橋式起重機(jī)車輪啃軌故障的分析及修理方法

張約美

（常州鐵道高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校,江蘇 常州 213011）

1 前言

橋式起重機(jī)是起重運(yùn)輸機(jī)械中三大通用設(shè)備之一，廣泛地用于國民經(jīng)濟(jì)各部門。我單位目前有四十多臺橋式起重機(jī)以及十幾臺電動葫蘆，起重量從3噸到40噸不等。由于設(shè)備的使用時間、所在環(huán)境及設(shè)備的保養(yǎng)等原因造成不同的設(shè)備故障，其中車輪啃軌現(xiàn)象比較突出，曾有過由于啃軌嚴(yán)重導(dǎo)致起重機(jī)車輪出軌，甚至軌道鋼梁移位情況發(fā)生，嚴(yán)重影響起重機(jī)安全運(yùn)行?，F(xiàn)將此問題的產(chǎn)生危害、原因、表現(xiàn)形式及修理方法提出來，供大家在今后工作中遇到此類問題時共同參考處理。

所謂啃軌是指橋式起重機(jī)大車或小車在運(yùn)行過程中，車輪輪緣與軌道側(cè)面接觸，產(chǎn)生水平側(cè)向推力，引起輪緣與軌道的摩擦及磨損的現(xiàn)象。起重機(jī)理想的運(yùn)行情況應(yīng)該是所有車輪在軌道上作無滑移的滾動運(yùn)行，且輪緣不與其運(yùn)行的軌道相接觸，即輪緣與輪道保持一定的間隙。實(shí)際上由于某種原因，起重機(jī)在行駛過程中，車輪的輪緣與軌道強(qiáng)行接觸，造成啃軌。

2 啃軌的危害

（1）啃軌將降低車輪及軌道的使用壽命。一般正常工作條件下，中級工作類型的車輪可以使用5年或更長一些時間。但車輪啃軌以后，會大大縮短了使用壽命，啃軌嚴(yán)重的橋式起重機(jī)，車輪使用壽命很難超過一年，造成頻繁更換車輪，同時軌道側(cè)面的磨擦也降低了軌道的使用壽命，嚴(yán)重時，軌道使用1-2年即報廢。

（2）增加運(yùn)行阻力，嚴(yán)重時可引發(fā)電動機(jī)燒壞或扭斷傳動軸事故。

（3）由于啃軌，車輪對軌道產(chǎn)生一水平的橫向力，這個力一直傳遞到廠房結(jié)構(gòu)上，長期作用對廠房也產(chǎn)生嚴(yán)重后果。

（4）橋式起重機(jī)有脫軌的危險，啃軌嚴(yán)重時，車輪輪緣被擠壓變形，可能爬上軌道頂部造成脫軌事故。

（5）起重機(jī)工作時噪聲大，震動大。

3 啃軌的原因

3.1 軌道

軌道安裝未達(dá)到技術(shù)要求，由于軌道偏差過大而造成啃軌的特征是起重機(jī)在某些段產(chǎn)生啃軌。如果軌道跨距和軌道水平直線性差，在起重機(jī)跨距不變的前提下，由于輪緣與軌道側(cè)面間隙減少將造成啃軌。若兩條軌道相對標(biāo)高偏差過大或同一側(cè)兩根相鄰的軌道頂面不在同一平面內(nèi)，都有可能引起啃軌。

3.2 車輪

橋式起重機(jī)兩個主動輪的工作直徑大小不一致，直徑大的速度快，直徑小的速度慢，運(yùn)行時車輪將出現(xiàn)一前一后，就會造成啃軌，發(fā)生出軌事故。

3.3 橋架變形

橋式起重機(jī)使用一段時間后或在高溫環(huán)境下，都可能引起橋架變形，大小車的車輪因分別固定在橋架的端梁和小車架的側(cè)梁上，所以當(dāng)橋架或小車架發(fā)生變形時，必將引起車輪的歪斜和跨度的變化，因此而引起啃軌，多發(fā)生于大車橋架，現(xiàn)分別加以說明：

（1）因橋架變形造成兩個車輪的跨度變化或四個車輪的對角線長度超差造成運(yùn)行啃軌。

（2）因橋架變形造成車輪垂直偏斜超差而引起啃軌。當(dāng)車輪安裝時超出垂直偏斜公差時將可能引起啃軌。

（3）橋架變形促使端梁產(chǎn)生水平偏斜，造成車輪水平偏斜超差而啃軌。

3.4 起動、制動時橋架歪斜

（1）單獨(dú)驅(qū)動時，兩邊的制動器調(diào)整不一致，一側(cè)制動力矩大于另一側(cè)。

（2）傳動系統(tǒng)中零件磨損，間隙不一致。

（3）橋架本身偏斜，剮度不足，橋架變形或制造誤差。

3.5 負(fù)載不均

由于一端負(fù)載后直接啟動，造成兩端主動輪因電機(jī)載荷不同啟動有快慢。行車端梁一端先啟動，另一端跟著動，長時間這種啟動會造成橋架變形從而加劇啃軌。

3.6 反向制動

橋式起重機(jī)在制動時，操作人員根據(jù)操作習(xí)慣猛打反向制動，造成負(fù)載大的一端因慣性大，制動遲緩，引起起重機(jī)晃動，車輪與軌道之間的相對位置變化造成啃軌。

3.7 起重機(jī)車輪不在同一平面

因車輪磨損直徑變化不同造成四個車輪輪面與軌道接觸位置不在同一平面上，總有一個車輪不受力或受力小，當(dāng)不受力或受力小的車輪轉(zhuǎn)換到主動輪上就會造成單側(cè)驅(qū)動，從而橋式起重機(jī)車輪跑偏，行車啃軌。

4 車輪啃軌的表現(xiàn)形式

（1）軌道側(cè)面和車輪輪緣上有明亮的磨痕，嚴(yán)重時，會使車輪輪緣與軌道側(cè)面發(fā)生切削，有毛刺和磨損產(chǎn)生的鐵屑。

（2）橋式起重機(jī)運(yùn)行后，短距離內(nèi)車輪緣與軌道側(cè)面的間隙有明顯改變。

（3）橋式起重機(jī)運(yùn)行中，車體發(fā)生擺動或發(fā)出不正常的磨擦聲響，特別是啟動和制動時，車體走偏，扭擺更為明顯。

（4）橋式起重機(jī)運(yùn)行時阻力突然增加，啟動困難，電氣元件損壞，燒毀電動機(jī)以及損壞機(jī)械傳動零件。

5 車輪啃軌的修理方法

發(fā)現(xiàn)起重機(jī)肯軌，應(yīng)詳細(xì)檢查并測量有關(guān)尺寸，綜合分析，找出原因，確定修理方案。

5.1 對大車傳動機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整

對分別驅(qū)動的起重機(jī)兩組驅(qū)動機(jī)構(gòu)裝配時松緊應(yīng)認(rèn)真調(diào)整；兩個大車電動機(jī)轉(zhuǎn)速差要認(rèn)真檢查修理；兩套制動器的松緊要調(diào)整適宜；檢查減速器、聯(lián)軸器齒輪磨損情況，更新時兩邊應(yīng)同時進(jìn)行更新；對錐形踏面車輪的安裝應(yīng)注意大頭朝內(nèi)。

5.2 對小車啃軌的修理

在起重機(jī)主梁下?lián)虾髸鹦≤嚨膬筛壍谰嚯x變小。當(dāng)軌距小到一定程度時，對于外側(cè)單輪緣的小車，運(yùn)行時將可能脫軌；對于雙輪緣的小車，運(yùn)行時將產(chǎn)生夾軌現(xiàn)象。這時應(yīng)采用火焰矯正，修復(fù)橋架主梁的上拱度，并進(jìn)行加固，使小車軌距在公差范圍內(nèi)。在采用火焰矯正主梁下?lián)献冃位蚋鼡Q軌道時，注意將主梁中間頂起。對橋架主梁的上拱度進(jìn)行測量，并采用火焰矯正法進(jìn)行修復(fù)。

5.3 對因橋架機(jī)構(gòu)變形造成大車啃軌的修理

由于大車啃軌的原因較多，修理時應(yīng)有針對性。如橋架垂直對角線偏差超差時，應(yīng)使用火焰矯正結(jié)構(gòu)變形。

5.4 對因車輪偏斜造成大車啃軌的修理

這時應(yīng)該分析確定調(diào)整哪一個車輪工作量小而效果又好，同時應(yīng)盡量考慮調(diào)整被動車輪。車輪偏斜分車輪水平偏斜和垂直偏斜兩中情況。

（1）對于車輪水平偏斜的調(diào)整，應(yīng)考慮相互中和抵消的作用，車輪的水平偏斜e不應(yīng)超過表1的規(guī)定，表中M為橋吊機(jī)構(gòu)工作級別。在調(diào)整車輪前，首先使用千斤頂將端梁（或平衡梁）頂起，使車輪懸空，然后松開緊固螺栓進(jìn)行調(diào)整。少量的調(diào)整可以松開緊固螺栓，在角軸承箱的鍵槽內(nèi)加墊板即可，調(diào)整量大時，應(yīng)將定位鍵板鏟開，在鍵板與端梁彎板之間加墊板來調(diào)整。

表1 水平偏斜e的極限值

（2）對于車輪垂直偏斜的調(diào)整，如圖1所示，車輪的垂直偏斜值a是測量長度l的下端點(diǎn)到鉛垂線的距離，其值不應(yīng)超過l/350。兩側(cè)車輪的垂直偏斜方向應(yīng)調(diào)整為“＼／”狀，即車輪上部應(yīng)向外側(cè)偏斜，當(dāng)橋吊受載后車輪就會趨近垂直。

圖1 車輪垂直偏斜

為了校正車輪的垂直偏斜值a，應(yīng)在角形軸承箱與水平定位鍵或水平定位鍵與端梁彎板（圖2）間加墊來解決。如果加墊厚變度小于角形軸承箱定位槽深度的2/3，可在A面處直接加墊；如果加墊厚度超過2/3，則在定位鍵與端梁彎板間加墊，墊的形狀如圖3所示。在車輪的哪一邊軸承箱處加墊要根據(jù)車輪的偏斜方向而定，如果車輪向右（“／”）偏，在左邊加墊；如向左（“＼”）偏，則在右邊加墊。

圖2 角形軸承箱

圖3 墊的形狀

加墊調(diào)整時，墊的厚度t（見圖4）按下式計算：

式中，B為車輪軸承箱的中心距，mm；a為垂直偏斜值，mm；l為測量長度，mm。

調(diào)整時，如果軸承箱的定位螺栓穿不過去，可擴(kuò)大彎板上的螺栓孔。調(diào)整好后應(yīng)將定位鍵、調(diào)整墊板點(diǎn)焊在端梁彎板上。

5.5 對軌道的調(diào)整

應(yīng)嚴(yán)格按技術(shù)要求調(diào)整軌道的標(biāo)高、跨度和直線性；檢查螺栓的緊固情況。對于重級工作制和大起重量的起重機(jī)應(yīng)半年檢查一次，其他半年至1年檢查調(diào)整一次。這樣才能很好地防止啃軌。對磨損嚴(yán)重，直線度超差的起重機(jī)小車鋼軌（24kg/m）進(jìn)行了更換。

5.6 對于車輪不在同一平面上的處理

（1）檢測四個車輪受力均勻與否，如有受力小或不受力的進(jìn)行處理。

（2）首先檢查主動輪，如有直徑不同的則更換至直徑相同。

（3）調(diào)整車輪至同一平面，盡量通過調(diào)整被動輪達(dá)到要求。

6 總 結(jié)

防止車輪啃軌的發(fā)生，關(guān)鍵是加強(qiáng)對車輪和軌道的安全檢查。車輪的加工和安裝要控制在允許的誤差范圍內(nèi)。滾動平面要平整，不能有過大的缺陷，要注意車架是否變形，嚴(yán)格控制車輪的平行度，直線性和車輪對角線偏差，平時要經(jīng)常對軌道進(jìn)行外觀檢查，發(fā)現(xiàn)鋼軌有裂紋，腐蝕或螺栓，夾板松動等現(xiàn)象，要及時處理。軌道上的油污，冰雪要及時清掃，軌道接頭要保持良好，不出現(xiàn)移位和高低偏差，要定期對兩根平行軌道的跨度，平行度，高低差進(jìn)行測量和調(diào)整，實(shí)踐表明，雖然車輪啃軌危害很大，但是只要找到產(chǎn)生啃軌的原因，就可以找出其解決措施，以預(yù)防該類事故的重復(fù)發(fā)生。