橋式起重機啃軌問題的探討

　　橋式起重機是起重設備的主要機種，應用非常廣泛，被國家列入特種設備管理，其運行狀況的好壞對安全生產有直接影響。橋式起重機在使用一定時間后，由于工況條件或運行頻繁，都會出現不同程度的大車運行啃軌現象，輕則降低設備的工作效率，加重維護工作量和運行成本費用，重則導致安全隱患，釀成人身和設備事故，根據對起重機多年的檢測和實踐工作，針對橋式起重機啃軌現象進行探討分析，并提出相應的解決方法。

1　“啃軌”現象

　　通常起重機車輪緣與軌道側面之間設計有一定的間隙，在正常運行情況下，它們不會接觸。但有時車輪不在軌道中心部位運行，從而發生車輪輪緣與軌道側面相接觸（摩擦）的啃軌現象。

　　起重機檢測過程中，如發現起重機運行時軌道出現下列跡象，即可確認起重機存在不同程度的“啃軌”。

（1）起重機在運行中，特別在起動、制動時車體走偏、扭擺，有時較大響聲。
（2）起重機行駛時，在短距離內輪緣與軌道間隙有明顯改變。
（3）軌道側面有一條明亮的痕跡，嚴重時有毛刺和深溝狀的磨痕。
（4）車輪輪緣內側有亮斑并有毛刺。
（5）大車運行時會發出較響亮的“嘶嘶”啃軌聲，嚴重時大車運行會發出“吭吭”的撞擊聲，甚至出現爬軌。

2　“啃軌”的影響

（1）降低車輪的使用壽命。

　　起重機正常情況下，車輪的材料一般采用ZG310～710鑄鋼，經過淬火處理的車輪踏面表面硬度為HB300～380，淬火深度不少于15～20mm，可以使用十年或更長時間。但啃道嚴重的起重機，車輪只能用一兩年，甚至有的車輪僅用幾個月，就必須更換，這就影響了企業的正常生產經營。

（2）加快軌道磨損。

　　車輪啃軌產生的側向力能使軌道位置偏移，加大了軌道的磨損，嚴重者會將軌道磨出臺階，直至更換軌道。

（3）增加了運行負載。

　　行車在運行中啃軌會產生相當的阻力，嚴重啃道的起重機運行比正常運行阻力增加1.5～3.5倍。由于運行阻力的增加，使運行電動機和傳動機構超載運轉，也容易使傳動系統部件如軸等扭壞。

（4）對基礎、房梁、橋架的影響。

　　起重機的運行啃軌，必然產生水平側向力。這種側向力將導致軌道橫向移動，引起設備振動，致使固定軌道的螺栓松動，另外，還會引起整臺行車的振動，這些都不同程度的影響了房梁、橋架結構的穩固。

3　啃軌的原因

　　當起重機運行制動時，會產生縱向或橫向力，如大、小車同時制動，便會產生一個合成制動力，使軌道承受一個斜向推力。如果軌道安裝時兩側存在高差，起重機重心就會整個移向低的一側，從而增加軌道所承受的橫向力，使軌道的一側車輪緊夾在軌道外側，造成啃軌。輕微的啃軌會造成輪緣及軌道的側面有明顯的磨損痕跡，嚴重啃軌會造成輪緣和軌道的側面金屬剝落或輪緣向外變形。起重機運行時啃軌，有的是車輪問題，有的是軌道問題，還有的是橋架問題和電機問題，啃軌的原因多種多樣，需逐個進行分析。

1.1　車輪

（1）當兩邊主、被動輪的直徑不相等(因制造和磨損不均勻所致)，大車運行時，在相同的轉速下，兩邊的行程不相等，直徑大的一側就要逐漸超前，使車體歪斜而產生啃軌。

（2）車輪的安裝位置不正確，也容易造成啃軌。主要有以下幾種：
① 四個車輪的安裝位置不在矩形的四角。同側中心不在一條直線上，車輪偏斜，這時主、被動輪都會造成啃軌。如圖1所示，車輪位置呈平行四邊形，對角線D1>D2，啃軌車輪在對角線位置。如圖2所示，車輪位置呈梯形，啃軌位置在同一條軸線上，L1、D1=D2，若輪距過大，同時啃軌道內側，若過小，則啃軌道外側；
②車輪在水平面內的位置偏差造成啃軌現象。如圖3所示，一個車輪有偏斜時，當向一個方向運行時，該車輪啃軌道的一側，當反向運行時，又啃軌道另一側，此現象較輕。如圖4所示，當向一個方向運行時，車輪啃軌道的一側，而反向運行時，同一車輪又啃軌道另一側，此現象較為嚴重。

1.2　 軌道

　　由于軌道安裝不正確、不符合安裝技術要求，而造成軌道跨度公差及2根軌道相同跨度標高誤差超標等，都能造成大車運行啃軌。
（1）軌道安裝質量不合格，軌道水平彎曲過大(要求側面直線度誤差不大于2mm)，超過跨度公差時，就會產生啃軌，這種啃軌在固定線段。
（2）軌道軌距過大時，外側輪緣啃軌；軌距過小時，內側輪緣啃軌。
（3）2根軌道同一截面上的軌面高度差過大(柱子處不大于10mm，其它處不大于15mm)，造成大車側移，超高側外側啃軌，另一側內側啃軌。
（4）軌距一端大、一端小，2根軌道平行度超差。在這樣的軌道上運行時，輪緣與軌道間隙愈走愈小，直至內側輪緣啃軌。
（5）軌道安裝墊板未壓實，不承載時軌道保持水平，承載時軌道下陷，造成啃軌。

1.3　橋架變形

　　橋機的橋架及基礎變形，必將引起車輪的歪斜和跨度大小的變化，從而導致大車運行啃軌。因橋架變形，促成端梁產生水平彎曲，造成車輪水平偏斜超差，這也是啃軌的主要原因。橋架的變形必然引起車輪的歪斜和跨度的變化，分析如下：
（1）橋架變形造成端梁水平彎曲，或對角線長度超差(允許相差不大于5mm)，跨度超差(允許±5mrn)，會引起啃軌。造成車輪水平偏斜超差(允許不大于測量長度的1/1000)，車輪寬度中心線與軌道中心線形成一夾角，兩主動輪同向偏斜，造成啃軌。
（2）橋架產生垂直變形，造成車輪垂直偏斜超差(允許偏差不大于測量長度的1/400)，或安裝時超差，車輪的踏面中心線與鉛垂線產生夾角，改變了車輪的滾動半徑。當一對主動車輪向同一方向垂直偏斜，且偏斜量相等時，則在空載時2車輪的運行半徑增大值相等，不會產生啃軌。但是承載后，一個車輪的垂直偏斜進一步增大，另一車輪垂直偏斜減少，形成2主動輪的滾動半徑不相等，車輪發生啃軌。

1.4　其它原因

（1）分別驅動的大車運行機構中2臺電動機轉速不一致，導致左右車輪線速度的差異，造成車體跑偏啃軌。
（2）兩端聯軸器傳動間隙差過大，引起車輪不能同時驅動，造成啃軌。
（3）分別驅動的大車運行機構2臺制動器，調整間隙不同，造成制動力矩不等，步調不一致。
（4）軌道頂面有油污、冰霜、雜物等，引起兩側車輪的行進速度不一樣時，必然引起車輪輪緣與軌道側面摩擦，即引起運行啃軌。
總之，造成“啃軌”的原因，有的是單一因素影響，有的是幾個因素同時作用綜合造成。所以，應視其具體情況加以分析， 采取措施，綜合處理。

4　啃軌的修理

　　發現起重機“啃軌”以后，應詳細檢查“啃軌”情況，并著重測量起重機主梁一拱度、旁彎度、大小車跨度、車輪水平偏斜，以及運行軌道的軌距偏差、水平高低相對偏差等項目尺寸，綜合分析，找出原因，指導維修單位確定修理方案。

4.1　車輪組修理及調整

（1）減小車輪直徑差：一對主動車輪直徑差超過其直徑的0.2%，被動輪超過0.5％時，應重新加工成同一基本尺寸，其主動車輪與被動車輪的直徑差不應超過3mm。在對車輪直徑、車輪傾斜、車輪跨距測量之后，對車輪直徑因磨損而不一致時，應卸下車輪，輪翻車踏面，保證每個車輪直徑相等。

（2）車輪跨度、對角線和同位差的調整: 大車車輪跨度和對角線的偏差都應不大于士7mm；小車車輪跨度和對角線的偏差都應不大干士3mm，車輪同位差不應超過2mm。調整時，可采取將車輪軸承的間隔環一邊減少，而另一邊相應加大的方法，使車輪移動。或者將端梁變板上安裝軸承箱的螺栓孔擴大，將定位鍵移動，來調整車輪的跨度、對角線和同位差。

　　由于車輪而引起“啃軌”情況最為普遍，所以做好車輪的調整尤為重要。在運行軌道、橋架和傳動機構基本符合技術要求或偏差不大時，調整車輪往往能有效的解決問題，有時調整一個車輪，可以同時解決車輪的水平傾斜、垂直傾斜、跨距和對角線差等幾個方面問題。所以應仔細檢查分析，確定調整哪一個車輪機才能達到事半功倍效果。例如，主動輪與一套傳動機構相聯接，因為調整主動輪工作量大，調整不好還會引起傳動機構的變化，除必要外，應選擇調整被動車輪為適宜。

4.2　軌道的調整或鋼軌更換

　　根據對大車運行軌道檢查測量結果，對軌道不直、軌距變化過大、兩條軌道相對高偏差過大的偏差過大的軌道，進行重新調整修復，可根據不同情況分別處理。如相對標高偏差太大時，則需分組采用鋼結構加固處理。對于磨損過大的鋼軌則需要更新處理。軌道調整更換工程竣工時，必須重新測量，保證軌道修理質量符合國家標準要求后，進行軌道二次灌漿后才能投入使用。

4.3　橋架修理

　　在檢查中，確定由于主梁下沉使車輪跨度、車輪垂直度發生變化引起“啃軌”或脫軌時，如果主梁拱度仍在水平線以上時，則可通過移動車輪位置解決跨度及垂直度的偏差；但主梁空載下撓度達跨度的1/1 500時，則應修復主梁，達到糾正輪距的目的。

　　在主梁修復過程中，除保證有足夠拱度處，仍需保證旁彎值符合標準要求，以克服小車車輪的“啃軌”。

4.4　大車傳動機構的調整

　　分別驅動的橋式起重機，兩組驅動機構的軸承和制動器，其松緊程度應調整成相同。如更換減速器和聯軸器傳動零件，宜兩邊同時更換。兩個大車的電機應為同一型號同一參數。

　　“啃軌”是引起起重機不安全運行因素之一，但在起重機的設計、制造、安裝、維修、使用等方面，依據國家有關法規和標準的要求，加強質量監督及安全監察，就一定能減少或避免“啃軌”的發生，確保起重機的安全運行。