自動糾偏裝置在橋式起重機上的研究與應用

李慎霞

（山東鋼鐵集團公司萊鋼煉鋼廠，山東 萊蕪 271126）

前言

萊鋼煉鋼廠73#行車位于出坯跨，軌距為28m，額定載重為16+16t，主要承擔2#機熱坯吊裝作業，提高了熱能利用率。近年來，由于大車車輪啃軌嚴重，在軌道側面個有明顯的摩擦痕跡，車輪輪緣磨損達10mm，并且在起動制動時發出巨大的啃軌聲音，出現車輪道軌使用壽命低，紅坯熱能利用率下降，運輸成本增高，設備運行存在較大安全隱患等問題。

1 橋式起重機啃軌機理

引起橋式起重機“啃軌”的因素有多種，主要有軌道和設備兩方面的原因。

1.1 軌道造成“啃軌”

軌距偏差過大。軌距偏小或偏大使軌道外側或內側與輪緣的間隙相應減小，很容易發生“啃軌”.表現為兩軌道同時。“啃”外側或內側。

同一界面處兩軌道對應點標高偏差過大。此時車體的重力在軌道平面產生指向較低軌道的分力。使輪緣靠近軌道側面發生摩擦，表現為往返總是啃同一軌道的同一側面。

軌道表面有油、冰、霜等。這種情況使車輪在局部打滑，另一側車輪前進時車體偏向一側發生“啃軌”，表現為局部位置“啃軌”，檢查軌道可發現有油或冰霜等。

1.2 橋式起重機設備本身造成“啃軌”。

車輪對角線不等長偏差過大。這種情況下可能發生啃軌的是對角線上的車輪。

車輪垂直度偏差過大。這種情形軌道磨損的位置偏低，且固定啃某一軌道的單側。

車輪偏斜方向不符合要求。當某一車輪偏斜較大或車輪偏斜未調整為成對反向時。車體將沿偏斜方向運行，輪緣靠近軌道，發生“啃軌”。這種情況大車往返運行時“啃”軌道的不同側面。

同一軸線兩車輪磨損不等或制造直徑不同。由于車輪踏面直徑不等，造成行進速度差異，行進偏向一側發生“啃軌”，表現為往返運行時。“啃”同一軌道的同一側面。

同一軌道上的車輪直線性相差太大。直線性偏差較大的車輪發生啃軌，往返運行時“啃”同一軌道的同一側面。

車輪驅動不同步。由于制動器調整不當，松閘、抱緊不同步，起制動瞬間產生車體運行方向扭偏，發生“啃軌”。橋架剛度不足。使用中發生變形。車體變形情況較復雜，可根據以上情形分析由其引發的具體“啃軌”原因予以處理。因傳動軸聯軸節間隙過大或太松動，齒輪嚙合間隙大而引起起動、制動不同步，將產生啃軌現象。更換一個主動輪后，造成了兩個主動輪直徑差過大，引起兩車輪運行線速度不一樣，引起車體跑偏啃軌。

2 73#行車存在問題

該車2004年7月上線使用，2008年針對大車車輪啃軌問題，進行下線調整處理，調整后正常使用一個月時間，大車再次出現車輪啃軌現象。經現場測量分析，該車啃軌的主要原因是：

行車梁長期受熱，大車道軌直線誤差過大，造成大車車輪啃軌。經現場跟蹤觀察，該車運行時大車車輪啃軌在同一軸線上，如圖1所示，說明大車車輪存在垂直偏斜，l1

圖1 73#車啃軌現象

3 現場調查統計

經現場統計，2010年 1-11月份，73#行車更換車輪13個，最長使用約1年，最短使用壽命為4個月，輪緣磨損嚴重時僅剩1/3（車輪直徑Φ900，輪緣B180）。

4 技術研究思路

起重機啃軌的原因較為復雜，應詳細檢查并測量各相關尺寸，綜合分析才能找出啃軌原因。主要解決方案如下：

采用動態調整技術代替下線校正。該車2008年下線校正后，在線使用僅一年就再次出現啃軌現象，無法滿足長時間使用要求，采用動態調整技術，可根據橋架變形、車輪偏斜情況自動進行調整，延長大車使用壽命。

大車車輪重新測量調整。大車運行過程中，車輪出現啃軌的主要原因是車輪出現垂直偏斜，因此需對車輪進行調整，確保符合GB/T14405規定。

大車道軌測量調整。在線使用道軌長期受熱輻射，彎曲變形超過規范的可能性較大。

5 技術研究應用

5.1 電阻調速技術的應用

5.1.1 電阻調速技術原理：

圖2 電阻調速控制原理圖

電阻調速控制器是一種起重機行走自動控制器，主要是由正反向接觸器、正反向啟動開關、緩放時間繼電器、緩吸時間繼電器、接觸器、接近開關、可調電阻等元件構成，通過在起重機車輪前方外緣處安裝接近開關(CK1、CK2、CK3、CK4)，來檢測車輪是否“啃軌”，用檢測到的信號控制起重機行駛電動機輸出功率，從而達到控制行駛速度，防止車輪“啃軌”的目的。

5.1.2 電阻調速技術的實施

如圖3所示，將控制器箱、調整電阻器及起重機控制屏安裝在起重機走臺上。傳感器CK1、CK2、CK3、CK4 分別安裝在大車車輪前進方向的后方，距大車輪外緣直線100mm,與車輪軸向距離為60mm，與大車道軌之間高度為50-18mm。

圖3 電阻調速控制器安裝圖

5.2 車輪調整

電阻調速控制器安裝完成后進行運行調試，現場檢查發現大車車輪軸線啃軌現象消失，但出現大車往一個方向行駛時，車輪輪緣啃軌道一側；當反向行駛時，同一個車輪又啃軌道的另一側現象。說明大車車輪垂直偏斜超出電阻調速控制器調整范圍，需對大車車輪進行調整。在調整車輪之前，先用千斤頂將橋架端梁頂起，使車輪在懸空狀態下進行。松開水平鍵板處緊固螺栓，分別在兩個輪子的水平鍵板處加墊板 。處理完畢后進行試車，啃軌現象消失。車輪安裝偏差及道軌直線偏差在電阻調速控制器控制范圍。

5.3 糾偏控制需注意的問題

糾偏控制應注意如下幾個問題：

車體在運行過程中，傳感器會發生抖動。為此，需定期對傳感器與道軌之間的距離進行定期檢查。

大車車架存在瞬間小角度水平調整運動，端梁連接處受到較大機械沖擊。若車架水平剛性不足，則會導致端梁軟連接處螺絲大面積松動，嚴重時會導致車體變形，構成極大安全隱患。可采取的解決措施是在大車端梁軟連接處添加多層彈性墊，使車架在水平調整運動過程中有一定活動間隙，同時車架水平剛性得到加強,也可采取其它加固方法。

6 效果跟蹤調查

2011年1月份技術人員對電阻調速控制器使用效果進行調查，得出以下數據 ：

輪消耗數量，如表1。

表1 2007～2010年足輥消耗數量

在線車輪啃軌發出的聲音完全消失。

7 結論

通過電阻調速控制技術的應用，徹底解決了73#行車啃軌問題，車輪壽命明顯提高。處理前一年更換大車車輪組15件，一年消耗備件費用15×0.8萬元=12萬元，更換一次大車輪需要3h，則一年需要3×15=45 h，處理后一年可節約備件費用12萬元嗎，節約生產時間45h，取得良好的經濟效益和社會效益。