浅谈桥式起重机啃轨现象分析及改进

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  摘 要:目前,桥式起重机对于现代工业生产而言,具有重要的价值,而在实际应用中啃轨现象则是经常遇到的问题,其会严重影响起重机的工作效率,并且也会危及其运行安全性。所以,结合实际的经验,本文就桥式起重机啃轨现象进行了分析,并且提出实际的改进措施,在搭配上案例分析,希望可以起到一定的借鉴作用。
  关键词:桥式起重机;啃轨;现象;改进
  在当前的工业生产中,起重机发挥了重要的作用,而作为桥式起重机,其本身是否可以满足安全稳定运行的要求,对于工业的安全生产也会带来直接的影响。在实际运行环节,一旦出现啃轨的情况,就会对运行的安全性和稳定性造成直接的影响。在理想状态下,起重机本身能够平稳的运行,主要是在轨道上车轮不会出现侧向滑移,并且轨道侧面和轮缘也不会彼此的接触,但是在实际之中因为各个方面的原因,就可能导致两者出现接触的问题,最终导致啃轨的情况出现。所以,希望就本文的分析,能够对其有深入的探讨,并且还能够对桥式起重机的运行质量加以改善。
  1  啃轨的定义
  所谓啃轨,也就是在起重机大车或者是小车运行过程中,其车轮的轮缘与轨道侧面需要保持一定的间隙。但是因为其出现了水平的侧向推力,就会导致轨道与轮缘之间出现相互的摩擦以及磨损,这样的现象就被称之为啃轨[1]。
  2  啃轨的危害
  2.1降低寿命
  一般来说,起重机车轮都是使用的铸钢,在通过淬火等一系列工序之后,可以拥有长达10年的使用时间。但是一旦出现啃轨的情况,就会大幅度的减小车轮的寿命,从而直接影响生产效率和生产安全。
  2.2磨损轨道
  啃轨,主要是因为轨道与车轮出现了刚性接触,导致轨道在一定程度上会出现磨损,并且随着磨损量的进一步增加,就会减小起重机大小车的稳定性,从而对其安全产生影响[2]。
  2.3脱轨危险
  一旦车轮或者是轨道出现严重磨损的情况,就会导致车轮爬到轨道的顶面,最终出现大小车脱轨的现象,进而引发安全事故。
  2.4影响结构
  起重机啃轨的时候,会出现震动与噪声,并且在起重机运行的时候回游水平侧向力的出现,这样就会导致起重机出现不正常的振动,最终引起整体的振动现象,从而受到一定的损害[3]。
  3  啃轨的原因分析
  在现实生活中,会出现多种多样的啃轨表现,有的时候可能只会出现一个车轮啃轨,但是也会出现几个车轮同时啃轨的现象,并且在往复的时候还可能会出现两侧分别啃轨的情况。产生啃轨的因素有很多,还需要针对具体的情况做好针对性的分析,针对经常出现的啃轨原因,其主要表现在:
  3.1轨道缺陷
  如果轨道本身的安装质量不达标,或者是随着时间的推移,轨道会出现较大的变形,这样就可能会引起啃轨的情况出现。一旦轨道出现变形,往往是在轨道的某一段,因此,这一种原因导致的啃轨出现往往就会出现在局部的某一段。所以,一旦对安装质量把控不严格,就会出现一端小、一端大的问题,呈现出“八字形”,这样就会在行驶过程中出现轨道的内侧与外侧磨损的现象。如果出现同一跨度的两根轨道相对标高差偏大,就会导致大车和小车在实际的行驶过程中出现横向的位移,从而引发啃轨的情况出现。一旦规矩是因为某一种原因而出现了超差,就会导致轨道侧面与轮缘无法相互的接触,最终出现摩擦啃轨的情况。最后,考虑到实际使用过程中的负荷较大或者是长时间运行的原因,这样也会导致轨道的固定压板出现连接松动的情况,最终改变轨道的位置,引发啃轨的问题[4]。
  3.2车轮缺陷
  在车轮的制造与安装过程中一旦出现质量缺陷,就会导致啃轨的现象出现。随着起重机的持续使用或者是当其长时间处于荷载状态下,就会导致主梁、车架以及端梁出现变形,这样就会导致车轮歪斜与跨度的变化,进而造成啃轨。所以,车轮不规范的安装或者是因为其余的原因,就可能引发四个车轮不再一个平面内或者是轮压不等,最终造成啃轨。因为桥架变形导致端梁水平弯曲或者是车轮垂直偏斜超差的问题,也会引起啃轨。
  4  桥式起重机啃轨的解决措施
  为了能够避免轨道缺陷,首先还需要遵守对应的施工安装规范,能够确保安装之后的倾斜度、规矩、重合度等都能够处于允许的偏差范围内。针对这一方面的问题,还需要聘请专业的队伍来进行对应的整治。如轨道出现问题在同跨度高低差较大的時候,在实施整治的过程中,就需要将调整高低差作为主体,并且附带对轨距偏差的调整,具体而言,还需要通过加垫板的方式来做好对应的调整处理。
  针对车轮缺陷所引起的啃轨现象,首先就需要提升车轮的实际制造质量,将轮径差减小,这样才可以确保其尺寸一致。如果主动轮的直径差已经超出了规定范围,那么久需要重新的进行加工,确保其达到同一基本尺寸。一旦车轮出现垂直偏斜超差,那么久需要做好垂直偏斜值的校正处理。一旦车轮出现向右偏,那么就需要在左侧加垫,反之亦然[5]。
  5  桥式起重机啃轨现象分析及改进的实证分析
  5.1设备概述
  在某电厂使用桥式起重机,其额定起重量为75/20T,工作级别为A5,跨度为31.5m,主要是在火力发电机组的大修、日常的检修、维护等工序之中使用,其本身的使用频率相对较低。在本次的检查中,发现小车啃轨的现象,主要是其轨道的侧面存在磨痕。
  5.2小车啃轨现象
  5.2.1小车啃轨表现形式
  当出现啃轨的情况,其轨道的侧面与内侧之间存在痕迹,并且与顶面也会有明显的亮斑出现。在实际运行中,轮缘和钢轨会有明显的间隙出现,并且伴随了扭摆、走偏等现象,其车轮踏面与轨道中心线存在彼此偏离的情况,这样就会实现其方向的改变,其小车车体存在偏移的倾向,这样就可以对小车啃轨的情况加以判定。   5.2.2小车啃轨危害
  小车啃轨,会对轨道产生水平侧向力,进而引发轨道松动的情况出现。在实施起吊的过程中,吊物本身就会出现大幅度的摆动现象。当实际的运行阻力增大的时候,其传动机构本身就会存在超负荷的状态,并且引发电机烧毁、断轴等情况,最终就会导致小车出现脱轨的事故。
  5.3小车啃轨的原因及分析
  5.3.1小车啃轨的原因
  第一,当小车车轮的轮缘与轨道间隙过小,在实际的运行过程中就会让轨道与车轮出现相互的摩擦,就会直接导致啃轨的情况发生。第二,起重机本身的主梁有上拱度,主要的方向就是帮助主梁提升其实际的承载力。第三,在日常的操作中,歪拉斜吊情况较多,如此就会导致小车出现歪斜的情况,最终使得一个侧面出现摩擦与挤压的情况,从而引发啃轨现象的出现。
  5.3.2原因分析
  第一,调整小车车轮垫片,满足0.5mm的标准要求。对于加装的具体位置,为主动侧南侧车轮端梁弯板之间设置两片,在垂直定位键设置一片。对于北侧的车轮,则需要在轴承箱水平定位键设置一片,端梁的弯板设置一片,在南侧的车轮垂直定位键设置一片。第二,测量主梁上拱度,F北=26.5mm,F南=16mm,起重机主梁拱度不属于标准范围之内,并且小车出现啃轨,主要是因为主梁本身的上拱度消失所引起的。第三,在操作环节,需要按照既定的规程来执行起重机一系列的操作,不得出现任何的歪拉斜吊的情况。如果已经排除这一问题,就不需要在进行探讨。
  5.3.3效果检查
  第一,针对起重机,需要实施静负荷拉力试验,其试验的载荷为43T,其衡量变形为21mm。在进行试验之后做好对应的检查,其轨道侧面与车轮轮缘之间得间隙偏小,其钢轨的侧面同车轮的轮缘存在彼此摩擦的痕迹,并且车轮的踏面与中心线也出现偏离的现象,不过车体本身依旧是倾斜于南边,但是小车啃轨的情况却没有被消除。第二,将主梁上拱度直接降低到安全的标准范围之内。随着其本身的结构,就会出现主传动轴支架下移的问题。通过实验、分析与对应的检修处理,调整其垫片本身的厚度,也无法满足啃轨的问题。所以,就需要恢复主梁的上拱度,这样才能够解决小车啃轨的问题。
  5.4主梁修复方法
  5.4.1电焊法
  使用电焊法的时候,需要严格的控制焊接工艺,并且要确保其修理的质量达到既定的要求。在开展焊接的过程中,如果测量无法满足及时性的要求,最好是规避这一种方式。
  5.4.2预应力矫正法
  一般来说,在主梁宽度≤22.5m的起重设备上就可以使用预应力矫正法,所以,一般情况下都不会考虑这一种方式的使用。
  5.4.3火焰矫正法
  基于金属热塑性变形的原理,将主梁的中部顶起,针对金属变形的位置,可以利用火焰进行加热处理,然后实现主梁的起拱。一旦底部加热区域冷却的时候,就会向上产生永久的拱起变形,这样就会让底部的金属出现收缩,从而达到主梁拱度恢复的目标[6]。
  5.5火焰矫正方案
  5.5.1检修前的准备工作
  完善桥架的把杆,并且将需要在工序之中所使用的脚手架和加固主梁槽钢都加以完善。确保起重机本身处于安全的位置上,在无驾驶室的一端实现小车的固定处理。利用千斤顶来顶起主梁中间,然后从另一端直接脱离轨道面。
  5.5.2火焰矫正法
  基于加热变形的要求,当加热区域越靠近于主梁跨中,那么就会出现越大的上拱度变化,反之,就会呈现出相反的变化,一共布设加热区域8个,其实际的位置都处于筋板上。在实施校正处理之前,首先可以加热1和8,然后加热3和6,等待完全冷却之后,将千斤顶直接松开,对主梁拱度变化进行测量,如果变形的位置与需求的变形数值相差较小就可以再进行2和7位置的加热;如果相差较大,就需要进行4和5位置的加热,等待冷却之后将千斤顶松开,再测量其数据,等待加热区位置确定之后,纸质满足目标后即可。
  5.5.3注意事项
  第一,防范出现过宽的加热区,等待加热之后,实现其冷却,如果热塑性本身出现的压缩变形量较小,这样就会影响到矫正的实际要求。第二,在同一个部位上,应该防范出现多次的加热处理,这样会一宁乡其本身的机械性能。第三,不能加热桥架主梁的跨中,很难对上拱度加以控制,并且还容易损坏主梁。
  5.5.4矫正后的加固
  第一,在进行主梁矫正之后,为了能够满足可靠、稳定的工作,就需要做好对应的加固处理。其可以采用主梁下端加焊“U”形箱的方式。第二,加固的基本原则。能够确保主梁上拱度本身的稳定性,加固的材料重量不会超出起重机10%的自身重量,一般来说,其槽钢厚度为1cm,槽钢的密度为7.83g/cm3,其宽度分别为77cm和26cm;起重机的跨度31.5m;起重机本身的总重量为91137kg,加固使用的槽钢重量为6379.695kg。加固槽钢占据的起重机达到总重量的7%。第三,加固方法。在主梁的下端加焊槽钢,并且将钢板焊接成为U形箱,让其可以贴紧在主梁下端进行焊接,然后在U形箱下面,在每间隔5m的位置上,直接喊上一块宽度200mm,厚度10mm的钢板,将其直接横跨在两块箱体之间,并且两块U形箱需要同时的进行焊接。在整个施工过程中,都需要进行测量检查,在焊接加固的过程中,就会直接对主梁的上拱产生直接的影响。如果在主梁的单侧焊接会产生旁弯,所以就需要注重变性规律的分析,这样才可以避免出现反复的矫正。
  5.6效果检查
  5.6.1检查方法
  通过水准仪法,就可以测量主梁的上拱度。通过一定载荷的悬吊,就可以开展静负荷拉力的试验处理,通过主梁弹性变形量的测量,在实施空载的时候,还需要恢复其主梁的弹性变形。
  5.6.2小车啃轨现象消除
  在加固主梁的过程中,将原本加装的垫片直接全部取出来,然后检查小车的空载,确保车轮的踏面与轨道的中心线保持相互的一致,并且轮到间隙与车轮的轮缘也不会存在明显的变化,还需要考虑到间隙本身的均匀性。在实施小车的行走、制动、启动过程中,就不会有扭摆、走偏等问题的出现,因此,就会直接消除其啃轨的问题。
  5.7巩固预防措施
  5.7.1承载荷重措施
  第一,在进行重物承载中,需要确保各个部位均匀的受力,得到出现重物拖拉拽吊的问题,需要基于实际问题,选择安全合理的起吊方式。第二,在起吊荷载的时候,还需要对小车的实际运行情况进行观察,避免其出现异常的现象。
  5.7.2日常维护保养措施
  第一,在驾驶室一端停靠小车,但是不能再主梁中间位置上,这样可以控制主梁实际承受的重力。第二,对于是否出现了新的摩擦痕迹进行检查,并且对其实际的间隙变化量做好对应的分析与处理。第三,在实现行走的过程中,其中心线是否一致,也是需要重点进行关注的问题。
  6  结语
  总而言之,一旦桥式起重机出现啃轨的现象,就会造成诸多的危害,从而导致车轮与轨道的使用寿命被大幅度的降低,这样还会增大起重机运行机构的运行阻力,从而增加运行电机以及减速器的负载。所以,这对桥式起重机的啃轨现象,就需要采取对应的措施,这样才可以避免啃轨的现象,最终提高啃轨的寿命。
  参考文献:
  [1]章倬.桥式起重机故障诊断及处理[J].机电信息,2016(24):65-66.
  [2]陈宏意.桥式起重机若干常见故障及处理对策分析[J].中国科技信息,2016(07):78-79.
  [3]芦莹莹,冯俊.桥式起重机啃轨原因分析及解决方法[J].科技视界,2015(30):115+170.
  [4]蔡子平.雙梁桥式起重机啃轨原因分析及改进措施[J].科技经济市场,2015(08):162.
  [5]唐亮.桥式起重机啃轨分析及维修[J].柳钢科技,2014(04):61-62.
  [6]吴晓勇.桥式起重机故障分析与监控系统方案设计[D].武汉轻工大学,2014.
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