起重机啃轨现象的分析和检验方法的探讨

来源：职称驿站所属分类：机械论文发布时间：2011-05-03 13:56:42浏览：次

　　摘要:起重机的啃轨形式多样，有的是轨道问题，有的是车轮问题，也有的是车轮和轨道都有问题，也有的是桥架结构产生变形而引起的。不同啃轨情况有不同的原因。本文针对起重机运行机构啃轨现象进行分析，并提出了有效的处理方法。
　　关键词:起重机；啃轨；检验；分析
　　起重机运行时，车轮轮缘和轨道接触，产生挤压摩擦，增加了机构的运行阻力，并造成轮缘或轨道严重的磨损，这就是车轮啃轨。车轮啃轨很难避免，轻微啃轨不影响起重机正常使用，啃轨严重时会产生较大响声和震动，车轮轮缘和轨道剧烈磨损，使车轮和轨道短时期内报废，还增加运行阻力，使起重机运行过程中扭摆，造成安全隐患，影响起重机的正常工作。
　　1啃轨的危害
　　起重机运行中发生啃轨现象,一方面影响起重机的正常使用,另一方面严重降低起重机的使用寿命,影响程度与运行时啃轨的程度有关,一般说来起重机运行啃轨造成的危害如下。
　　1．1降低车轮的使用寿命
　　在正常情况下,经过工频表面淬火的车轮,可以使用10a或更长的时间。但是对于一些啃轨较严重的起重机,车轮只能用1～2a,甚至有的车轮只能用几个月,当轮缘磨损超过原厚的50%时,车轮就必须更换,这不仅影响了生产使用,而且也造成了不应有的浪费。
　　1．2对轨道的磨损
　　严重的啃轨会将起重机钢轨磨成台阶状,直至不能使用而需要更换为止。
　　1．3增加大车和小车的运行阻力
　　啃轨严重时,在使用中发现,当把控制器的手柄放在一、二档时则开不动车,这说明啃轨时阻力很大。根据测量,严重的起重机啃轨,它的运行阻力将增加1.5～3.5倍。由于运行阻力的增加,将增大运行电动机的功率消耗和机械传动机构的负荷,严重时可能发生烧坏电动机或扭断传动轴等设备事故。
　　1．4对厂房结构的影响
　　由于起重机运行啃轨,必将产生水平侧向分力,这种侧向分力将导致钢轨横向位移,使轨道紧固螺栓松动。另外由于运行啃轨将引起整台起重机有较大的振动,这将不同程度的影响厂房结构的使用寿命。
　　1．5造成脱轨的危险
　　啃轨严重时,特别是遇到轨道接头的间隙较大,轮缘可能爬至轨顶造成脱轨事故。对于目前生产的外侧单轮缘的小车车轮,当两根轨道的距离减小到一定程度时,更易产生脱轨的危险。
　　2啃轨的表现形式
　　起重机啃轨的表现形式有多种,主要有以下几种:
　　(1)钢轨头部侧面有一条明亮的磨损痕迹,严重时,痕迹上带有毛刺,有铁屑出现。
　　(2)车轮轮缘内侧有亮斑,严重的啃轨现象,会使轮缘与轨道侧面的金属剥落或轮缘变形。
　　(3)起重机行使时,在短距离(10m)内车轮轮缘与钢轨的间隙有明显的改变,有时一个车轮啃轨,有时两个车轮同朝一个方向啃轨,有时四个车轮同朝一个方向啃轨,有时往返运行同侧啃轨,有时往返运行分别啃磨两侧
　　等等。
　　(4)起重机在运行中,特别是在启动、制动时,车体走偏、扭摆,啃轨严重时,还会发出较响的摩擦声。
　　3啃轨的原因分析
　　龙门起重机大小运行车轮啃轨的原因多种多样,通过实际运行情况的分析,主要是由于车轮、轨道、起重机金属结构、传动系统以及工人不规范操作引起的。具体分析如下:
　　3．1车轮安装不当引起的啃轨
　　(1)车轮安装的水平偏差过大,车轮水平偏差不应超过L/1000,L为车轮测量直径在平行基准线上的投影长度。车轮安装的水平偏差过大,就使车轮滚动面中心线OO与轨道中心线O′O′形成一个夹角(如图1a)。当α角到一定程度时,必然会发生啃轨现象。
　　在使用过程中,由于多种原因使桥架结构发生变形,致使许多车轮的水平偏斜大大的超出公差范围,即车轮的中心线与轨道中心线形成一夹角。水平偏斜超差引起的啃轨原因。如同汽车司机转动方盘后,汽车的两个前轮水平偏斜,这时开动汽车,不管是向前还是向后汽车总是绕弯运行,即一侧要超前于另一侧。而起重机与汽车不同,起重机有轮缘有轨道不允许绕弯运行,便造成轮缘与轨道的接触来克服这种一侧欲超前于另一侧的现象,即产生啃轨。车轮水平偏斜引起啃轨,不管是主动轮还是被动轮都会有同样的作用。但是若同一端的两个车轮或同一侧的两个车轮,其水平偏斜方向相反,则有明显的相互抵消作用,这一点在车轮修理调整时应加以利用。
　　(2)车轮安装的垂直偏差过大。车轮垂直偏差不应超过H/400(H为车轮测量高度在垂直方向的投影)。车轮安装的垂直偏差(图1b)超过此值时车轮滚动面与钢轨踏面的接触面积减小而单位面积的压力增大,车轮滚动面上常常形成环型磨损的沟槽,并且总是啃钢轨的同一侧,而且行使时还会发出嘶嘶的啃轨声。
　　车轮垂直偏斜超差引起啃轨,主要是主动轮,与被动轮无关,尽管被动轮垂直偏斜超差不会引起啃轨,但是从车轮轴承的均匀受力及车轮踏面与轨道的接触面考虑,亦不允许被动车轮的垂直偏斜超出公差。同一侧两个车轮的垂直偏斜方向应相反,且应向外侧偏斜,因为这种垂直偏斜当结构承载后,将减少车轮的垂直偏斜。
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　　图1车轮安装引起的啃轨
　　3．2轨道安装不符合要求引起的啃轨
　　经调查发现不少使用单位的大车轨道安装质量不佳,轨道的相对标高和直线性相差太大,轨道跨度不对,有大坡度,轨道接头不平直和顶面上有油污和冰霜,都会造成啃轨。特别是小车轨道,当起重机桥架结构发生变形时,将引起小车轨距的变化,实践证明:当起重机主粱下挠后,小车两根轨道的距离将变
　　小,当超出一定数值时,对于双轮缘小车车轮,必然要啃轨道的内侧。这种现象与其它啃轨不同,即小车往返运行时,两根轨道的内侧紧夹两个车轮的内轮缘,这种现象又称为夹轨。大车运行一般正常,只是在一定区段上发生啃轨,可能是啃道区段的轨道跨度不对。当大车运行到某一段轨道时,车体突然倾斜,造成一条轨道啃内侧,另一条轨道啃外侧,走过这一区段后,起重机能自动走正,这是由于啃轨区段的两条轨道的相对标高相差太大。当起重机轨道上有油和冰霜等,或者轨道突然下沉,启动时驱动轮易打滑,使车体扭斜而啃轨。
　　3．3传动系统引起的啃轨
　　齿轮传动系统间隙不均或传动轴上的键有松动时,在启动时其车轮因此而滞后转动,造成两个主动车轮转速不一致而使车体扭转啃轨。更换一个新主动轮,造成两个主动轮直径差过大,或两个主动轮磨损程度不同造成直径差过大,或其中一个主动车轮有卡住现象,都会引起两个主动车轮转速不一致,使车体扭