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摘要：对引起桥式起重机啃轨现象的原因进行了简单阐述，指出轨道、车轮及桥架都可能引起啃轨。而通过分析探讨，得出在制造与使用过程中，对可能引起啃轨发生的部位进行重点检测，可有效降低或消除啃轨的发生，保证了设备的安全使用。
关键词：桥式起重机啃轨原因分析解决措施
中图分类号：TH21文献标识码： A
Analysis And Solution The Overhead Crane Rail Gnawing
Gao Haipeng
Tian Jin Special Equipment Inspection Institute, Tian Jin, 300192
Abstract: To briefly discuss the phenomenon of rail gnawing for the overhead crane, point out the track、wheel and rail bridge may cause the rail gnawing. Through the analyze and discussion, we conclud that in the process of manufacture and use, paying intensive detection on the parts that possibly causing rail gnawing, can effectively reduce or eliminate rail gnawing and ensure the safe use of the equipment.
Key words: overhead crane; rail gnawing; reason discuss; solution
0.引言
起重机械是从事物料搬运、装卸、运输或安装等作业的机械设备，在国民经济生产的各个部门都有广泛的应用，是现代化生产建设必不可少的重要工具。而桥式起重机以其操作灵活、维修方便、不占用地面作业区以及覆盖范围广等的优点，赢得用户青睐，从而得到了广泛的发展。
随着现代化程度的不断提高，人们对传统意义上的起重机械有了新的认识，对其的要求程度也越来越高，稳定性和使用寿命周期更是成为了现代起重机制造的基本目标。但由于制造安装的精度难以保证且各机构的累积误差大，都会给起重机带来不同程度的“病态”，而这些“病态”中，最为严重就是啃轨现象，它极大的威胁着起重机的安全。剔除可以由不正当操作使用所造成的，分析研究造成啃轨的原因就显得意义重要。
1.啃轨现象
所谓啃轨，就是桥式起重机大车或小车在运动过程中，车轮轮缘与轨道侧面接触，产生水平侧向推力，从而引起轮缘与轨道的摩擦及磨损[1]。当发生啃轨时，常常伴随着某些特征，如：轨道侧面有明亮的痕迹，严重时会带有毛刺；车轮轮缘内侧有亮斑并有毛刺；在运行过程中，车体歪斜，车轮跑偏；大车发出“嘶嘶”声或“吭吭”的响声。
啃轨现象的发生，在很大程度上影响着起重机的使用寿命，同时也对起重机的安全工作狀态构成威胁。啃轨将使得轮缘产生水平侧向力，导致轨道横向位移，使轨道的紧固螺栓松动；增大了大车、小车的运行阻力，迫使运行电动机或扭断传动轴的后果；使得车轮的使用寿命大大降低，严重时几个月就需更换，在一定意义上，增加了运行维护保养的成本，给企业带来了利润损失。啃轨最为严重的后果是起重机在行驶过程中突然脱轨，从而造成重大的人员伤亡及设备损坏事故。
2.啃轨原因
起重机啃轨现象表现形式多种多样，有时只有一个车轮啃轨，有时几个车轮同时啃轨，有时往返运行时同侧啃轨，有时往返运行时分别啃轨道两侧[2,3]。啃轨的原因有多种，可能是轨道、车轮、桥架因素造成的，还可能是由于其他因素。
2.1.轨道原因
在大车轨道安装过程中，需对轨距、直线度以及同一截面处的轨道高低差以及接头处的高低差进行准确测量。而轨道安装标准规定：同一截面处的轨道高低差不应超过10mm；轨道的直线度误差为±3mm；当轨距≤10m时，轨距不应超过±3mm；当轨距>10m时，轨距不应超过±15mm[4]。
当轨距超出了标准给定值时，会使得车轮不在踏面中间运行，造成轮缘与轨道侧面强行摩擦，从而产生啃轨现象；当轨道的直线度较差时，就会在轨道的局部或者某一轨道处引起啃轨；而当同一截面处的轨道高低差过大时，会使得起重机在运行中产生横向运动，造成较高的一侧轨道外侧被啃，较低的一侧轨道内侧被啃。
在小车轨道安装过程中，同样需要对轨距、直线度、同一截面处的轨道高低差以及轨道接头处的高低差进行准确测量。测量所得数据必须符合通用桥式起重机（GB/T14405-93）中所规定数值[5]。任何数据的偏差，都可能带来不同型式及程度的啃轨。
2.2.车轮原因
车轮制造及安装的质量问题会造成啃轨。由于起重机长期处于载荷工作状态，会使得主梁、端梁以及小车架发生一定程度的变形，从而造成了啃轨现象。
(1)车轮水平倾斜。因桥架变形造成端梁水平弯曲，使得车轮水平倾斜超差或是车轮安装时就已水平倾斜超差，这样车轮踏面中心线与轨道中心线形成一个夹角，两个主动轮同向倾斜，从而引起啃轨。
(2)车轮垂直度倾斜。因桥架变形造成车轮垂直度倾斜超差，使得车轮踏面中心线与理论中心线间存在一个夹角，当这个夹角超过标准值时，起重机在运行过程中，就极易引起啃轨。而此处的啃轨，主要是主动车轮的垂直度倾斜引起的，而与被动车轮无关。在起重机承载后，由于车轮垂直度倾斜，可能引起车轮踏面和钢轨顶面接触面积变小，单位面积上的压力增大，容易造成车轮磨损不均匀，严重时会在踏面上磨出沟槽。
(3)车轮外径大小不一致。起重机运行时，左右两侧的运行速度不一致，造成车体跑偏，使得轮缘与轨道强行接触摩擦造成啃轨。
(4)车轮不在同一平面内。在起重机的安装或桥架变形后，使得车轮不在同一平面内，且主动车轮轮压不等，从而引起啃轨。
(5)车轮同位差偏大。同一端梁上的车轮，由于桥架变形或是在安装时造成同位差较大，使得轮缘与轨道摩擦，从而产生啃轨。
(6)车轮锥度安装错误。正确安装锥度车轮，可通过车轮自身调节速度，达到两主动轮运行速度一致的目的。但安装错误，不仅起不到自身调节速度，还会使得超前的车轮更超前，滞后的车轮更滞后，最终导致车体跑偏，产生啃轨。
2.3.桥架原因
桥架是桥式起重机的主要承载部件，自重占整机重量的60%左右，且桥架的使用时间决定了起重机的使用寿命。因此，无论在制造还是安装中，桥架部分都应得到应用的重视。在制造检测中，应严格控制桥架对角线偏差，将其控制在标准规定的±5mm范围之内，同时将车轮基距控制在±7mm范围之内。无论二者中的那个指标超过标准值，都会使得桥架呈现平行四边形，从而造成啃轨。在安装中，如果主、端梁连接不合适，将会使得主、端梁产生扭劲，连接处的应力无法释放，从而引起啃轨的发生。
2.4.其它原因
除了轨道、车轮以及桥架外，还有一些因素也会造成啃轨，如：大车运行机构的电动机不同步或制动器的力矩不一致，使得车轮运行不同步，从而引起啃轨；由于零部件的磨损，造成联轴器间隙或齿轮啮合间隙过大，使得主动车轮在启动、制动时不同步，从而造成啃轨。
3.啃轨解决措施
造成啃轨现象的原因有很多，有时是单一因素作用，有时则是多个因素同时作用，只有找出引起啃轨的真正原因，才能从根本上有效的控制并解决啃轨。
在制造过程中，应对关键部位的关键尺寸进行重点把握，从根源上消除啃轨。
(1)车轮应严格按照图纸尺寸加工，减少车轮直径由加工引起的误差；在车轮组装配过程中，应使同一端梁上的两个车轮在同一直线上，如不在的话，其同位差应控制在标准范围内，与此同时车轮的垂直度也应控制在≤D/400范围内，其中D为车轮直径。
(2)轨道在安装过程中，应将轨道高低差、直线度、接头处高低差以及轨距控制在标准范围内，同时，对轨道压板及轨道螺栓进行全面检查，是否有漏焊或螺栓松动的现象，如有，应马上处理。
(3)每根主梁在焊接完毕后，应对拱度、腹板垂直度、旁弯进行检查，数据合格的可转入下一工序；在桥架组立完毕后，让其处在自由状态，对跨度、对角线、基距及端梁高低差进行重点检测，对旁弯、腹板垂直度、小车轨距、同一截面高低差、接头处高低差也一并检查，发现有不符合要求的，应采取相应措施进行整改，直至达到规范或相关标准要求。
(4)在起重机的使用过程中，应定期对起重机进行保养、维护，对可能引起啃轨的部位进行重点排查，发现可疑部位，应果断采取相关解决办法。
(5)通过加装水平导向轮，减少桥架的跑斜。
4.结论
通过分析可得，引起啃轨的原因有多种多样，但不同原因引起的啃轨都有着各自的特点。因此，在生产、使用、检验过程中，应正确判断起重机是否存在啃轨现象，通过观察与检测找出啃轨的真正原因，并采取相关的解决措施，只有这样才可以保证设备的正常运行，防止事故的发生。
参考文献：
[1]王福绵.起重机械技术检验[M].北京:学苑出版社,2000:136-137.
[2]冷冰冰,张品,杨青.起重机啃轨原因及案例分析[J].起重运输机械,2009,(7):75-76.
[3]包连武,苟迎春,姚文志.桥式起重机啃轨原因分析及改进对称[J].辽宁工程技术大学学报,2010,(5).
[4]GB/T10183-2005.桥式和门式起重机制造及轨道安装公差[S].
[5]GB/T14405-1993.通用桥式起重机[S].
作者简介：高海鹏(1985-)，男，汉族，山西太谷人，硕士。主要从事起重机械的检验与检测。
关键词：桥式起重机啃轨原因分析解决措施
中图分类号：TH21文献标识码： A
Analysis And Solution The Overhead Crane Rail Gnawing
Gao Haipeng
Tian Jin Special Equipment Inspection Institute, Tian Jin, 300192
Abstract: To briefly discuss the phenomenon of rail gnawing for the overhead crane, point out the track、wheel and rail bridge may cause the rail gnawing. Through the analyze and discussion, we conclud that in the process of manufacture and use, paying intensive detection on the parts that possibly causing rail gnawing, can effectively reduce or eliminate rail gnawing and ensure the safe use of the equipment.
Key words: overhead crane; rail gnawing; reason discuss; solution
0.引言
起重机械是从事物料搬运、装卸、运输或安装等作业的机械设备，在国民经济生产的各个部门都有广泛的应用，是现代化生产建设必不可少的重要工具。而桥式起重机以其操作灵活、维修方便、不占用地面作业区以及覆盖范围广等的优点，赢得用户青睐，从而得到了广泛的发展。
随着现代化程度的不断提高，人们对传统意义上的起重机械有了新的认识，对其的要求程度也越来越高，稳定性和使用寿命周期更是成为了现代起重机制造的基本目标。但由于制造安装的精度难以保证且各机构的累积误差大，都会给起重机带来不同程度的“病态”，而这些“病态”中，最为严重就是啃轨现象，它极大的威胁着起重机的安全。剔除可以由不正当操作使用所造成的，分析研究造成啃轨的原因就显得意义重要。
1.啃轨现象
所谓啃轨，就是桥式起重机大车或小车在运动过程中，车轮轮缘与轨道侧面接触，产生水平侧向推力，从而引起轮缘与轨道的摩擦及磨损[1]。当发生啃轨时，常常伴随着某些特征，如：轨道侧面有明亮的痕迹，严重时会带有毛刺；车轮轮缘内侧有亮斑并有毛刺；在运行过程中，车体歪斜，车轮跑偏；大车发出“嘶嘶”声或“吭吭”的响声。
啃轨现象的发生，在很大程度上影响着起重机的使用寿命，同时也对起重机的安全工作狀态构成威胁。啃轨将使得轮缘产生水平侧向力，导致轨道横向位移，使轨道的紧固螺栓松动；增大了大车、小车的运行阻力，迫使运行电动机或扭断传动轴的后果；使得车轮的使用寿命大大降低，严重时几个月就需更换，在一定意义上，增加了运行维护保养的成本，给企业带来了利润损失。啃轨最为严重的后果是起重机在行驶过程中突然脱轨，从而造成重大的人员伤亡及设备损坏事故。
2.啃轨原因
起重机啃轨现象表现形式多种多样，有时只有一个车轮啃轨，有时几个车轮同时啃轨，有时往返运行时同侧啃轨，有时往返运行时分别啃轨道两侧[2,3]。啃轨的原因有多种，可能是轨道、车轮、桥架因素造成的，还可能是由于其他因素。
2.1.轨道原因
在大车轨道安装过程中，需对轨距、直线度以及同一截面处的轨道高低差以及接头处的高低差进行准确测量。而轨道安装标准规定：同一截面处的轨道高低差不应超过10mm；轨道的直线度误差为±3mm；当轨距≤10m时，轨距不应超过±3mm；当轨距>10m时，轨距不应超过±15mm[4]。
当轨距超出了标准给定值时，会使得车轮不在踏面中间运行，造成轮缘与轨道侧面强行摩擦，从而产生啃轨现象；当轨道的直线度较差时，就会在轨道的局部或者某一轨道处引起啃轨；而当同一截面处的轨道高低差过大时，会使得起重机在运行中产生横向运动，造成较高的一侧轨道外侧被啃，较低的一侧轨道内侧被啃。
在小车轨道安装过程中，同样需要对轨距、直线度、同一截面处的轨道高低差以及轨道接头处的高低差进行准确测量。测量所得数据必须符合通用桥式起重机（GB/T14405-93）中所规定数值[5]。任何数据的偏差，都可能带来不同型式及程度的啃轨。
2.2.车轮原因
车轮制造及安装的质量问题会造成啃轨。由于起重机长期处于载荷工作状态，会使得主梁、端梁以及小车架发生一定程度的变形，从而造成了啃轨现象。
(1)车轮水平倾斜。因桥架变形造成端梁水平弯曲，使得车轮水平倾斜超差或是车轮安装时就已水平倾斜超差，这样车轮踏面中心线与轨道中心线形成一个夹角，两个主动轮同向倾斜，从而引起啃轨。
(2)车轮垂直度倾斜。因桥架变形造成车轮垂直度倾斜超差，使得车轮踏面中心线与理论中心线间存在一个夹角，当这个夹角超过标准值时，起重机在运行过程中，就极易引起啃轨。而此处的啃轨，主要是主动车轮的垂直度倾斜引起的，而与被动车轮无关。在起重机承载后，由于车轮垂直度倾斜，可能引起车轮踏面和钢轨顶面接触面积变小，单位面积上的压力增大，容易造成车轮磨损不均匀，严重时会在踏面上磨出沟槽。
(3)车轮外径大小不一致。起重机运行时，左右两侧的运行速度不一致，造成车体跑偏，使得轮缘与轨道强行接触摩擦造成啃轨。
(4)车轮不在同一平面内。在起重机的安装或桥架变形后，使得车轮不在同一平面内，且主动车轮轮压不等，从而引起啃轨。
(5)车轮同位差偏大。同一端梁上的车轮，由于桥架变形或是在安装时造成同位差较大，使得轮缘与轨道摩擦，从而产生啃轨。
(6)车轮锥度安装错误。正确安装锥度车轮，可通过车轮自身调节速度，达到两主动轮运行速度一致的目的。但安装错误，不仅起不到自身调节速度，还会使得超前的车轮更超前，滞后的车轮更滞后，最终导致车体跑偏，产生啃轨。
2.3.桥架原因
桥架是桥式起重机的主要承载部件，自重占整机重量的60%左右，且桥架的使用时间决定了起重机的使用寿命。因此，无论在制造还是安装中，桥架部分都应得到应用的重视。在制造检测中，应严格控制桥架对角线偏差，将其控制在标准规定的±5mm范围之内，同时将车轮基距控制在±7mm范围之内。无论二者中的那个指标超过标准值，都会使得桥架呈现平行四边形，从而造成啃轨。在安装中，如果主、端梁连接不合适，将会使得主、端梁产生扭劲，连接处的应力无法释放，从而引起啃轨的发生。
2.4.其它原因
除了轨道、车轮以及桥架外，还有一些因素也会造成啃轨，如：大车运行机构的电动机不同步或制动器的力矩不一致，使得车轮运行不同步，从而引起啃轨；由于零部件的磨损，造成联轴器间隙或齿轮啮合间隙过大，使得主动车轮在启动、制动时不同步，从而造成啃轨。
3.啃轨解决措施
造成啃轨现象的原因有很多，有时是单一因素作用，有时则是多个因素同时作用，只有找出引起啃轨的真正原因，才能从根本上有效的控制并解决啃轨。
在制造过程中，应对关键部位的关键尺寸进行重点把握，从根源上消除啃轨。
(1)车轮应严格按照图纸尺寸加工，减少车轮直径由加工引起的误差；在车轮组装配过程中，应使同一端梁上的两个车轮在同一直线上，如不在的话，其同位差应控制在标准范围内，与此同时车轮的垂直度也应控制在≤D/400范围内，其中D为车轮直径。
(2)轨道在安装过程中，应将轨道高低差、直线度、接头处高低差以及轨距控制在标准范围内，同时，对轨道压板及轨道螺栓进行全面检查，是否有漏焊或螺栓松动的现象，如有，应马上处理。
(3)每根主梁在焊接完毕后，应对拱度、腹板垂直度、旁弯进行检查，数据合格的可转入下一工序；在桥架组立完毕后，让其处在自由状态，对跨度、对角线、基距及端梁高低差进行重点检测，对旁弯、腹板垂直度、小车轨距、同一截面高低差、接头处高低差也一并检查，发现有不符合要求的，应采取相应措施进行整改，直至达到规范或相关标准要求。
(4)在起重机的使用过程中，应定期对起重机进行保养、维护，对可能引起啃轨的部位进行重点排查，发现可疑部位，应果断采取相关解决办法。
(5)通过加装水平导向轮，减少桥架的跑斜。
4.结论
通过分析可得，引起啃轨的原因有多种多样，但不同原因引起的啃轨都有着各自的特点。因此，在生产、使用、检验过程中，应正确判断起重机是否存在啃轨现象，通过观察与检测找出啃轨的真正原因，并采取相关的解决措施，只有这样才可以保证设备的正常运行，防止事故的发生。
参考文献：
[1]王福绵.起重机械技术检验[M].北京:学苑出版社,2000:136-137.
[2]冷冰冰,张品,杨青.起重机啃轨原因及案例分析[J].起重运输机械,2009,(7):75-76.
[3]包连武,苟迎春,姚文志.桥式起重机啃轨原因分析及改进对称[J].辽宁工程技术大学学报,2010,(5).
[4]GB/T10183-2005.桥式和门式起重机制造及轨道安装公差[S].
[5]GB/T14405-1993.通用桥式起重机[S].
作者简介：高海鹏(1985-)，男，汉族，山西太谷人，硕士。主要从事起重机械的检验与检测。