論通用橋門式起重機(jī)小車架的一個(gè)設(shè)計(jì)缺陷

顏朝友

（福建省特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院，福建 福州350008）

0 引言

隨著工業(yè)發(fā)展，起重機(jī)械越來越成為工業(yè)生產(chǎn)不可缺少的設(shè)備，而橋門式起重機(jī)作為最常用的起重機(jī)，在工廠企業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。但由于我國起重機(jī)制造業(yè)設(shè)計(jì)思想較為落后，很多起重機(jī)生產(chǎn)企業(yè)沒有考慮到通用橋門式起重機(jī)小車架上有一個(gè)設(shè)計(jì)缺陷，即小車架上起重機(jī)卷筒排繩處一塊加強(qiáng)板經(jīng)常與起重機(jī)鋼絲繩刮擦，磨出繩槽，嚴(yán)重時(shí)鋼絲繩甚至被磨斷，不僅影響了起重機(jī)小車架的整體強(qiáng)度，而且起重機(jī)鋼絲繩因與該加強(qiáng)板刮擦而容易斷絲斷股，也嚴(yán)重影響了起重機(jī)的整體安全性和經(jīng)濟(jì)性。因此，本文就小車架上這個(gè)缺陷進(jìn)行分析和研究，旨在引起起重機(jī)設(shè)計(jì)制造單位、使用單位及檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)注意，達(dá)到消除缺陷的目的。

1 小車架的主要結(jié)構(gòu)

小車架是支撐和安裝起升機(jī)構(gòu)和小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)，要求有足夠的強(qiáng)度和一定的剛度，且重量輕。在保證強(qiáng)度和剛度足夠的前提下，減輕重量對于降低小車的輪壓及減輕橋架負(fù)載、節(jié)約鋼材等都有一定的意義。目前我國制造的通用橋門式起重機(jī)小車屬于四支點(diǎn)形式，小車架采用鋼板焊接，主要用于支撐和安裝橋式起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)和小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)，其主要結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括2根順著小車軌道的縱梁和2根或數(shù)根與之相垂直的橫梁?？v梁支承在車輪的軸承上，橫梁與縱梁焊在一起，形成一剛性整體。為了保證機(jī)構(gòu)強(qiáng)度，通常小車架橫梁中間焊接有加強(qiáng)板。

圖1 通用橋門式起重機(jī)小車架主要結(jié)構(gòu)圖

2 使用過程中發(fā)現(xiàn)的缺陷及原因分析

2.1 發(fā)現(xiàn)的缺陷

檢驗(yàn)人員在多家使用單位的多臺(tái)通用橋門式起重機(jī)檢驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)，起重機(jī)小車架上橫梁中間排繩位置的加強(qiáng)板容易被磨出繩槽（圖2），嚴(yán)重的甚至被磨穿，從而影響了起重機(jī)小車架的整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度。同時(shí)，起重機(jī)鋼絲繩與加強(qiáng)板之間金屬與金屬摩擦，鋼絲繩容易發(fā)生斷絲斷股，影響其使用壽命，造成鋼絲繩更換頻率加快。

圖2 加強(qiáng)板被磨出繩槽

2.2 缺陷原因分析

引起該缺陷的主要原因如下：（1）設(shè)計(jì)不合理，如圖3（a）所示，應(yīng)該在強(qiáng)度和剛度設(shè)計(jì)計(jì)算中不考慮使用該加強(qiáng)板。（2）起重機(jī)使用過程中歪拉斜吊，如圖3（b）所示，或操作不當(dāng)以及大車快速制動(dòng)引起重物晃動(dòng)，導(dǎo)致起升鋼絲繩與加強(qiáng)板發(fā)生刮擦。隨著時(shí)間增加，刮擦次數(shù)增多，該加強(qiáng)板被漸漸磨出繩槽，甚至被磨穿。（3）卷筒上鋼絲繩過長，導(dǎo)致鋼絲繩排繩位置與加強(qiáng)板距離過近，如圖3（c）所示，隨著重物提升，起重機(jī)鋼絲繩不可避免地與該加強(qiáng)板發(fā)生刮擦。（4）加強(qiáng)板設(shè)置不當(dāng)，部分起重機(jī)加強(qiáng)板加工成大T字形狀，導(dǎo)致其更容易與起升鋼絲繩刮擦。

圖3 起重機(jī)運(yùn)行工況

3 改進(jìn)方法和使用注意點(diǎn)

該缺陷大量存在，嚴(yán)重影響了起重機(jī)小車架整體強(qiáng)度和剛度，特別是縮短了起重機(jī)鋼絲繩壽命，導(dǎo)致了危險(xiǎn)的存在，因而必須加以改進(jìn)。（1）首先從設(shè)計(jì)制造上必須取消在小車架上布置該加強(qiáng)板。為了不影響起重機(jī)小車架強(qiáng)度和剛度，在小車架設(shè)計(jì)制造上，就要考慮增加橫梁和縱梁的尺寸和鋼板厚度，而筆者也發(fā)現(xiàn)了一些新出廠的通用橋門式起重機(jī)小車架已經(jīng)沒有了加強(qiáng)板。（2）使用過程中，首先是要避免吊裝過程中存在的歪拉斜吊，特別是起重機(jī)司機(jī)操作時(shí)，要避免大小車的急速制動(dòng)，從而避免重物嚴(yán)重晃動(dòng)，導(dǎo)致起升鋼絲繩與加強(qiáng)板刮擦。（3）更換鋼絲繩時(shí)，要避免卷筒上鋼絲繩纏繞過多，導(dǎo)致鋼絲繩端部排繩位置與加強(qiáng)板位置過近。（4）對于加強(qiáng)板已經(jīng)被磨損甚至磨穿的起重機(jī)小車架，首先可以與制造企業(yè)聯(lián)系，查詢起重機(jī)小車架設(shè)計(jì)制造時(shí)安全系統(tǒng)是否留有余量，是否可以取消此處加強(qiáng)板。圖4是某企業(yè)自己對該加強(qiáng)板的改進(jìn)方法：在該加強(qiáng)板下部割出繩槽位置，重物晃動(dòng)時(shí)，鋼絲繩恰好在繩槽位置自由貫穿，避免刮擦；同時(shí)加強(qiáng)上部位置結(jié)構(gòu)，取得了較好的效果。（5）起重機(jī)使用單位維修人員需在日常檢查過程中對此處加強(qiáng)板進(jìn)行重點(diǎn)檢查，避免由于刮擦導(dǎo)致加強(qiáng)板被磨穿。另外，還要加強(qiáng)對鋼絲繩的日常檢查。

圖4 企業(yè)自制改進(jìn)方法

4 檢驗(yàn)注意點(diǎn)

由于該結(jié)構(gòu)的小車架在現(xiàn)存橋門式起重機(jī)中大量存在，因此對于起重機(jī)檢驗(yàn)人員來講，必須在檢驗(yàn)時(shí)予以重視，要告知使用單位負(fù)責(zé)人需加強(qiáng)此處加強(qiáng)板和鋼絲繩的日常檢查。由于使用單位在更換鋼絲繩時(shí)往往會(huì)增加鋼絲繩長度，以便在前端鋼絲繩斷絲斷股時(shí)截短，繼續(xù)使用后端鋼絲繩，這樣就會(huì)導(dǎo)致卷筒上鋼絲繩過多，鋼絲繩排繩位置與加強(qiáng)板過近，從而造成鋼絲繩與加強(qiáng)板刮擦。因此，要讓使用單位維修人員知道，卷筒上鋼絲繩布置過多不會(huì)延長鋼絲繩壽命，由于有加強(qiáng)板存在，反而更容易讓鋼絲繩壽命縮短。

5 結(jié)語

現(xiàn)存橋門式起重機(jī)小車架中存在的加強(qiáng)板與鋼絲繩刮擦的設(shè)計(jì)缺陷，會(huì)影響起重機(jī)小車架整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度，特別是起重機(jī)鋼絲繩，其會(huì)由于刮擦導(dǎo)致斷絲斷股加速，從而造成嚴(yán)重的安全隱患。因此，對該缺陷必須予以重視，通過設(shè)計(jì)制造、使用以及檢驗(yàn)等多個(gè)環(huán)節(jié)來避免和消除。

［1］王福綿.起重機(jī)械技術(shù)檢驗(yàn)［M］.北京：學(xué)苑出版社，2000

［2］GB／T26477.1—2011 起重機(jī)車輪和相關(guān)小車承軌結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 第1部分［S］

［3］GB／T3811—2008 起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范［S］