0 前 言
桥式起重机在冶金、矿山等行业被广泛使用,新钢****厂目前就有24台桥式起重机在线使用。桥式起重机使用一段时间后,都会不同程度出现大车行走啃轨现象,尤其是使用多年的行车。*****厂原料车间和退火车间的行车大车行走啃轨严重, 造成设备故障经常发生,增加了设备备件消耗和维修工作量,影响了该车间的正常生产。针对这一现象,我们从理论上进行了分析,从而提出改进措施。改进后设备运行正常,设备事故、故障停机率大大降低,保证了车间的正常生产。
1 判定啃轨的条件
桥式起重机系有轨运行,是车轮在专用的轨道上运行。.起重机轨道是用来支承起重机的全部重量,保证设备正常、定向运行的。所以选用桥式起重机轨道应满足以下技术条件:(1)轨顶表面能承受车轮的挤压力;(2)轨底有一定的宽度以减轻对基础的承压;(3)应有良好的抗磨弯度。

起重机在运行中,由于多种原因常出现轴向移动或轴向歪斜,从而使车轮与轨道侧面接触摩擦,受到轮缘与轨道构成的约束。在约束运行时,轮缘车轮的轮轨接触状态(如左图),这时车轮与钢轨有两个接触点,A点在踏面上称为承载点,B点在轮缘上或过度圆弧处称为导向点。这种接触摩擦方式造成了车轮缘摩损及轨道的侧面摩耗,这种现象习惯上称啃轨。
我厂两个车间的起重机大车行走时发出吭吭声,目测轨道侧面有斑痕,轨道顶面有点斑,车轮轮缘内侧有亮斑。起重机运行时,在短距离内,轮缘与轨道间隙有明显的改变,根据这现现状可初步判断为大车行走啃轨。
2 啃轨造成的严重后果 (1)啃轨对基础、房梁、桥架的影响。起重机的运行啃轨,必然产生水平侧向力。这种侧向力将导致轨道横向位移,引起设备振动,致使固定轨道的螺栓松动,另外,还会引起整台行车的振动,这些都不同程度的影响了房梁、桥架结构的稳固。
(2)啃轨对生产、人身、设备造成的威胁。严重的啃轨会使起重机轨道严重磨损,导致行车运行时和车轮接触不好而不能使用,直至更换,造成人力、物资的浪费,同时也给生产造成很大的影响。
起重机属高空作业,在运行中,特别是当轨道接头间隙过大时,极易造成重大人身伤亡和设备事故。
(3)啃轨对电气设备系统的影响。行车在运行中啃轨会产生相当的阻力,从而增加了电力系统的负荷,由于运行中电流的增大而造成电气元件和电动机功率的耗损。特别是大车运行开车时,由于啃轨增大了运行阻力,使电机在运行中超负荷运转,很容易造成电机过载烧毁。同时由于运行阻力大,也容易使传动系统部件如轴等扭坏,我厂起重机在啃轨现象消除前,也经常出现此故障。
3 啃轨原因的分析
3.1.1 大车在运行中出现啃轨,这是很严重的问题。在正常运行情况下,起重机车轮轮缘和轨道之间有一定的间隙,一般设计最大间隙为30-40mm,但由于某些原因如吊装、运行中的一些因素造成车轮歪斜,使运行中的车轮与轨道的接触面不在踏面中间,造成车体偏斜。当车体偏斜时,起重机的一侧轮缘和轨道侧面相挤压,轮缘和轨道就产生了侧面摩擦,从而造成轮缘和轨道的侧面摩损,这是起重机偏斜啃轨的主要原因,也就是说尽管轮距和轨道跨度是正确的,但是车轮踏面的中心线与轨道的中心线不重合,当车体偏斜时,整个起重机靠着轨道一侧接触而行走,因此造成了车轮轮缘与轨道间的一侧强行接触,并使车轮和轨道严重磨损,因此就产生了啃轨。
轻微的啃轨会造成轮缘及轨道的侧面有明显的磨损痕迹,严重啃轨会造成轮缘和轨道的侧面金属剥落或轮缘向外变形。
啃轨的原因还有许多,如行车的桥架及基础变形,必将引起车轮的歪斜和跨度大小的变化,从而导致大车运行啃轨。因桥架变形,促成端梁产生水平弯曲,造成车轮水平偏斜超差,这也是啃轨的主要原因。
当大车运行制动时,则产生纵向或横向力。如大、小车同时制动,便产生一个合成制动力,使轨道承受一个斜向推力。这时如果轨道安装成一侧高于另一侧时,起重机重心就会整个移向低的一侧,从而增加了轨道所承受的横向力,使轨道的一侧车轮紧夹在轨道外侧,造成啃轨,我们对以下几方面做个重点分析:
3.1.2 车轮 首先检查车轮外观有无裂纹、踏面剥落、压陷等。早期的磨损使车轮出现踏面压溃或磨成平面.轮缘的厚度磨损≤5%,踏面磨损≤1.5%,踏面无麻点,则车轮合乎使用标准。
(1)当两边主、被动轮的直径不相等(因制造和磨损不均匀所致)大车运行时,在相同的转速下,两边的行程不相等,造成啃轨。
(2)车轮的安装位置不正确,也容易造成啃轨。主要有以下几种:
A 四个车轮的安装位置不在矩形的四角。同侧中心不在一条直线上,车轮偏斜,这时不管是主、被动轮都会造成啃轨。
①、如图1所示,车轮位置呈平行四边形,对角线D1>D2,啃轨车轮在对角线位置。
②、如图2所示,车轮位置呈梯形,啃轨位置在同一条轴线上,L1<L2、D1=D2,若轮距过大,同时啃轨道内侧,若过小,则啃轨道外侧。