起重機(jī)檢驗(yàn)中“啃軌”問題及處理

劉 斌

（巴州檢驗(yàn)檢測(cè)中心特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測(cè)所，新疆庫爾勒 841000）

起重機(jī)啃軌不僅會(huì)大幅度地減少其使用壽命，而且會(huì)對(duì)工廠、軌道造成一定的影響，甚至?xí)＜跋嚓P(guān)人員的安全?？熊壆a(chǎn)生的成因及形式多種多樣，為了保證設(shè)備和工作人員的人身安全，必須對(duì)其進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，對(duì)其成因進(jìn)行綜合剖析，采取行之有效的措施處理。

1 起重機(jī)檢驗(yàn)中“啃軌”的定義和危害

1.1 起重機(jī)檢驗(yàn)中“啃軌”的定義

在起重機(jī)檢驗(yàn)中，在行車過程中，其車輪邊緣與軌道的距離應(yīng)該為20～30 mm。但在使用中，由于某些因素會(huì)引起傾斜，造成水平橫向推動(dòng)力增加，擠壓了車輪邊緣與軌道之間出現(xiàn)擠緊，增加了摩擦，造成了鐵軌兩側(cè)和輪緣的磨耗，這就是所謂的“啃軌”或“啃道”。

1.2 啃軌造成的危害

1.2.1 縮短車輪和軌道的使用壽命

起重機(jī)的車輪一般采用鑄鋼材ZG310～710，其表面硬度可達(dá)HB300～380，一般使用壽命可達(dá)10年。但是，一旦發(fā)生了較大的啃軌故障，往往會(huì)導(dǎo)致車輪側(cè)面的磨損越來越嚴(yán)重，僅能夠使用一兩年，有的甚至數(shù)個(gè)月后，就需要進(jìn)行替換，從而大大降低其性能和經(jīng)濟(jì)效益。而啃軌問題所引起的水平側(cè)向力也會(huì)造成軌道的位置發(fā)生偏移，從而造成軌道與車輪之間的強(qiáng)迫摩擦，從而加速軌道的磨耗和破壞，嚴(yán)重的話會(huì)造成軌道磨出臺(tái)階，最終造成軌道的損壞。

1.2.2 增加了運(yùn)行時(shí)的阻力

通過對(duì)起重機(jī)的實(shí)測(cè)分析，發(fā)現(xiàn)起重機(jī)在發(fā)生啃軌故障時(shí)，其工作阻力比正常情況增加1.5～3.5倍。當(dāng)運(yùn)行阻力增大時(shí)，會(huì)使起重機(jī)的電動(dòng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)出現(xiàn)超負(fù)荷現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成傳動(dòng)軸扭斷、電動(dòng)機(jī)燒毀、減速器齒輪切斷等故障。

1.2.3 廠房結(jié)構(gòu)出現(xiàn)激振

在發(fā)生啃軌故障時(shí)，會(huì)出現(xiàn)水平側(cè)向力，引起軌道的橫向位移，引起軌道發(fā)生變形或已經(jīng)發(fā)生的橫向變形，從而引起軌道固定螺栓在長(zhǎng)期受力情況下出現(xiàn)松弛。起重機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，構(gòu)造會(huì)因不正常的激勵(lì)振動(dòng)而引起噪聲，從而導(dǎo)致廠房結(jié)構(gòu)的壽命縮短和工作環(huán)境的惡劣。

1.2.4 導(dǎo)致脫軌事故

如果出現(xiàn)嚴(yán)重的啃軌問題，特別是在軌道接頭間隙很大（一般縫隙為1～2 mm，單根鋼軌長(zhǎng)度約10 m 時(shí)，連接處的縫隙可以達(dá)到4～6 mm）時(shí)，起重機(jī)的車輪會(huì)攀附在鋼軌的頂部，從而造成車輪的脫軌，造成機(jī)械設(shè)備損壞和人員傷害。

2 起重機(jī)在檢測(cè)過程中出現(xiàn)啃軌問題的原因

2.1 軌道存在缺陷

當(dāng)大車軌道在進(jìn)行安裝時(shí)，如果水平彎曲跨度超出了相應(yīng)的允許范圍，起重機(jī)的車輪就會(huì)與軌道的側(cè)部發(fā)生摩擦，在一條軌道上，起重機(jī)啃軌往往會(huì)發(fā)生在固定軌道上?！鞍恕弊中偷能壍?，也會(huì)導(dǎo)致起重機(jī)出現(xiàn)啃軌，起重機(jī)安裝過程中，有可能會(huì)出現(xiàn)八字型情況，，當(dāng)起重機(jī)軌道上通過跨距較大的一端移動(dòng)到另一端時(shí)，起重機(jī)的車輪就會(huì)和軌道發(fā)生摩擦，這種情況來運(yùn)行時(shí)，車輪內(nèi)部的摩擦力就會(huì)降低，而輪胎外部會(huì)產(chǎn)生摩擦力。

當(dāng)兩條軌道在進(jìn)行安裝時(shí)，如果在豎直方向上任何一個(gè)出現(xiàn)偏差，就會(huì)引起起重機(jī)的側(cè)傾，從而導(dǎo)致起重機(jī)在行駛時(shí)的出現(xiàn)橫向移動(dòng)，引起軌道較高的一側(cè)被啃，而另一側(cè)的軌道則會(huì)被啃傷。

隨著起重機(jī)使用次數(shù)越來越多，起重機(jī)的軌道之間的間距也會(huì)隨之改變，起重機(jī)橋架的主梁彎曲程度會(huì)受到很大的影響，從而導(dǎo)致小車輕軌變小，而在一定的范圍內(nèi)，如果不能及時(shí)糾正，就會(huì)導(dǎo)致小車車輪啃軌。

2.2 車輪存在缺陷造成起重機(jī)啃軌

起重機(jī)的車輪缺陷問題所導(dǎo)致的啃軌情況主要是在大型車輛上，主要是因?yàn)槠鹬貦C(jī)的軌道橋梁結(jié)構(gòu)發(fā)生變形，從而引起端梁的橫向彎曲，導(dǎo)致車輪的水平偏移情況超過規(guī)定要求，在安裝時(shí)偏差可能也會(huì)超出一定的范圍。在這種情況下，起重機(jī)車輪和軌道的中軸線會(huì)產(chǎn)生一個(gè)角度，當(dāng)起重機(jī)的兩個(gè)主動(dòng)輪在同一時(shí)間發(fā)生偏移，就會(huì)導(dǎo)致吊車啃軌。

同時(shí)，起重機(jī)車輪本身產(chǎn)生的垂直偏差也會(huì)導(dǎo)致起重機(jī)在運(yùn)行時(shí)發(fā)生啃軌，而橋架在運(yùn)行時(shí)會(huì)發(fā)生變形，使車輪產(chǎn)生的垂直偏差超過規(guī)定的允許范圍，導(dǎo)致起重機(jī)的啃軌現(xiàn)象。在這種情況下，起重機(jī)的車輪中心線與鉛垂線呈一角度，而在主動(dòng)輪上的端面垂直偏差超出了規(guī)定的范圍時(shí)，就會(huì)發(fā)生啃軌。

2.3 軌道安裝質(zhì)量因素

起重機(jī)廠房的工作狀況與軌道安裝質(zhì)量息息相關(guān)，如果在軌道安裝中出現(xiàn)較大的水平彎曲和軌距超差、同一截面軌面的高度差過大，軌道八字形軌道和在裝配過程中的墊板沒有完全夯實(shí)，都會(huì)造成啃軌現(xiàn)象。特別是在大車或小車行駛時(shí)，軌道水平彎曲度比較大或者同一截面軌面高度差過大，由于車輪輪緣與軌道的側(cè)面強(qiáng)行通過時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較大的摩擦。

2.4 橋架結(jié)構(gòu)變形因素

起重機(jī)大車、小車的車輪是用一個(gè)角型軸承箱來緊固的，分別固定在橋架的端梁和小車架的橫梁。但起重機(jī)和小車架都是結(jié)構(gòu)件，在運(yùn)送和安裝過程中，如果沒有選擇正確的吊運(yùn)點(diǎn)，或者起吊時(shí)綁扎不正確，出現(xiàn)碰撞等情況，均會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變形，造成車輛跨度比較差，車輪的垂直偏斜和水平偏斜都超出正常范圍，引發(fā)啃軌，其中大車如果出現(xiàn)啃軌情況更加嚴(yán)重。

2.5 軸承磨損因素

如果軸承出現(xiàn)磨損或者車輪安裝不正確，都會(huì)造成車輪縱向中心線出現(xiàn)不平行的情況，導(dǎo)致出現(xiàn)歪斜。在這種情況下，會(huì)造成起重機(jī)車輪啃軌。如果只有一個(gè)車輪出現(xiàn)偏斜，那么啃軌情況不嚴(yán)重。如果兩個(gè)車輪都出現(xiàn)偏斜，而且向著同一個(gè)方向出現(xiàn)偏斜，會(huì)出現(xiàn)較為嚴(yán)重的啃軌情況。因此，車輪如果都出現(xiàn)偏斜，偏斜方向不相同，或者4個(gè)車輪出現(xiàn)相同的偏斜梁，都不會(huì)造成啃軌。反之，則會(huì)導(dǎo)致啃軌。4個(gè)車輪的歪斜方向一樣，這種情況發(fā)生的啃軌現(xiàn)象是最嚴(yán)重的。

2.6 其他原因造成的啃軌

引起起重機(jī)出現(xiàn)啃軌情況的其他因素有：①由于起重電動(dòng)機(jī)的不同步引起工作的不穩(wěn)定性，導(dǎo)致了啃軌；②起重機(jī)制動(dòng)力矩的差異導(dǎo)致了啃軌；③起重機(jī)的軸距太大，使齒輪難以咬合，導(dǎo)致制動(dòng)不穩(wěn)定，從而產(chǎn)生啃軌；④更換起重機(jī)后，由于車輪的摩擦因數(shù)不同，導(dǎo)致起重機(jī)無法在同一條水平線上行駛，從而出現(xiàn)啃軌現(xiàn)象。

2.7 啃軌現(xiàn)象的判斷分析

在起重機(jī)檢驗(yàn)中，若在作業(yè)期間發(fā)現(xiàn)軌道出現(xiàn)以下問題，則可以判斷起重機(jī)存在故障：軌道側(cè)面有一條明亮的劃痕，嚴(yán)重時(shí)會(huì)產(chǎn)生深溝狀磨痕和毛刺；車輪輪緣內(nèi)側(cè)有明顯的光點(diǎn)和凹痕；起重機(jī)或者小車在短行程中的運(yùn)行軌跡和車輪邊緣的間距發(fā)生了顯著的改變；在使用中，特別是啟動(dòng)或制動(dòng)時(shí)，橋架或小車架會(huì)發(fā)生扭擺和走偏，并伴有很大的噪聲，甚至?xí)a(chǎn)生“吭吭”的聲音；在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于阻力的增大，導(dǎo)致電機(jī)發(fā)熱升高，有時(shí)會(huì)燒毀。

3 避免或減少啃軌現(xiàn)象的措施

3.1 加強(qiáng)對(duì)啃軌的檢查工作

通過以上分析，發(fā)現(xiàn)造成啃軌事故的因素很多，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)起重機(jī)作業(yè)的觀察與檢查，一旦出現(xiàn)啃軌情況，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行分析，查明問題所在。具體的檢驗(yàn)方式為：觀察啃軌問題的規(guī)律，必須對(duì)起重機(jī)的維護(hù)與運(yùn)用有一定的認(rèn)識(shí)，掌握其工作頻率及配件的維護(hù)狀況，做好具體的檢驗(yàn)和測(cè)量工作。

3.2 具體修復(fù)措施

造成起重機(jī)啃軌的原因很多，有時(shí)候是由各種綜合原因造成的。所以在出現(xiàn)啃軌現(xiàn)象后，要在加強(qiáng)檢查、觀察的基礎(chǔ)上，對(duì)啃軌現(xiàn)象進(jìn)行細(xì)致的剖析，查明造成啃軌問題的真實(shí)成因，并制訂維修計(jì)劃及解決辦法。

3.2.1 軌道的調(diào)整

軌道的調(diào)整要嚴(yán)格按有關(guān)技術(shù)規(guī)范執(zhí)行，對(duì)軌道跨度、直線、標(biāo)高等進(jìn)行重點(diǎn)調(diào)整，并對(duì)軌道的幾何尺寸和螺栓的固定進(jìn)行細(xì)致的檢查。為有效地防止或減小啃軌情況，對(duì)具有較大起重量和重級(jí)工作制度的起重機(jī)，每隔半年要進(jìn)行一次軌道調(diào)整，其他型號(hào)和作業(yè)系統(tǒng)起重機(jī)的軌道調(diào)整時(shí)間為一年一次。

3.2.2 車輪的裝配和修理

在起重機(jī)的主動(dòng)輪與被動(dòng)輪的直徑差大于其直徑0.2 %及0.5 %時(shí)，必須將其再處理成相同的基礎(chǔ)尺寸，并且主動(dòng)車輪與被動(dòng)車輪的直徑大于3 mm。在車輪制造、裝配和修理中，應(yīng)注意減少或防止啃軌的產(chǎn)生。

（1）對(duì)工藝的精確性進(jìn)行嚴(yán)密的控制，選用合適的工藝原料。起重機(jī)車輪踏面的尺寸不得小于h9，并且在安裝之前要進(jìn)行適當(dāng)?shù)拇钆洌@樣就能把直徑最接近的車輪作為起重機(jī)的主動(dòng)輪；選用ZG340-640鋼材作為車輪的主要材質(zhì)，并可以通過熱處理技術(shù)提高車輪抗磨損能力。

（2）對(duì)車輪的水平和垂直的傾斜進(jìn)行調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)車輪的水平偏斜，要按起重機(jī)作業(yè)等級(jí)決定，并且調(diào)節(jié)的幅度不得超過1/1200～1/800。起重機(jī)的一對(duì)主動(dòng)車輪或被動(dòng)車輪，其傾斜的角度應(yīng)該是反向的，以消除和中和大車、小車歪斜的行駛。

為了調(diào)節(jié)起重機(jī)的車輪垂直偏差，應(yīng)該把兩個(gè)輪子的上半部分都調(diào)節(jié)成朝外傾斜的形狀。這種傾斜方式可以在橋架結(jié)構(gòu)承載后，使車輪在受力后的垂直偏斜減小，從而使軌道與車輪接觸面積增大。

（3）將車輪的對(duì)角線、跨度和同位偏差調(diào)整好。起重機(jī)檢驗(yàn)時(shí)，應(yīng)注意大車的車輪對(duì)角線、跨度偏差不宜大于±7 mm，而小車對(duì)角線、跨度偏差不宜大于±3 mm。此外，調(diào)節(jié)后，車輪的同位誤差不能超過2 mm。需要對(duì)車輪的位置進(jìn)行合理的移動(dòng)，并且將角型軸承箱的垂直、水平板和定位板全部分割開，然后對(duì)其進(jìn)行合理的調(diào)節(jié)后再將其焊接在一起。

（4）做好車輪的更換。由于主動(dòng)輪的磨損造成了兩個(gè)主動(dòng)輪的直徑不等，導(dǎo)致轉(zhuǎn)速差致使車體走斜面啃軌的情況比較普遍。故，磨損的主動(dòng)車輪應(yīng)該采用成對(duì)更換的方式，若采用單一的方式進(jìn)行更換，會(huì)造成新舊車輪磨損不均，并在配合后易出現(xiàn)啃軌現(xiàn)象。而被動(dòng)車輪對(duì)啃軌的影響比較低，不需要進(jìn)行替換，除非是在滾動(dòng)面出現(xiàn)變形情況，才需要進(jìn)行更換。

3.3 變形處理措施

當(dāng)橋架在發(fā)生大范圍變形時(shí)，只要對(duì)其上拱度進(jìn)行修補(bǔ)，并對(duì)架橋進(jìn)行加強(qiáng)處理，就能改善架橋剛度，可以防止其進(jìn)一步發(fā)生變形。如果不用任何方法來修補(bǔ)上拱，只要對(duì)其進(jìn)行加強(qiáng)修復(fù)就可以了，在對(duì)橋架加固完畢后，再進(jìn)行調(diào)整，以免出現(xiàn)啃軌的情況。經(jīng)過這種處理，車輪和橋架之間有一些傾斜，但與軌道確能保持著良好的平行關(guān)系，不會(huì)對(duì)起重機(jī)的正常工作造成任何的影響。具體的橋架加固方式是，在橋架的4個(gè)角分別焊接上、下兩個(gè)加強(qiáng)筋板，從而將橋架的整體牢固。為了加強(qiáng)主梁下面，保證其上拱值控制在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，可以對(duì)主梁下部應(yīng)用鋼板和槽鋼進(jìn)行焊接加固。

在橋架加固完畢后，可以對(duì)車輪進(jìn)行各種性能參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，從而解決啃軌問題。由于起重機(jī)的主動(dòng)輪必須和傳動(dòng)裝置相連，因此在進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整后，必須對(duì)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，保證其能夠同步運(yùn)行時(shí)，盡量避免對(duì)主動(dòng)輪進(jìn)行調(diào)整，而是要對(duì)被動(dòng)輪進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。

3.4 軸承磨損改善情況

如果軸承出現(xiàn)磨損，大多數(shù)情況下用加墊板的方式進(jìn)行解決；如果多個(gè)車輪的水平都出現(xiàn)歪斜，要考慮調(diào)整其中一個(gè)車輪，改變車輪的變形程度，調(diào)整成外八字或者內(nèi)八字，但是必須要保證歪斜相等。采取科學(xué)合理方法調(diào)整后，車輪之間所產(chǎn)生的歪斜對(duì)于起重機(jī)造成的影響，能夠互相抵消。對(duì)于集中驅(qū)動(dòng)的起重機(jī)，可以將被動(dòng)輪調(diào)整成八字形，并且要保證主動(dòng)輪和軌道之間是平行狀態(tài)。

4 結(jié)束語

起重機(jī)是我國(guó)現(xiàn)代企業(yè)和運(yùn)輸過程中非常重要的設(shè)備，得到了廣泛應(yīng)用，然而，起重機(jī)在運(yùn)行過程中有可能會(huì)出現(xiàn)很多問題，出現(xiàn)最為頻繁的故障是起重機(jī)啃軌情況。當(dāng)起重機(jī)出現(xiàn)啃軌情況之后，如果不能立即有效進(jìn)行解決，會(huì)給企業(yè)生產(chǎn)造成嚴(yán)重影響。所以，必須要對(duì)起重機(jī)啃軌原因進(jìn)行分析，采取有效措施進(jìn)行解決。