淺談吊車啃軌原因分析及處理措施

楊志軍

（攀鋼集團西昌鋼釩維修中心，四川 西昌 615000）

某鋼廠鋼水接受跨、精煉、加料跨360T吊車啃軌現象一直存在，長期帶病運行，導致車輪磨損速度加快，為了保證正常生產，車輪更換周期遠遠小于正常水平，一方面增加了檢修作業任務，另一方面增加設備成本，影響了企業的正常有序生產。啃軌是指起重機在運行過程中大車或小車的車輪輪緣與軌道側面接觸，二者在接觸期間發生劇烈磨損，就是啃軌。

1 啃軌的危害

（1）增加了大車和小車的運行阻力。嚴重的啃軌，大小車輪輪緣與軌道側面劇烈磨損，使附加荷載加大，運行阻力較之正常運行阻力增大3倍左右。此時，因運行阻力的增加，起重機運行狀況不穩，發生扭擺現象，會發出響聲。運行電動機和傳動結構會處于超載狀態，隨著啃軌現象的加劇，使得電動機功率持續加大產生燒毀現象，傳動軸發生扭斷，甚至引發脫軌事故。

（2）軌道磨損。當啃軌現象未能及時治理時，隨著時間的延長啃軌現象加重，在運行過程中車輪與起重機軌道磨損加劇，甚至磨出臺階，影響正常使用，增加檢修成本及軌道成本。

（3）電氣系統提前更換。啃軌現象嚴重時，運行阻力的增大不僅會增大電機的功率，還會使傳動系統運行功率增大，電氣系統在這種超負荷運轉狀態下，使電氣設備使用壽命和工作效率都明顯降低。同時造成電氣線路運行負擔，容易引發安全隱患，電氣設備的更換周期明顯縮短。

（4）損壞房梁結構。通常情況下，起重機車輪輪緣與軌道側面之間具有一定的間隙，正常運行情況下，二者不會發生接觸。啃軌現象的發生，使二者之間發生接觸和摩擦，在摩擦過程中產生的側向力會使軌道發生橫向位移或有位移傾向，導致固定軌道失去原有的穩定性。起重機在運行過程中會將這種外力傳遞到廠房機構上，將引發整臺起重機發生振動，這種情況容易引發房梁結構損害。

（5）降低車輪的使用壽命。通常情況下，經過表面淬火的車輪，可以使用6年以上的時間。對于啃軌現象較為嚴重的起重機，車輪使用時間嚴重縮短，只能使用1～2年，隨著啃軌現象的加劇，車輪使用壽命甚至只有幾個月。當輪緣磨損超過原厚的50%時，車輪就不能正常使用，必須停機進行更換。造成檢修成本、設備成本費用支出。

（6）引發安全事故。啃軌引起的振動使輪緣起落，可能會造成吊物脫落，啃軌嚴重時，車輪不在軌道中心部位運行而發生偏移，甚至爬到軌頂造成脫軌，引發重大安全事故。尤其是外側輪緣的小車輪，當輪緣與軌道側面之間的間隙變小到一定程度時，脫軌事故就會無法避免。

2 啃軌的原因

（1）軌道安裝不規范。軌道在進行安裝時，由于軌道承軌梁安裝時發生傾斜，致使安裝在承軌梁上的軌道隨之也發生傾斜，這種情況容易導致運行中的車輪發生位移，由于傾斜使一側車輪內側與軌道磨損，一側車輪外側與軌道也發生磨損。另外，因軌道軌距控制不合理，軌距過大或過小、軌道水平彎曲超過跨度公差、相鄰兩條軌道之間同一截面軌道高度差超出正常范圍，及軌道接頭不平直和頂面上有油污等，都為啃軌現象的發生創造了條件。

（2）傳動系統不同步引起的啃軌。引發傳動系統不同步的原因有以下兩點：一是在分別驅動狀態下，因電氣控制系統電機轉速不同步，導致電機定子磁場旋轉速度存在較大差異，或者因電機轉子回路所串電阻的電阻值超出正常范圍。二是機械傳動系統的制動力力矩的不同引發啃軌。

（3）鋼結構變形。經過多年生產運行，承受吊車軌道載荷的鋼結構受自身材料性能、以及外部環境、溫濕度的影響而發生變形，導致車輪發生位移或跨度變化，進而為啃軌現象的發生創造了條件。

（4）車輪安裝質量引發的啃軌。

①車輪安裝的水平偏差過大。車輪在安裝時，水平偏差應控制在L/1000以內，前后車輪應確保在同一水平線上運行。若在車輪安裝時水平偏差過大，車輪滾動面中心線與軌道中心線就會形成一個夾角α，如圖1所示，當夾角超出正常范圍時，因兩車輪不在同一水平線上運行，勢必造成啃軌。

圖1 車輪水平偏差

②車輪安裝的垂直偏差過大。車輪垂直偏差應控制在H/400以內，車輪在安裝時當前后兩輪的偏斜量相等時，若處于空載狀態此時兩輪的運行半徑增大也相等，這種狀態不會造成啃軌。若承載后因外部荷載力的變化使得一輪的垂直偏斜加大，另外一輪垂直偏斜隨之減小，此時兩主動輪的滾動半徑不再相等，此種現象的存在導致啃軌現象的發生。

（5）吊車對角線不符合規范引起啃軌。由于原料跨在安裝時，主梁和端梁找平、找正工作沒做好，導致其對角線ab≠cd(如圖2所示)。這時原料跨在運行過程中，就會導致其啃軌現象的發生。

圖2 對角線不等

3 啃軌的處理方法

（1）軌道調整。軌道安裝不符合規范引起的啃軌現象，需定期檢查軌道的水平、垂直標高、軌道跨距，及時清理軌道上的雜物和塵土。針對軌道坡度過大或是軌道的接頭不平直現象，則要及時打磨或者是更換。

（2）傳動系統不同步處理。起重機運行機構傳動系統在運行過程中，針對零件磨損造成的質量缺陷，可在維修過程中加強對易造成間隙連接部位的檢查，如齒輪嚙合間隙，軸承間隙等連接部位，根據檢查結果及零件實際磨損狀況，進行修復或更換零件操作。對于分別驅動的大車運行機構，針對電動機或制動器不同步引發的故障，應及時對電器進行檢查維修，在確保電器故障消除的基礎上，對電動機和制動器進行檢查修復。

（3）金屬結構加固。鋼結構經過長期的使用后，其力學性能發生變化，引起變形。此時，需要及時的對鋼結構進行加固或更換。

（4）車輪平直度、垂直度調整。如圖3所示，當車輪中心線與軌道中心線發生偏移產生交角ɑ時，此時，踏面上偏差為δ=rsinɑ。若使大車矯正，須使δ=0，可在左邊角型軸承箱的固定鍵板上增加適當厚度t的墊板，t=b·tanɑ=b·sinɑ/cosɑ；sinɑ=δ/r，因ɑ角很小，故

圖3 加墊板調整車輪

式中：r為車輪半徑，mm；b為車輪與角型軸承箱的中心距，mm。

在調整車輪的垂直度時，通過在固定車架懸掛鉛錘細鋼絲的方式，以此測出車輪在垂直軌道方向上的上、下兩點與鋼絲間的距離，則垂直偏斜即為如圖4所示。

式中：a為車輪上面點與鉛錘線間距離；b為車輪下面點與鉛錘線間距離。

車輪水平方向偏斜量的測量方法同上。

圖4 δ值的測量

（5）對角線不等長處理。將起重機開至平直性較好的軌道上，對走輪的兩條對角線進行調整使之相等。對對角線進行不等長處理需通過設置相似對角線來進行。首先在車輪踏面中心劃一條直線，通過在直線上吊設線錘的方式找到第一個對角線連接點，用同樣的方式找到其他三個連接點，每相對兩點之間的連線即為車輪的相似對角線。此時，對輪距、對角線和跨距進行測量。根據對角線的測量結果進行分析，在調整對角線時要結合軸線的調整共同進行，這樣不僅節省了維修時間，同時還能收到良好的效果，如圖5所示。

圖5 車輪調節

4 處理方法的實施及效果

（1）調整軌道的實施及效果。定期組織人員測量軌道標高，及時調整軌道和更換軌道是保證不啃軌的一個有效措施。在實際處理過程中，對于因軌道引起的啃軌現象，我們也是采用調整或者是更換軌道來處理的，效果是顯著的。

（2）傳動系統不同步處理的實施及效果。對于因傳動零、部件磨損或者電氣系統引起的啃軌現象，只有進行零、部件的更換。

（3）金屬結構加固的實施及效果。金屬結構發生變形之后，通過加固雖然可以改變它的力學性能，使其達到使用要求，但是防啃軌效果不好，看上去也不美觀，經濟適用性不強。因此，在處理金屬變形時，一般采用更換處理。

（4）車輪平直度、垂直度調整的實施及效果。通過加墊板來調整的水平度和垂直度，從而解決啃軌的效果是比較明顯的。在跑偏車輪一側加墊板，實施起來也比較方便。

（5）對角線不等長處理的實施及效果。在實際生產過程中，對于因對角線不等長而引起的啃軌現象。通過調整車輪來改變其對角線長度是個很有效的方法，且處理方法簡單，實施方便。

5 結語

吊車啃軌現象中，原因并不是單一的，可能是上述原因的一種或者是幾種；可能是因為設備老化，也可能是因操作不當等人為原因產生啃軌。當出現啃軌現象時，我們不能盲目地進行檢修，必須綜合分析，找出啃軌的根本原因，從而對癥下藥，采取最恰當的處理方法進行處理，才能從根本上治理吊車啃軌故障問題。