桥式起重机啃轨问题的探讨

   桥式起重机是起重设备的主要机种，应用非常广泛，被国家列入特种设备管理，其运行状况的好坏对安全生产有直接影响。桥式起重机在使用一定时间后，由于工况条件或运行频繁，都会出现不同程度的大车运行啃轨现象，轻则降低设备的工作效率，加重维护工作量和运行成本费用，重则导致安全隐患，酿成人身和设备事故，根据对起重机多年的检测和实践工作，针对桥式起重机啃轨现象进行探讨分析，并提出相应的解决方法。
　　1、“啃轨”现象
　　通常起重机车轮缘与轨道侧面之间设计有一定的间隙，在正常运行情况下，它们不会接触。但有时车轮不在轨道中心部位运行，从而发生车轮轮缘与轨道侧面相接触（摩擦）的啃轨现象。
　　起重机检测过程中，如发现起重机运行时轨道出现下列迹象，即可确认起重机存在不同程度的“啃轨”。
　　（1）起重机在运行中，特别在起动、制动时车体走偏、扭摆，有时较大响声。
　　（2）起重机行驶时，在短距离内轮缘与轨道间隙有明显改变。
　　（3）轨道侧面有一条明亮的痕迹，严重时有毛刺和深沟状的磨痕。
　　（4）车轮轮缘内侧有亮斑并有毛刺。
　　（5）大车运行时会发出较响亮的“嘶嘶”啃轨声，严重时大车运行会发出“吭吭”的撞击声，甚至出现爬轨。
　　2、“啃轨”的影响
　　（1）降低车轮的使用寿命。
　　起重机正常情况下，车轮的材料一般采用ZG310～710铸钢，经过淬火处理的车轮踏面表面硬度为HB300～380，淬火深度不少于15～20mm，可以使用十年或更长时间。但啃道严重的起重机，车轮只能用一两年，甚至有的车轮仅用几个月，就必须更换，这就影响了企业的正常生产经营。
　　（2）加快轨道磨损。
　　车轮啃轨产生的侧向力能使轨道位置偏移，加大了轨道的磨损，严重者会将轨道磨出台阶，直至更换轨道。
　　（3）增加了运行负载。
　　行车在运行中啃轨会产生相当的阻力，严重啃道的起重机运行比正常运行阻力增加1.5～3.5倍。由于运行阻力的增加，使运行电动机和传动机构超载运转，也容易使传动系统部件如轴等扭坏。
　　（4）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移动，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。
　　3、啃轨的原因
　　当起重机运行制动时，会产生纵向或横向力，如大、小车同时制动，便会产生一个合成制动力，使轨道承受一个斜向推力。如果轨道安装时两侧存在高差，起重机重心就会整个移向低的一侧，从而增加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。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。起重机运行时啃轨，有的是车轮问题，有的是轨道问题，还有的是桥架问题和电机问题，啃轨的原因多种多样，需逐个进行分析。
　　1.1车轮
　　（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，直径大的一侧就要逐渐超前，使车体歪斜而产生啃轨。
　　（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：
　　①四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，这时主、被动轮都会造成啃轨。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。车轮位置呈梯形，啃轨位置在同一条轴线上，L1、D1=D2，若轮距过大，同时啃轨道内侧，若过小，则啃轨道外侧；
　　②车轮在水平面内的位置偏差造成啃轨现象。一个车轮有偏斜时，当向一个方向运行时，该车轮啃轨道的一侧，当反向运行时，又啃轨道另一侧，此现象较轻。当向一个方向运行时，车轮啃轨道的一侧，而反向运行时，同一车轮又啃轨道另一侧，此现象较为严重。
　　1.2轨道
　　由于轨道安装不正确、不符合安装技术要求，而造成轨道跨度公差及2根轨道相同跨度标高误差超标等，都能造成大车运行啃轨。
　　（1）轨道安装质量不合格，轨道水平弯曲过大（要求侧面直线度误差不大于2mm），超过跨度公差时，就会产生啃轨，这种啃轨在固定线段。
　　（2）轨道轨距过大时，外侧轮缘啃轨；轨距过小时，内侧轮缘啃轨。
　　（3）2根轨道同一截面上的轨面高度差过大（柱子处不大于10mm，其它处不大于15mm），造成大车侧移，超高侧外侧啃轨，另一侧内侧啃轨。
　　（4）轨距一端大、一端小，2根轨道平行度超差。在这样的轨道上运行时，轮缘与轨道间隙愈走愈小，直至内侧轮缘啃轨。
　　（5）轨道安装垫板未压实，不承载时轨道保持水平，承载时轨道下陷，造成啃轨。
　　1.3桥架变形
　　桥机的桥架及基础变形，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。桥架的变形必然引起车轮的歪斜和跨度的变化，分析如下：
　　（1）桥架变形造成端梁水平弯曲，或对角线长度超差（允许相差不大于5mm），跨度超差（允许±5mrn），会引起啃轨。造成车轮水平偏斜超差（允许不大于测量长度的1/1000），车轮宽度中心线与轨道中心线形成一夹角，两主动轮同向偏斜，造成啃轨。
　　（2）桥架产生垂直变形，造成车轮垂直偏斜超差（允许偏差不大于测量长度的1/400），或安装时超差，车轮的踏面中心线与铅垂线产生夹角，改变了车轮的滚动半径。当一对主动车轮向同一方向垂直偏斜，且偏斜量相等时，则在空载时2车轮的运行半径增大值相等，不会产生啃轨。但是承载后，一个车轮的垂直偏斜进一步增大，另一车轮垂直偏斜减少，形成2主动轮的滚动半径不相等，车轮发生啃轨。
　　1.4其它原因
　　（1）分别驱动的大车运行机构中2台电动机转速不一致，导致左右车轮线速度的差异，造成车体跑偏啃轨。
　　（2）两端联轴器传动间隙差过大，引起车轮不能同时驱动，造成啃轨。
　　（3）分别驱动的大车运行机构2台制动器，调整间隙不同，造成制动力矩不等，步调不一致。
　　（4）轨道顶面有油污、冰霜、杂物等，引起两侧车轮的行进速度不一样时，必然引起车轮轮缘与轨道侧面摩擦，即引起运行啃轨。
　　总之，造成“啃轨”的原因，有的是单一因素影响，有的是几个因素同时作用综合造成。所以，应视其具体情况加以分析， 采取措施，综合处理。
　　4、啃轨的修理
　　发现起重机“啃轨”以后，应详细检查“啃轨”情况，并着重测量起重机主梁一拱度、旁弯度、大小车跨度、车轮水平偏斜，以及运行轨道的轨距偏差、水平高低相对偏差等项目尺寸，综合分析，找出原因，指导维修单位确定修理方案。
　　4.1车轮组修理及调整
　　（1）减小车轮直径差：一对主动车轮直径差超过其直径的0.2%，被动轮超过0.5%时，应重新加工成同一基本尺寸，其主动车轮与被动车轮的直径差不应超过3mm。在对车轮直径、车轮倾斜、车轮跨距测量之后，对车轮直径因磨损而不一致时，应卸下车轮，轮翻车踏面，保证每个车轮直径相等。
　　（2）车轮跨度、对角线和同位差的调整：大车车轮跨度和对角线的偏差都应不大于士7mm；小车车轮跨度和对角线的偏差都应不大干士3mm，车轮同位差不应超过2mm。调整时，可采取将车轮轴承的间隔环一边减少，而另一边相应加大的方法，使车轮移动。或者将端梁变板上安装轴承箱的螺栓孔扩大，将定位键移动，来调整车轮的跨度、对角线和同位差。
　　由于车轮而引起“啃轨”情况zui为普遍，所以做好车轮的调整尤为重要。在运行轨道、桥架和传动机构基本符合技术要求或偏差不大时，调整车轮往往能有效的解决问题，有时调整一个车轮，可以同时解决车轮的水平倾斜、垂直倾斜、跨距和对角线差等几个方面问题。所以应仔细检查分析，确定调整哪一个车轮机才能达到事半功倍效果。例如，主动轮与一套传动机构相联接，因为调整主动轮工作量大，调整不好还会引起传动机构的变化，除必要外，应选择调整被动车轮为适宜。
　　4.2轨道的调整或钢轨更换
　　根据对大车运行轨道检查测量结果，对轨道不直、轨距变化过大、两条轨道相对高偏差过大的偏差过大的轨道，进行重新调整修复，可根据不同情况分别处理。如相对标高偏差太大时，则需分组采用钢结构加固处理。对于磨损过大的钢轨则需要更新处理。轨道调整更换工程竣工时，必须重新测量，保证轨道修理质量符合国家标准要求后，进行轨道二次灌浆后才能投入使用。
　　4.3桥架修理
　　在检查中，确定由于主梁下沉使车轮跨度、车轮垂直度发生变化引起“啃轨”或脱轨时，如果主梁拱度仍在水平线以上时，则可通过移动车轮位置解决跨度及垂直度的偏差；但主梁空载下挠度达跨度的1/1500时，则应修复主梁，达到纠正轮距的目的。
　　在主梁修复过程中，除保证有足够拱度处，仍需保证旁弯值符合标准要求，以克服小车车轮的“啃轨”。
　　4.4大车传动机构的调整
　　分别驱动的桥式起重机，两组驱动机构的轴承和制动器，其松紧程度应调整成相同。如更换减速器和联轴器传动零件，宜两边同时更换。两个大车的电机应为同一型号同一参数。
　　“啃轨”是引起起重机不安全运行因素之一，但在起重机的设计、制造、安装、维修、使用等方面，依据国家有关法规和标准的要求，加强质量监督及安全监察，就一定能减少或避免“啃轨”的发生，确保起重机的安全运行。