25t抓斗橋式起重機異常振動原因與處理

李曉波

（攀鋼礦業有限公司，四川 攀枝花 617063）

1 引言

25t抓斗橋式起重機是礦業有限公司選礦廠承擔精礦倉內鐵精礦搬運，以及將鐵精礦從精礦倉裝入火車車皮，完成裝車任務的主要設備（鐵精礦由鐵路運輸至煉鐵廠），對鐵精礦的保供、裝運有著十分重要的作用。

25t抓斗橋式起重機異常振動，使起重機的工作性能降低，嚴重影響生產作業安全，進一步引發機械故障，降低生產作業效率，導致作業成本大幅增加，制約了生產經營發展。

針對五臺25t抓斗橋式起重機不同時期出現的異常振動現象，從機械振動基礎理論著手分析，尋找解決問題的理論依據，結合實際維修經驗，找準機械產生異常振動的根源，采取簡單、實用的維修方法，較有效地解決了起重機的異常振動，取得較好的工作效果。

2 抓斗橋式起重機異常振動出現后的故障現象

起重機出現異常振動后，對車體主要部位（大車車輪組、大車傳動機構、鋼結構）及操作方式進行觀察、勘測，通常有以下現象出現。

2.1 大車車輪組

以2號起重機出現異常振動為例，觀察其車輪工作狀況（抓斗橋式起重機車輪為雙輪緣），發現起重機在運行過程中，在很短的距離內，車輪輪緣與鋼軌側面間隙發生明顯改變，甚至擠緊、摩擦磨損，鋼軌側面有明亮的痕跡，在嚴重的痕跡上帶有毛刺；在靜止狀態查看車輪情況，發現兩被動輪內外輪緣側均有亮斑并有毛刺，啃軌嚴重；兩主動輪，司機室側主動輪輪緣內外側有亮斑，啃軌較輕，另一側主動輪不啃軌。

針對以上現象，展開對車輪組檢測。

2.1.1 車輪垂直度偏差檢測

大車車輪垂直度偏差標準值為不大于車輪直徑的L／400（L為測量長度），且車輪端面上邊應偏向外側。

實測車輪垂直度偏差見表1。

表1 車輪垂直度偏差

2.1.2 車輪跨度偏差檢測

允許跨度極限偏差:（跨度要求S＝31500mm）

且∣S主－S被｜≤5mm

實測跨度偏差見圖1。

主動輪一側跨度 S主＝31495mm

被動輪一側跨度 S被＝31493mm

主動輪一側跨度偏差:

被動輪一側跨度偏差:

圖1 跨度偏差

2.1.3 對角線偏差檢測

允許對角線偏差:

2.1.4 車輪不同步檢測

以3#車為例，車體有走偏現象，振動劇烈，在未發現其它異常現象情況下，對車輪不同步進行檢測，在起重機靜止狀態將四個大車輪同一位置做一標記，讓其來回運行一段距離后，查看標記位置，其中一輪與其它三輪的標記所處位置不一致。

2.2 大車傳動機構

抓斗橋式起重機大車傳動機構屬分散驅動，傳動機構主要由電機、制動器、聯軸器、減速機組成，起重機出現異常振動后對這幾部分進行檢查，發現以下現象。

2.2.1 電機轉速

查看電機銘牌，兩主動輪電機轉速均為710轉／分，經測量，兩臺電機工作時轉速相差較大。

2.2.2 制動器

制動器打不開，或制動不靈剎不住車。

2.2.3 聯軸器

大車傳動機構使用的是齒式聯軸器，將聯軸器一端固定，另一端用力瞬間來回轉動，內齒圈與軸頸松動。

2.2.4 減速機

減速機底座緊固螺栓松動、脫落，底座支承角鋼開焊。

將減速機低速軸端固定，用手盤動高速軸端聯軸器，并用力使其瞬間反向轉動，發現高速軸聯軸器接手與其相配合的高速軸軸頸產生相對轉動。

2.3 鋼結構部分

操作室、梯子、欄桿與橋式起重機主梁連接螺栓松動，局部焊區有裂紋。

2.4 操作部分

操作時有反向制動現象。

3 抓斗橋式起重機產生異常振動的原因分析

根據起重機出現異常振動后，對車身主要部位和操作方式勘察和檢測結果進行分析，造成異常振動的原因如下:

3.1 大車車輪組

（1）根據表1、圖1實測結果分析，主、被動輪垂直度、跨度偏差易造成車體歪斜啃軌，導致車輪輪緣與大車軌道磨擦，使起重機產生異常振動。

（2）車輪不同步（將不同步的大車車輪分解，發現其軸承已損壞），車輪直徑不一致，導致車體歪斜、異常振動。

3.2 大車傳動機構

（1）主動輪驅動電機其中有一臺單相或燒壞，致使工作時兩臺電機轉速不一致，兩主動輪起動、制動、運行速度不一致，車體扭擺產生異常振動。

（2）與制動器配套的液壓推動器葉輪旋轉不靈、滾鍵、破損、電機燒壞，造成制動器打不開；制動瓦襯嚴重磨損，鉚釘裸露，造成制動不靈，剎不住車；制動器松緊度調節不一致，使起重機車體扭擺、異常振動。

（3）齒式聯軸器外齒圈有滾鍵現象、致使起重機工作時兩側主動輪不同步，車體異常振動。

（4）減速機高速軸端聯軸器接手滾鍵，起動、制動時兩側大車輪不同步；齒輪磨損嚴重，側間隙過大；底座緊固螺栓松動；底座支承結構剛性差；致使減速機在橋架上聲響大、異常振動大。

3.3 操作室、梯子、欄桿與橋式起重機主梁連接螺栓松動，局部開焊，致使聯接剛度降低，起動、制動、運行時，擺動較大，導致起重機異常振動。

3.4 因操作人員操作不當，使用反向制動，致使車體產生異常振動。

抓斗橋式起重機大車車輪垂直度、跨度偏差產生的啃軌；傳動機構中電機、減速器、制動器、聯軸器松動或者損壞；四輪不同步產生的車體扭擺；操作室、梯子、欄桿、連接松動，擺動大；反向制動；這幾方面引起的振動是起重機異常振動的振源。當其中一部分產生振動的激振力的頻率與車體固有頻率相等或者接近時，產生共振，車體出現異常振動。

4 消除抓斗橋式起重機異常振動的處理措施

根據機械振動的基礎理論，消除或減弱異常振動的方法是消除或減弱振源的激振力，改變該激振力的頻率，或者改變系統的固有頻率。結合產生異常振動的原因分析和檢測數據，根據實際情況，采取以下措施:

4.1 大車車輪組調整

（1）按照標準值調整端面垂直度，消除其誤差對車體產生的異常振動。

（2）車體跨度偏差的調整。保證車輪跨度偏差不超過允許范圍，同時調整過程中不應造成車輪對角線偏差超標，防止車體異常振動。

（3）車輪直徑保持一致，更換軸承損壞的車輪，使各輪同步，消除車體歪斜產生的異常振動。

4.2 大車傳動機構

（1）更換燒壞的驅動電機，保證兩側主動輪驅動電機轉速一致；消除因電機轉速不同導致車體扭擺產生的異常振動（對于分別驅動機構，兩側驅動電機應使用同一廠家生產的同一型號的電機）。

（2）將分別驅動的兩側制動器松緊調整到一致，更換嚴重磨損的瓦襯和損壞的液壓推動器，消除車體扭擺產生的異常振動。

（3）更換損壞的齒式聯軸器，保證主動輪同步，消除車體異常振動。

（4）更換減速機聯軸器接手和減速機零部件，或更換減速機、更換底座緊固螺栓、加固底座支承剛性，消除減速機對車體產生的聲響和異常振動。

4.3 加固操作室

加固操作室、梯子、欄桿與橋式起重機主梁的連接剛度，消除擺動對車體產生的異常振動。

4.4 正確操作

消除反向制動對車體產生的異常振動。

5 結束語

機械振動是運轉設備廣泛存在的一種現象，通常運轉機械設備都會產生振動，而振動的變化直接影響設備的工作狀態，特別是異常振動的出現會嚴重影響起重機的工作狀況。

異常振動對25t抓斗橋式起重機造成了較大的危害，嚴重影響了生產作業安全，降低了起重機的工作性能，致使設備噪聲增大，零部件加劇磨損，甚至報廢，導致生產作業成本大幅度地增加。針對異常振動產生時車體各部故障現象，對主要部件進行檢測、分析，發現大車車輪組的垂直度和跨度誤差和車輪不同步產生的啃軌，傳動機構中電機、減速器、制動器、聯軸器松動或者損壞；操作室、梯子和欄桿與主梁連接剛度降低產生的擺動；以及操作方式不當，是起重機異常振動的振源。針對每一振源，采取了切實有效的維修方法，達到了消除振源或減弱振源激振力、改變激振力頻率、改變系統固有頻率的效果，消除了起重機的異常振動，防止因異常振動進一步引發的機械故障，保障設備良好運行，確保生產工作的順利進行，同時也為企業節約了生產成本。

［1］張青，王曉偉.起重機構造與使用維修手冊［M］.化學工業出版社，2011.

［2］聞邦椿.機械設計手冊:第3卷［M］.機械工業出版社，2010.

［3］郭云白.橋架類起重機安裝維修安全技術［M］.河南科學技術出版社，2009.