橋式起重機大車啃軌原因及變頻器故障診斷

劉衛國 王志橋

摘 要：橋式起重機運行一段時間后都會出現不同程度的大車啃軌現象，啃軌現象的存在，常常會使設備出現故障，給大車運行帶來安全隱患，為了解決橋式起重機大車在運行中出現的啃軌現象，該文從車輪、軌道、傳動機構等幾個方面進行分析，闡述了造成啃軌和啃軌引發故障的真正原因。

關鍵詞：橋式起重機 ?啃軌 ?變頻器故障 ?測量 ?調整

中圖分類號：TH215 ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）10（c）-0122-02

橋式起重機被稱為天車或者行車，在礦山、設備制造等行業被廣泛使用，主要是由金屬結構組成的雙梁橋架，機械零部件組成的起升機構和大、小車運行機構以及電氣設備組成。煤制油項目大件組裝廠主要負責超限設備制造工作任務，目前有起重機26臺，其中橋式起重機12臺，由于超限設備制造工作中設備吊裝、組對焊接工作量較多，使用非常頻繁，加上吊裝的筒體重量大，使用一段時間后，都不同程度的出現了大車啃軌現象，尤其是年限較早的行車，啃軌現象嚴重，經常出現設備故障，增加了設備維修工作量，對生產帶來很大影響。針對這一現象，筆者從理論上對啃軌原因和形式進行了分析，從而提出了維修改進措施。

1 什么是啃軌

起重機在運行中，由于多種原因常出現軸向移動或軸向歪斜，從而使車輪與軌道側面接觸摩擦，受到輪緣與軌道構成的約束。一般情況下，橋式起重機大車車輪踏面寬度比軌道寬度大，一般設計最大為30～40 mm，車輪在踏面中間運行，車輪輪緣與軌道之間保持一定的間隙，但是由于某些原因出現車輪軸向移動或軸向歪斜，使車輪不在踏面中間運行，運行機構的大車或小車的車輪輪緣與軌道頭側面接觸，產生水平側向力，發生嚴重摩擦，致使輪緣很快磨損和變形，同時使軌道的側面也產生嚴重的磨損，這種現象稱為啃軌。

2 判斷啃軌的條件

一般啃軌主要通過聽、看來判斷，簡單概括就是“一聽和二看”。一聽，主要聽大車運行時有沒有明顯“嘶嘶”或“吭吭”聲，二看就是一要看起重機在行駛時，在短距離內輪緣與軌道間隙是否有明顯的改變，特別是在啟動和制動時，是否存在車體走偏扭擺，車輪偏離軌道中心現象;二要看軌道側面和車輪輪緣內側是否有斑痕，軌道兩側是否有掉落的鐵沫。根據這些條件可初步判斷大車是否啃軌。

3 大車行走啃軌原因分析

在正常情況下，車輪在踏面中間運行，車輪是不會啃軌的，但是由于某些原因出現車輪軸向移動或軸向歪斜，使車輪不在踏面中間運行，造成輪緣與軌道側面強行接觸擠壓，造成啃軌。啃軌的原因有很多，有的是軌道問題，有的是車輪問題，還有的是電機問題，下面就從這三個方面給予分析說明。

3.1 軌道問題，車輪位置符合安裝要求

（1）軌道軌距跨度超過國家標準要求，國家標準允許軌距跨度偏差為±5 mm，當軌道軌距過大時，外側輪緣啃軌;軌距過小時，內側輪緣啃軌。

（2）兩根軌道同一截面上的軌面高度差過大，造成大車側移，超高側外側啃軌，另一側內側啃軌。

（3）軌距偏差過大和兩根軌道高度差過大兩種問題同時存在的情況。

3.2 車輪問題，軌道符合安裝和國標要求

（1）起重機長時間使用磨損不均勻造成主動輪直徑不相等，起重機運行時，在相同的轉速下，左右兩側的行程不相等，產生車體走偏啃軌。

（2）起重機前后車輪安裝位置不正確或長時間運行，車輪位置發生變化，也容易造成啃軌，以下以4個車輪為例（現場橋式起重機多為8輪或16輪），分析如下。

①4個車輪的位置不是矩形，而是平行四邊形或者梯形。同側車輪中心線與軌道中心線不在一條直線上，車輪偏斜，這時就會造成啃軌。

如圖1所示，僅以平行四邊形為例（梯形與之類似），豎向長虛線代表軌道，車輪位置呈平行四邊形，對角線位置車輪內外側啃軌。

②車輪在水平面內的位置偏差造成的啃軌。

如圖2所示，豎向長虛線代表軌道，車輪有偏斜時，當向一個方向運行時該車輪啃軌道的一側，反方向運行時以啃軌道另一側。

車輪與軌道的相對歪斜是導致啃軌最常見的原因。車輪的歪斜可分成兩種：水平歪斜和垂直歪斜，如圖3所示。

圖3（a）中車輪的縱向中心線對軌道側面不平行。圖3（b）中車輪對軌道頂面有一個垂直歪斜量。當水平歪斜和垂直歪斜達到一定程度時，都會出現啃軌。

綜上所述，若要保證大車不啃軌，必須同時具備兩個基本條件：一是軌道是矩形，且在同一截面內的軌距偏差、軌道直線度和高度差必須符合國家標準;二是多個車輪安裝直線度要與軌道保持平行，且每個車輪的中心線在水平、垂直平面內不應存在偏斜。

3.3 其他原因

（1）大車運行機構中電動機轉速不一樣，導致左右車輪線速度不一樣，造成車體跑偏啃軌。

（2）大車運行機構中制動器，調整間隙不符合要求，造成制動力矩不等或制動器未完全打開，步調不一致，同樣也會造成啃軌。

4 現場問題分析診斷

筆者所在廠1#廠房內一臺250t橋式起重機，跨度為34 m，大車行走電動機和制動器為一拖四同步一體電動機，2015年5月，起重機大車在啟動時或運行一段時間后，頻繁出現電動機制動器壓力盤吸合，車體走偏扭擺現象，無法正常使用，西門子ACS800變頻器提示2310故障，故障代碼表示電動機過流保護。隨后筆者對大車軌道和4個電動機進行檢查，發現大車軌道兩側存在少量鐵屑，大車東南側電動機制動器壓力盤與電磁線圈工作間隙過大，約為5 mm（允許工作間隙為0.3～1.2 mm），維修人員將間隙調整后，行車重新啟動，問題仍然存在，經過分析，筆者認為造成過流保護的原因是由于軌道啃軌所導致，之后對軌道進行測量，測量結果如下。

（1）兩條軌道高度差過大，最大偏差18 mm，如圖4。

（2）兩條軌道軌距跨度偏差較大，最大軌距為34012 mm，最小軌距為33989 mm。

測量結果顯示，大車軌距偏差和高度差均造成啃軌影響行車運行，隨后筆者立即對軌道進行調整，調整完成后，啃軌現象消失，電動機過流保護現象消除。

5 結語

起重機大車啃軌是常見的現象，在日常工作中，常常會遇到啃軌問題以及啃軌引發的其他故障，無論什么故障，都要認真分析研究，找出產生啃軌和啃軌引發故障的真正原因，對癥下藥，采取措施，進而消除故障。另外，還要做好橋式起重機的日常維護保養工作，加強日常巡檢和檢查，為設備長周期運行打好堅實基礎。

參考文獻

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