鋼結構梁天車軌道維護措施探討

申永會

摘 要：以鋼結構梁天車軌道作為切入點，分析天車軌道在投運使用期間存在的突出問題，剖析各項問題的形成原因。并從維護保養角度出發，針對性地提出天車軌道維護措施，旨在強化天車軌道維護保養效果，保證天車軌道平穩運行，從根源上預防腐蝕、啃軌等故障問題，確保天車軌道功能效用得到充分發揮，保證設備的順利運行，延長軌道的使用壽命。

關鍵詞：鋼結構梁；天車軌道；維護措施

中圖分類號：TU391;TU758.11? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：2096-6903（2024）02-0109-03

0 引言

鋼結構梁天車軌道作為現代生產活動中不可或缺的重要設備，有利于提高生產效率，保證作業安全。在天車軌道投運使用期間，受到自身老化、外部環境侵蝕等多重因素影響，受損程度較為嚴重，常出現軌道腐蝕、固定壓板失效、天車啃軌等故障。因此，為進一步發揮天車軌道的使用價值，應采取有效的維護措施，強化鋼結構梁天車軌道維護效果，從而提高天車軌道運行效率，延長軌道的使用壽命。

1 鋼結構梁天車軌道投運使用期間的突出問題

1.1 軌道腐蝕

鋼結構梁天車軌道工作環境大多復雜，有些工作環境中甚至含有氯氣、硫化氫氣體、氨氣、二氧化硫氣體等腐蝕性氣體，且現場環境空氣濕度較高，缺乏相應控制措施，天車軌道長期暴露在復雜環境當中，持續受到水分與腐蝕性氣體的侵蝕。隨著時間推移，逐漸出現軌道腐蝕現象，天車軌道使用時間越長，腐蝕程度越嚴重。在天車軌道投運使用期間，表面附著的防腐涂層剝落、破損，會進一步加劇天車軌道腐蝕程度[1]。

天車軌道腐蝕問題的出現情況取決于現場環境、防腐處理質量兩方面。如果現場環境長期保持干燥狀態，或是工作人員定期對軌道表面防腐涂層進行修補處理，可以減輕天車軌道腐蝕程度，輕微腐蝕部位不會對天車軌道的運行狀態和使用壽命造成明顯的影響。

1.2 保養方法落后

目前，部分企業對鋼結構梁天車軌道的保養方法存在一定的滯后性。工作人員負責清理軌道表面灰塵污漬和殘留銹跡，對重點部位進行簡單的潤滑處理，但沒有深入診斷天車軌道健康狀態，也沒有妥善處理軌道缺相、天車提升下降不到位、軌道吊鉤無法上升等常見故障問題。

保養存在滯后性的根本原因在于保養工作缺乏新型的儀器設備，仍然使用老廠房遺留的簡易保養工具，工作人員對天車軌道故障問題缺乏深入了解，未掌握各項故障的正確診斷與處理方法，也沒有深入診斷天車軌道是否存在具有隱蔽性的故障問題。

1.3 固定壓板失效

在天車軌道系統中，為固定軌道位置，沿途分散布置多處螺栓件和壓板，避免軌道出現偏位、錯位問題。天車運行期間會持續向軌道施加一定程度的沖擊力，沖擊力沿軌道傳遞到各處壓板、螺栓部位。這些部位在長期承壓狀態下，逐漸出現螺栓松脫、壓板松動情況，嚴重時出現螺栓壓板脫落現象，導致軌道失去定位效果。最終在內應力、外部沖擊力的共同作用下，導致軌道位移，相鄰節段軌道無法繼續保持對接狀態。天車軌道出現固定壓板失效故障后，也會由此引發一系列連鎖問題，例如加快軌道磨損速度、表面耐磨層脫落、啃軌等[2]。

1.4 天車啃軌

天車啃軌是鋼結構梁天車軌道一種典型的運行故障。在天車投運使用期間，由于軌道和車輪輪緣部長期處于相互摩擦狀態，輪緣面、軌道側面的磨損程度持續加劇，最終出現啃軌現象。天車輪啃軌如圖1所示。

天車設備運行過程中，如果在軌道側面部位持續發出“嘶啦嘶啦”“吭吭”等異常聲響，軌道側面持續掉落鐵屑與毛刺，天車短距離運行時的車輪、軌道二者間距發生明顯變化，都表明存在天車啃軌故障問題。

根據同類故障案例來看，天車啃軌故障的形成原因較為復雜，包括軌道直線度偏差超標、兩側軌端尺寸不一致、鋼結構梁變形、軌道兩側標高超標、軌道軌距偏差超出車輪中性線距離、車輪水平偏斜。

1.5 軌道拉斷

對于受電解車間等特殊工業車間的鋼結構梁天車軌道，由于現場環境較為復雜，在外部環境影響下，鋼結構梁常出現熱脹冷縮現象，使得軌道出現一定程度變形，在嚴重變形時出現軌道拉斷、軌道焊縫拉裂故障。

例如，在現場溫度升高期間，軌道在溫度應力作用下出現膨脹情況，軌道伸縮縫部位先期預留伸縮補償量普遍在8～10 mm不等，無法滿足實際補償需求，導致相鄰軌道相互擠壓，出現軌道S形變形現象。而現場溫度急劇下降時，天車軌道、廠房鋼結構同時出現收縮現象，把軌道伸縮縫間隙值增大到20～40 mm不等。根據現場情況來看，多功能天車在S形軌道部位、大間隙伸縮縫部位的運行情況較為困難，有可能出現天車脫落問題。

1.6 軌道移動

出現軌道縱向移動的原因是天車自重力與載重量較大，天車啟動步驟與制動步驟，會產生巨大慣性力，在慣性作用力沖擊下，軌道沿縱向竄動位移。位移期間，還會引發伸縮縫間隙增大等連鎖反應。

整體橫向位移的部位包括軌道、鋼結構梁與制動板。天車橫向移動或是展開橫向制動動作時，會產生巨大橫向力，作用力通過螺栓、制動板和方鋼等機構傳遞給鋼結構牛腿柱，由鋼結構來承受橫向力，避免軌道橫向移動[3]。螺栓松脫、制動板或方鋼焊縫開裂等問題也會破壞原有傳力路徑，導致軌道出現整體橫向移動現象。

2鋼結構梁天車軌道的維護措施

2.1 防腐處理

在防腐處理環節，工作人員定期前往現場巡視檢查天車軌道投運使用情況，采取目視觀察等方法，重點檢查是否存在軌道腐蝕問題，鎖定腐蝕部位，準確判斷腐蝕程度。

對于輕微腐蝕的天車軌道，清理表面殘留銹跡和剝落防腐層，保持處理面潔凈、干燥狀態，在車輪和軌道接觸部位表面均勻涂抹鋰基潤滑脂作為防腐涂層，或是根據防腐要求來選擇其他種類的防腐涂料。

對于腐蝕程度較為嚴重、不堪使用的軌道，則需要割除腐蝕程度嚴重的軌道節段，原位安裝全新軌道，做好全新軌段和原有軌段的焊接連接作業，并在全新軌道表面施作防腐涂層。如果天車軌道工作環境較為潮濕，或是空氣中長期含有腐蝕性氣體，則需要采取額外維護措施，包括提高防腐等級、增加軌道表面防腐涂層厚度、縮短前后次防腐處理工作間隔時間等，避免天車軌道出現嚴重腐蝕現象。

2.2 優化保養方法

2.2.1 日常保養

在天車軌道每日操作完畢后，關閉控制器電源開關與總開關，升高吊鉤水平移動至最低點來停放車輛，清除軌道上的雜物及障礙物，重點清理軌道上的殘留油污、灰塵與水漬。日常養護如圖2所示。

前期準備工作完成后，工作人員依次檢查控制器等電器設備是否正常，電纜連接質量，遙控器剩余電量與遙控信號強度，齒輪齒條和減速機等機械傳動部件潤滑狀況，處理狀態不佳的部件，并檢查調整行車配重塊位置，清洗制動器與剎車帶。

2.2.2 預防性維護

預防性維護也稱為定期維護，以季度或年度作為周期頻率，定期對鋼結構梁天車軌道開展深入、全面的維護保養工作，維護內容涵蓋電氣部分與機械部分。

在預防性維護期間，工作人員率先把天車軌道拆除為若干零部件，采取激光掃描等無損檢測方法，逐個檢查各部件的工況條件，修補破損部件，更換老化破損嚴重部件，清理表面灰塵污漬。再把天車軌道拼裝成型，通電開展調試檢查工作，根據檢查結果來判斷天車軌道使用功能發揮情況，診斷是否存在缺相、軌道吊鉤無法提升等故障問題，出具故障診斷報告與制定維修方案，消除故障隱患[4]。例如，缺相故障的形成原因包括供電不良、連接螺栓松動、電機控制接觸器損壞和滑刀脫落，以更換空開關、清理滑刀全部污漬或是更換全新滑刀、更換損壞接觸器、擰緊松開螺釘作為維護措施。天車提升或下降不到位故障的形成原因包括限位開關調整不當、油鋼絲繩纏繞不良，以調整上限位置和下限位置、調整油鋼絲繩纏繞狀態、更換破損油鋼絲繩作為維護措施。而天車軌道吊鉤無法上升故障的癥結在于上行程落塊脫落，以更換連接油鋼絲繩墊塊作為維護措施。

2.3 增設定位板

為有效預防固定壓板失效等問題，工作人員需要在天車軌道系統中額外設置定位板，以軌道中間部位作為設置位置，每節段軌道在中心點兩側對稱布置一塊定位板。后續在天車軌道使用期間，把單段軌道作為獨立體，如果各節段軌道在沖擊力、熱應力等作用力影響下出現變形、竄動現象，所設置定位板可以控制軌道縱向竄動量。定位板間隙值和竄動量有著密切聯系，工作人員可手動調整定位板間隙值來人為控制軌道竄動量。例如，在軌道兩側分別設置A、B兩塊定位板，軌道出現縱向竄動情況時，A定位塊跟隨軌道進行縱向竄動，B定位塊和軌道梁相互焊接連接，確保問題不會演變為軌道全長或是相鄰節段軌道出現變形、竄動現象。要求兩側定位板的間隙值，不得超過相鄰軌道伸縮縫間隙值。

2.4 車輪及軌道測量調整

2.4.1 車輪軌道測量

在車輪上端懸掛鉛墜，沿軌道外側拉設鋼絲，使用卷尺測量軌道直線度和軌道標高，根據鋼絲兩端距離來測量軌距值，判斷測量數據是否達到規定要求。正常情況下，要求天車軌道的中心線位移偏差量不超過±5 mm，軌道中心跨度偏差不超過±10 mm，橫向同一位置軌道頂部標高差不得超過±10 mm，軌道梁其他位置的標高差不得超過±15 mm。

2.4.2 車輪軌道調整

從垂直方向和水平方向進行調整。調整垂直方向時，測量兩點位垂直距離的間距值，將其作為車輪偏斜量。計算公式如式（1）所示。

x=lrp/D? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （1）

式中，x為調整墊厚度，lr為車輪半徑值，p為車輪偏移量，D為車輪直徑值。

根據計算結果來確定調整部位，加裝相應厚度墊片。調整水平方向時，測量兩點距離作為車輪偏移量，把偏斜數據導入式（1），再調整部位設置墊片。例如，在天車軌道出現內緣啃軌情況后，在外側垂直止口板內插入調整墊。

調整完畢后，檢查車輪在垂直、水平方向的傾斜數值是否達到預期要求，需要把兩根軌道相對標高偏差控制在10 mm，軌道直線度誤差控制在±3 mm以內，接頭兩端橫向位移值與高差值控制在1 mm以內[5]。

2.4.3 車輪缺陷修補

定期對天車車輪磨損程度進行檢查，明確點檢標準，對不合格部位進行修補處理。以輪緣厚度不超過±2 mm，軸承轉動期間發出輕微滾動聲音，車輪踏面寬度誤差在±3 mm以內，車輪周長誤差不超過5%，角籍無裂紋，鎖母緊固，大車車輪軸承油量超過2/3軸承包，車輪軸承游隙值在0.12 mm以內，以及軸承座角箱鍵槽直角度保持在90°作為點檢標準。

2.5 增設伸縮縫

為預防天車軌道拉斷故障出現，在維護工作開展期間，工作人員可選擇對現有天車軌道進行升級改造。應以調整伸縮縫數量作為改造重點，酌情增加伸縮縫數量，以此來縮小單條伸縮縫間隙值，避免相鄰節段天車軌道在熱脹冷縮影響下出現相互擠壓問題，也不至于因伸縮縫間隙值超標而導致行車困難。

以某工業廠房項目為例，在原有天車軌道系統，相鄰伸縮縫的間距值設定為75 m，伸縮縫間隙值設定為10 mm，以45°過渡作為伸縮縫接頭形式。后續在升級改造方案中，增加1倍伸縮縫數量，相鄰伸縮縫間距值從75 m縮短為37.5 m，伸縮縫間隙值減少到3～5 mm，仍以45°過渡作為接頭形式，保持兩條平行軌道伸縮縫相互錯開狀態，要求伸縮縫錯開距離超過起重機主、從動輪的輪距值。

2.6 軌道加固

為預防軌道位移問題出現，工作人員需要對天車軌道進行加固處理，定期檢查軌道投運使用情況，緊固松動狀態下的摩擦式高強度螺栓，檢查制動板與方鋼、方鋼與牛腿柱的焊縫質量，對焊縫缺陷部位進行補焊處理。必要情況下，在每根軌道梁兩側各增設一個輔助拉力支撐件，支撐件負責持續向軌道梁提供橫向輔助拉力，并通過調節螺母松緊程度來調整軌道梁橫向移動。

此外，也可選擇增設彈性膠墊板。此類墊板由特殊合成橡膠、鋼板骨架制成，具備良好的耐磨性、抗腐蝕性和抗剪切性?？杀３謴椥阅z墊板和軌道緊密接觸狀態，向墊板施加一定預緊力。軌道把天車行走輪負載傳遞給彈性膠墊板承受，避免軌道在受力狀態下出現伸長變形、橫縱向移動等問題，并利于降低軌道承受上部負載時的內應力。

3 結束語

鋼結構梁天車軌道在工業廠房項目中占據著重要地位，天車軌道投運使用情況直接關乎整體生產效率。工作人員必須提高對鋼結構梁天車軌道維護工作的重視，針對性落實多項維護保養措施，保持天車軌道處于高效穩定的運行狀態。

參考文獻

[1] 張俊麗.鋼結構梁天車軌道維護探析[J].機電信息，2015（6）： 158-159.

[2] 孫喜忠.鋼結構梁天車軌道維護探析[J].科學技術創新，2018 （24）：19-20.

[3] 鄧永林.淺析冶金多功能天車日常維護與管理要點[J].中外企業家，2018（30）：132-133.

[4] 慕浩清，斯日古楞，王斌.天車啃軌的原因及防范措施[J].甘肅冶金，2021，43（5）：69-71.

[5] 樊潔.既有廠房變截面天車軌道梁試驗研究[J].江西建材， 2022（5）：35-36+39.