橋式起重機大車啃軌現(xiàn)象分析及改進
摘 要:論述橋式起重機大車運行中出現(xiàn)的啃軌現(xiàn)象,分析其原因,并針對性地提出解決措施,且應用于生產(chǎn)實踐中,取得較好的效果。
關(guān)鍵詞:橋式起重機; 軌道; 啃軌;分析;改進
0 前 言
橋式起重機在冶金、礦山等行業(yè)被廣泛使用,新鋼特鋼鋼管廠目前就有24臺橋式起重機在線使用。橋式起重機使用一段時間后,都會不同程度出現(xiàn)大車行走啃軌現(xiàn)象,尤其是使用多年的行車。特鋼鋼管廠原料車間和退火車間的行車大車行走啃軌嚴重, 造成設備故障經(jīng)常發(fā)生,增加了設備備件消耗和維修工作量,影響了該車間的正常生產(chǎn)。針對這一現(xiàn)象,我們從理論上進行了分析,從而提出改進措施。改進后設備運行正常,設備事故、故障停機率大大降低,保證了車間的正常生產(chǎn)。
1 判定啃軌的條件
橋式起重機系有軌運行,是車輪在專用的軌道上運行。.起重機軌道是用來支承起重機的全部重量,保證設備正常、定向運行的。所以選用橋式起重機軌道應滿足以下技術(shù)條件:
(1)軌頂表面能承受車輪的擠壓力;(2)軌底有一定的寬度以減輕對基礎的承壓;(3)應有良好的抗磨彎度。起重機在運行中,由于多種原因常出現(xiàn)軸向移動或軸向歪斜,從而使車輪與軌道側(cè)面接觸摩擦,受到輪緣與軌道構(gòu)成的約束。在約束運行時,輪緣車輪的輪軌接觸狀態(tài)(如圖1),這時車輪與鋼軌有兩個接觸點,A點在踏面上稱為承載點,B點在輪緣上或過度圓弧處稱為導向點。這種接觸摩擦方式造成了車輪緣摩損及軌道的側(cè)面摩耗,這種現(xiàn)象習慣上稱啃軌。
我廠兩個車間的起重機大車行走時發(fā)出吭吭聲,目測軌道側(cè)面有斑痕,軌道頂面有點斑,車輪輪緣內(nèi)側(cè)有亮斑。起重機運行時,在短距離內(nèi),輪緣與軌道間隙有明顯的改變,根據(jù)這現(xiàn)現(xiàn)狀可初步判斷為大車行走啃軌。
圖1
2 啃軌造成的嚴重后果
(1)啃軌對基礎、房梁、橋架的影響。起重機的運行啃軌,必然產(chǎn)生水平側(cè)向力。這種側(cè)向力將導致軌道橫向位移,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(jié)構(gòu)的穩(wěn)固。
(2)啃軌對生產(chǎn)、人身、設備造成的威脅。嚴重的啃軌會使起重機軌道嚴重磨損,導致行車運行時和車輪接觸不好而不能使用,直至更換,造成人力、物資的浪費,同時也給生產(chǎn)造成很大的影響。
起重機屬高空作業(yè),在運行中,特別是當軌道接頭間隙過大時,極易造成重大人身傷亡和設備事故。
(3)啃軌對電氣設備系統(tǒng)的影響。行車在運行中啃軌會產(chǎn)生相當?shù)淖枇?,從而增加了電力系統(tǒng)的負荷,由于運行中電流的增大而造成電氣元件和電動機功率的耗損。特別是大車運行開車時,由于啃軌增大了運行阻力,使電機在運行中超負荷運轉(zhuǎn),很容易造成電機過載燒毀。同時由于運行阻力大,也容易使傳動系統(tǒng)部件如軸等扭壞,我廠起重機在啃軌現(xiàn)象消除前,也經(jīng)常出現(xiàn)此故障。
3 啃軌原因的分析
3.1.1 大車在運行中出現(xiàn)啃軌,這是很嚴重的問題。在正常運行情況下,起重機車輪輪緣和軌道之間有一定的間隙,一般設計最大間隙為30-40mm,但由于某些原因如吊裝、運行中的一些因素造成車輪歪斜,使運行中的車輪與軌道的接觸面不在踏面中間,造成車體偏斜。當車體偏斜時,起重機的一側(cè)輪緣和軌道側(cè)面相擠壓,輪緣和軌道就產(chǎn)生了側(cè)面摩擦,從而造成輪緣和軌道的側(cè)面摩損,這是起重機偏斜啃軌的主要原因,也就是說盡管輪距和軌道跨度是正確的,但是車輪踏面的中心線與軌道的中心線不重合,當車體偏斜時,整個起重機靠著軌道一側(cè)接觸而行走,因此造成了車輪輪緣與軌道間的一側(cè)強行接觸,并使車輪和軌道嚴重磨損,因此就產(chǎn)生了啃軌。
輕微的啃軌會造成輪緣及軌道的側(cè)面有明顯的磨損痕跡,嚴重啃軌會造成輪緣和軌道的側(cè)面金屬剝落或輪緣向外變形。
啃軌的原因還有許多,如行車的橋架及基礎變形,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(chǎn)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。
當大車運行制動時,則產(chǎn)生縱向或橫向力。如大、小車同時制動,便產(chǎn)生一個合成制動力,使軌道承受一個斜向推力。這時如果軌道安裝成一側(cè)高于另一側(cè)時,起重機重心就會整個移向低的一側(cè),從而增加了軌道所承受的橫向力,使軌道的一側(cè)車輪緊夾在軌道外側(cè),造成啃軌,我們對以下幾方面做個重點分析:
3.1.2 車輪
首先檢查車輪外觀有無裂紋、踏面剝落、壓陷等。早期的磨損使車輪出現(xiàn)踏面壓潰或磨成平面.輪緣的厚度磨損≤5%,踏面磨損≤1.5%,踏面無麻點,則車輪合乎使用標準。
(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(zhuǎn)速下,兩邊的行程不相等,造成啃軌。
(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:
A 四個車輪的安裝位置不在矩形的四角。同側(cè)中心不在一條直線上,車輪偏斜,這時不管是主、被動輪都會造成啃軌。
①如圖2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。
②如圖3所示,車輪位置呈梯形,啃軌位置在同一條軸線上,L1<L2、D1=D2,若輪距過大,同時啃軌道內(nèi)側(cè),若過小,則啃軌道外側(cè)。
圖2 啃軌現(xiàn)象之一
圖3 啃軌現(xiàn)象之二
B 車輪在水平面內(nèi)的位置偏差造成二種啃軌現(xiàn)象。
① 如圖4所示,一個車輪有偏斜時,當向一個方向運行時,車輪啃軌道的一側(cè),當反向運行時,又啃軌道另一側(cè),此現(xiàn)象較輕。
② 如圖5所示,當向一個方向運行時,車輪啃軌道的一側(cè),而反向運行時,同一車輪又啃軌道另一側(cè),此現(xiàn)象較為嚴重。
圖4 啃軌現(xiàn)象之一
圖5 啃軌現(xiàn)象之二
3.2 軌道
由于軌道安裝不正確、不符合安裝技術(shù)要求,而造成軌道跨度公差及兩根軌道相同跨度標高誤差超標等,都能造成大車運行啃軌。如大車軌道安裝質(zhì)量不好,軌道的水平彎曲過大,當超出跨度公差時,必然引起車輪輪緣與軌道側(cè)面摩擦,即引起運行啃軌。
4 整改措施
我廠5噸、10噸橋式起重機軌道采用的是P38型鋼軌,采用壓板,騎卡固定。根據(jù)上述分析,我們一一檢查發(fā)現(xiàn):
(1)軌道的水平彎曲過大。如圖6
(2)軌道同跨度高低誤差過大,最大誤差達45mm,嚴重超標如圖7
圖6 大車軌道水平彎曲
圖7 大車軌道同跨度高低誤差
問題主要出在軌道上,我們決定對其進行整改,以調(diào)整高低誤差為主,同時附帶調(diào)整軌距偏差。采用加墊板法來調(diào)整,選用普通鋼板,其厚度按軌道實測高低誤差選定,墊板要求表面平整、無凹凸,外形尺寸寬度不得超過軌道壓板20mm,軌道下面要填實,不得有懸空現(xiàn)象,用帶螺栓的壓板固定在下面梁上,這種方法結(jié)構(gòu)經(jīng)濟、可靠、效果好,簡單易行。
5 結(jié)束語
我們采用加墊板固定方式修復大車運行軌道,經(jīng)過復檢,修復后的大車軌道水平彎曲,同截面兩根軌道高低誤差合乎使用標準,驗收合格,現(xiàn)正用于生產(chǎn)。經(jīng)過一年的時間證明,經(jīng)過修復的起重機大車軌道消除了啃軌現(xiàn)象,設備運行狀況良好,減少了維修次數(shù),節(jié)約備件資金,減少了設備事故,為企業(yè)提高經(jīng)濟效益提供了有力的保證。
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