橋式起重機(jī)大車運(yùn)行異響分析及處理方法

辛宏彥 張國銀 姜健寧

北京起重運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計研究院有限公司 北京 100007

0 引言

橋式起重機(jī)大車運(yùn)行異響是起重機(jī)售后維保的重點和難點，起重機(jī)大車運(yùn)行異響涉及的方面較多，通常處理一個方面可能暫時解決了異響問題，短時間內(nèi)再次發(fā)生同樣的問題，或者單獨一個方面解決不了問題，故需要將各方面綜合判斷才能從根本上解決起重機(jī)大車運(yùn)行異響問題。本文從起重機(jī)大車運(yùn)行相關(guān)的各部位、器件進(jìn)行分析，以便于維保人員相對全面地了解異響的原因，進(jìn)而采用專業(yè)的方式方法進(jìn)行維護(hù)。

1 大車運(yùn)行異響

橋式起重機(jī)是指其橋架梁通過運(yùn)行裝置直接支承在軌道上的起重機(jī)。大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)包括橋架和大車移行機(jī)構(gòu)等。起重機(jī)大車運(yùn)行異響指由大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)、大車軌道、吊車梁、地基沉降、電氣等引起的異響。異響包括摩擦異響、顛簸異響、齒合異響等。摩擦異響主要為車輪與軌道摩擦引起的異響、機(jī)械部件摩擦引起的異響等；顛簸異響主要為車輪上下顛簸引起的異響；齒合異響為指軸承、潤滑、齒輪受損等引起的異響。

2 異響原因分析

本文所述橋式起重機(jī)大車運(yùn)行異響，是指起重機(jī)原設(shè)備未更換車輪、驅(qū)動機(jī)構(gòu)、電動機(jī)等的具有原始狀態(tài)情況的起重機(jī)，因更換起重機(jī)設(shè)備而造成的起重機(jī)大車運(yùn)行異響不在本文所述范圍內(nèi)。

本節(jié)將主要從大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)、大車軌道、吊車梁、地基沉降、電氣等部分展開分析大車運(yùn)行異響的各種原因，盡量排除異響的各種情況，便于對照實際生產(chǎn)應(yīng)用中發(fā)生的異響。

2.1 大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)原因

2.1.1 大車車輪原因

大車車輪原因造成的大車運(yùn)行異響在實際應(yīng)用中較多發(fā)，主要原因有：車輪水平、垂直偏斜過大造成起重機(jī)大車運(yùn)行時，車輪不斷與軌道摩擦、磕碰；大車車輪軸承潤滑不良造成運(yùn)行阻力增大，軸承損壞造成卡滯、異響；大車車輪輪緣與大車軌道磨損過大等。

2.1.2 導(dǎo)向輪原因

起重機(jī)導(dǎo)向輪是指帶有垂直軸、使起重機(jī)或小車保持沿軌道方向運(yùn)行的輪子，有的稱為水平導(dǎo)向輪或水平輪。導(dǎo)向輪安裝調(diào)整不合適，會引起導(dǎo)向輪與大車軌道摩擦或碰撞，進(jìn)而產(chǎn)生異響，如圖1所示的導(dǎo)向輪磨損較嚴(yán)重。

圖1 導(dǎo)向輪磨損

2.1.3 驅(qū)動機(jī)構(gòu)原因

本文所述大車驅(qū)動機(jī)構(gòu)以三合一驅(qū)動機(jī)構(gòu)為例，單獨布置的可以作為參考。驅(qū)動機(jī)構(gòu)主要原因有：三合一減速器異響、齒輪磨損、斷齒；2個或多個制動器不同步、損壞或缺失（見圖2），緩沖膠墊磨損（見圖3）。

圖2 制動器缺失

圖3 緩沖膠墊磨損

2.1.4 起重機(jī)主梁原因

起重機(jī)主梁原因引起的大車運(yùn)行異響的主要原因有：起重機(jī)主梁水平方向彎曲度超差，引起對角線偏差；主梁拱度變化過大，引起大車車輪輪距變化。

2.2 大車軌道原因

通常起重機(jī)運(yùn)行后，經(jīng)常滿負(fù)荷運(yùn)行，軌道受力變大，大車運(yùn)行產(chǎn)生異響，加上維護(hù)保養(yǎng)不到位，問題會更加突出，大車軌道主要原因有：軌道壓板緊固螺母緊固不到位、松動（見圖4），起重機(jī)大車運(yùn)行到松動部位軌道產(chǎn)生形變，進(jìn)而出現(xiàn)異響；軌道與吊車梁之間間隙過大，無墊板或墊板缺失；魚尾板連接軌道接頭垂直錯位值超標(biāo)，未打磨或調(diào)整，起重機(jī)大車經(jīng)過時，產(chǎn)生異響；魚尾板連接軌道接頭水平錯位值超差引起的異響；魚尾板連接軌道接頭縫隙過大（見圖5）；焊接軌道接頭焊縫平整度不夠，開焊脫落；軌道壓板缺失引起的異響；軌道沿長度方向上，平面內(nèi)的彎曲偏差過大，立面內(nèi)的彎曲偏差過大；起重機(jī)軌道跨度超過允許的偏差；兩平行大車軌道頂部高低差過大；兩平行軌道的接頭位置未沿軌道縱向錯開，或錯開距離不對；軌道側(cè)面磨損嚴(yán)重等。

圖4 軌道壓板緊固螺母緊固不到位

圖5 軌道接頭縫隙過大

2.3 吊車梁原因

用來安裝軌道的吊車梁，目前標(biāo)準(zhǔn)圖集有2種方式：鋼結(jié)構(gòu)吊車梁和鋼筋混凝土吊車梁。除標(biāo)準(zhǔn)圖集外，還衍生有一種鋼混結(jié)合的吊車梁，實際使用效果比另2種更佳。

吊車梁的主要原因有：鋼吊車梁下?lián)掀钸^大，吊車梁側(cè)向彎曲；吊車梁拉筋開焊松動；吊車梁連接螺栓松動脫落；梁間高低偏差過大（見圖6）；混凝土起重機(jī)梁與軌道之間的混凝土灌漿層或找平層破碎。

圖6 梁間高低偏差過大

2.4 地基沉降原因

地基沉降是指地基土層在附加應(yīng)力作用下壓密而引起的地基表面下沉。過大的沉降特別是不均勻沉降，會使建筑物發(fā)生傾斜、開裂以致不能正常使用。地基沉降屬于廠房整體的問題，通常有數(shù)米小范圍局部沉降，也有十余米到數(shù)十米大范圍整體沉降。

局部沉降會造成吊車梁局部下沉，下沉后的吊車梁與起重機(jī)軌道產(chǎn)生間隙（見圖7），進(jìn)而造成起重機(jī)運(yùn)行時軌道受力產(chǎn)生異響，如果長期得不到維修和改善，會造成大車軌道局部永久變形或損壞。

圖7 吊車梁與起重機(jī)軌道產(chǎn)生間隙

整體沉降是較嚴(yán)重的地基沉降，造成較大范圍的吊車梁下沉。沉降的不均勻性造成吊車梁高低起伏或水平形變，大車軌道同時產(chǎn)生跟隨性高低形變或水平形變。在起重機(jī)大車運(yùn)行時，異響較為突出，不能高速運(yùn)行，甚至不能運(yùn)行。

2.5 電氣原因

在整個大車運(yùn)行異響的各種情況中，由機(jī)械原因引起的占絕大部分，但電氣也存在一些可能性，如電動機(jī)或制動器接線松動、虛接，制動塊損傷或損壞等。

3 異響處理方法

針對所列橋式起重機(jī)大車運(yùn)行異響的各種原因，逐一進(jìn)行處理。

3.1 大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)處理

3.1.1 大車車輪處理

對于大車車輪水平、垂直偏斜過大的問題，首先需檢測調(diào)整量，檢測方法參照GB/T 14405—2011《通用橋式起重機(jī)》6.3.2車輪軸線傾斜度的檢測部分[5]，根據(jù)檢測出的調(diào)整量進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整水平偏斜時，在車輪組的垂直面加墊，調(diào)整垂直偏斜時，在車輪組的水平面加墊，調(diào)整完成后運(yùn)行測試，觀察大車車輪與軌道的間隙情況。

對于大車車輪軸承潤滑不良造成運(yùn)行阻力增大的問題，需及時添加潤滑脂，并運(yùn)行測試軸承靈活度；軸承損壞造成卡滯、異響則及時更換軸承，避免出現(xiàn)更多的問題。

對于大車車輪輪緣與大車軌道磨損過大的問題，先排查磨損的原因，如車輪偏斜過大，軌道不合適等，車輪輪緣正常磨損可以不修理，當(dāng)磨損量超過輪緣名義厚度的40%應(yīng)更換。

3.1.2 導(dǎo)向輪處理

對于導(dǎo)向輪安裝、調(diào)整不合適引起的異響，調(diào)整導(dǎo)向輪與軌道間的間隙，使大車運(yùn)行過程中導(dǎo)向輪與軌道保留間隙或不產(chǎn)生較大摩擦或碰撞；檢查定位塊是否合適，不合適的重新調(diào)整；參照GB/T 10183.1—2018 《起重機(jī)車輪及大車和小車軌道公差第1部分：總則》表4[1]檢查水平導(dǎo)向輪在垂直于大車軌道方向上的軸向平行度公差、水平導(dǎo)向輪在沿大車軌道方向上的軸向平行度公差和高度公差，并對實測超差的部位進(jìn)行調(diào)整。

3.1.3 驅(qū)動機(jī)構(gòu)處理

對于三合一減速器異響，檢查異響發(fā)生部位，如齒輪磨損、斷齒，則需更換齒輪。對于采用2個或多個制動器不同步的情況，檢查制動器是否工作正常，用塞尺檢查制動器間隙是否符合要求，間隙不合適的調(diào)整間隙；制動器、緩沖膠墊損壞的則需要更換，并進(jìn)行定期巡檢。

3.1.4 起重機(jī)主梁處理

起重機(jī)主梁通常不易發(fā)生形變，對于發(fā)生形變的主梁需要核實設(shè)計是否合適，制造是否滿足設(shè)計要求，制造過程是否按施工標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，起重機(jī)的安裝是否合格等都需要考慮。

對于起重機(jī)主梁水平方向彎曲度超差，主梁拱度變化過大問題，一般采用加固焊接變形法或火焰加熱法進(jìn)行修復(fù)。通常需要廠家或?qū)I(yè)的隊伍進(jìn)行維修，主梁的檢測可參照GB/T 14405—2011《通用橋式起重機(jī)》6.2.3主梁的水平方向彎曲度和上拱度的檢測部分。

3.2 大車軌道處理

大車軌道的處理應(yīng)更側(cè)重于日常的維護(hù)保養(yǎng)，將問題控制在初始階段，既便于處理又不易造成設(shè)備受損。對于軌道壓板緊固螺母緊固不到位、松動的問題，采取巡檢和定期維護(hù)相結(jié)合的方式，將螺母進(jìn)行緊固。

對于軌道與吊車梁之間間隙過大、長度較長的問題，建議調(diào)整鋼制吊車梁，使軌底面與鋼制吊車梁頂面貼近；局部間隙大于200 mm時，加墊板墊實，墊板長度不小于100 mm，寬度大于軌道底面10～20 mm，每組墊板不超過3層，墊好后與鋼制吊車梁焊接固定。對于混凝土預(yù)制梁，參考鋼制吊車梁墊板方式。對于彈性墊板，存在運(yùn)行一定時期后依然損壞的情況，本文不推薦采用。

對于魚尾板連接軌道接頭垂直錯位值超標(biāo)、水平錯位值超差和軌道接頭縫隙過大的問題，首先查看魚尾板的磨損情況，磨損較多時，更換魚尾板；其次調(diào)整軌道接頭及軌道，使軌道接頭高低差及水平錯位不大于1 mm，軌道接頭間隙不大于2 mm，溫差20℃的地區(qū)或冬季安裝時，考慮間隙4～6 mm，可采用鋼直尺和塞尺進(jìn)行測量。

對于焊接軌道接頭焊縫平整度不夠的問題，焊縫平整度可用砂輪對接頭頂面及側(cè)面進(jìn)行打磨，保證平整度符合軌道接頭要求即可；對于焊接軌道接頭開焊脫落的問題，則相對棘手一些。軌道接頭的焊接不同于普通焊接，普通焊接的軌道接頭很容易再次發(fā)生開焊脫落，故需要專業(yè)焊接人員使用特定的工藝和材料進(jìn)行焊接。但因大車軌道的復(fù)雜因素，焊接后仍然存在開焊、脫落的風(fēng)險。對于橋式起重機(jī)大車軌道接頭，本文推薦魚尾板連接，不推薦焊接。

對于軌道壓板缺失引起的異響，應(yīng)及時檢查缺失情況并補(bǔ)齊緊固，保證大車正常運(yùn)行。對于軌道沿長度方向上平面內(nèi)、立面內(nèi)的彎曲偏差過大的問題，調(diào)整軌道使平面內(nèi)的彎曲每2 m檢測長度上的偏差不大于1 mm；在立面內(nèi)的彎曲每2 m檢測長度上的偏差不大于2 mm，可使用拉鋼絲的方法進(jìn)行檢測。

對于起重機(jī)軌道跨度超過允許偏差的問題，調(diào)整軌道，通常使起重機(jī)軌道跨度S的極限偏差值△S不超過：

S≤16 m時，△S=±5

S＞16 m時，△S=±[5+0.25(S-16)]

式中：△S為起重機(jī)軌道的跨度偏差，S為起重機(jī)軌道的跨度。

但最大不得超過±15 mm，具體實施時參考標(biāo)準(zhǔn)GB/T 10183.1—2018《起重機(jī) 車輪及大車和小車軌道公差 第1部分：總則》表2中：大車運(yùn)行軌道1級～4級的構(gòu)造公差。起重機(jī)軌道跨度可用鋼卷尺和彈簧秤進(jìn)行測量。

對于兩平行大車軌道頂部高低差過大，調(diào)整吊車梁和軌道，使高低差不大于10 mm，可使用水平儀取多點進(jìn)行測量。

對于兩平行軌道的接頭位置未沿軌道縱向錯開，或錯開距離不對，則需要調(diào)整軌道，用鋼卷尺測量，使其距離不小于600 mm，也不應(yīng)等于起重機(jī)前后輪子的輪距。對于當(dāng)軌道側(cè)面磨損超過原軌道寬度的15%，必須更換軌道。

3.3 吊車梁處理

吊車梁質(zhì)量的好壞是保證軌道安裝質(zhì)量的基礎(chǔ)，軌道安裝前必須保證吊車梁安裝偏差符合要求。在軌道安裝前，必須對吊車梁進(jìn)行仔細(xì)檢查，同時邊檢查即可邊放出吊車梁的基準(zhǔn)線，這個工作可用經(jīng)緯儀進(jìn)行測量，水平度可用水準(zhǔn)儀測量。

鋼結(jié)構(gòu)吊車梁驗收須按照GB 50205—2017《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》執(zhí)行，鋼筋混凝土吊車梁驗收須按照GB 50204—2015《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》執(zhí)行，對于鋼混結(jié)合的吊車梁，目前還缺少標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)。

對于鋼吊車梁下?lián)掀钸^大，吊車梁側(cè)向彎曲的問題，需要核實設(shè)計是否符合要求，安裝是否合格，維修可以采用加溫烘烤的方式。

對于吊車梁拉筋開焊松動，吊車梁連接螺栓松動脫落的情況，進(jìn)行焊接修復(fù)，螺栓緊固。梁間高低偏差過大，需要調(diào)整相鄰的吊車梁高度，減小高低偏差。

對于混凝土起重機(jī)梁與軌道之間的混凝土灌漿層或找平層破碎，需要核實二次澆筑層的厚度，厚度不夠的，建議采用其他方式，厚度夠的需要重新搭磨具澆筑水泥，待水泥保養(yǎng)牢固后才能運(yùn)行起重機(jī)。

3.4 地基沉降處理

早期地基沉降是較易發(fā)生的一種情況，隨著地基技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，大范圍地基沉降問題越來越少，但局部沉降還是時有發(fā)生，局部沉降更多的是小范圍、小尺度的沉降，但還是需要進(jìn)行預(yù)防和處理。

1）預(yù)防方面 可以通過對地基沉降設(shè)置沉降監(jiān)測點的方法來監(jiān)測沉降量，通常采用精密水準(zhǔn)測量的方法。

2）處理方面 對于因局部沉降造成的吊車梁局部下沉，可以對吊車梁進(jìn)行專業(yè)修復(fù)，消除下沉量，進(jìn)而消除起重機(jī)運(yùn)行異響問題；如果下沉的局部范圍較小，可以考慮吊車梁與軌道間進(jìn)行墊板處理，但要保證墊板不會因起重機(jī)的運(yùn)行與軌道脫離。

3.5 電氣故障處理

對于大車電動機(jī)或制動器接線松動、虛接引起的異響，應(yīng)及時緊固接線端子，并形成定期巡檢；對于制動塊損壞則更換即可；對于制動塊損傷則需要先檢查線路，確保線路正常的情況下觀察制動塊，若出現(xiàn)偶發(fā)不動作則進(jìn)行更換，備件充足時直接進(jìn)行更換，避免偶發(fā)故障。

4 結(jié)語

本文對橋式起重機(jī)大車運(yùn)行異響原因進(jìn)行了分析，未包含所有可能性，只列舉了部分異響的可能性，并對所列舉的異響情況給予部分處理方法，旨在幫助廣大用戶和維護(hù)保養(yǎng)人員全面快速判斷問題，找到問題原因，并依據(jù)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，按照正確的方式方法進(jìn)行檢測，進(jìn)而準(zhǔn)確專項的進(jìn)行維修。本文所述內(nèi)容難免存在不足和片面性，僅供廣大用戶和相關(guān)專業(yè)人員參考，共同提高售后服務(wù)技術(shù)水平，為起重機(jī)行業(yè)的后市場添磚加瓦。