的啃軌現(xiàn)象。通過調(diào)整車輪來改變其對角線長度是個很有效的方法，且處理方法簡單，實施方便。

5 結(jié)語

吊車啃軌現(xiàn)象中，原因并不是單一的，可能是上述原因的一種或者是幾種；可能是因為設(shè)備老化，也可能是因操作不當?shù)热藶樵虍a(chǎn)生啃軌。當出現(xiàn)啃軌現(xiàn)象時，我們不能盲目地進行檢修，必須綜合分析，找出啃軌的根本原因，從而對癥下藥，采取最恰當?shù)奶幚矸椒ㄟM行處理，才能從根本上治理吊車啃軌故障問題。