單梁橋式起重機脫軌事故分析和解決

曾 維

（柳州機車車輛廠 廣西柳州）

一、事故簡介

1臺LD5-16.5A5S型單梁橋式起重機在起步運行不足2 m后脫軌。事故起重機為單梁橋式起重機，由一根主梁與兩端橫梁用精制螺栓連接成一體，采用分別驅動形式，驅、制動靠錐形制動電機通過減速器完成，運行最高速度45 m/min，事故發生時的運行方向為主動輪在后被動輪在前空駛。鋼軌距離地面高度9 m，兩鋼軌跨度為16.5 m。起重機脫軌后一端卡在安全滑觸線焊接支架上，沒有直接跌落至地面造成更大的損失，見圖1、圖2。

二、原因分析

（1）鋼軌。鋼軌上能明顯看到車輪輪緣騎跨碾壓軌道的痕跡（圖3），明確了具體的脫軌位置。事故區域鋼軌采用的是鉤形螺桿進行緊固，并未發現有螺栓松動的現象，檢查鋼軌表面，也未見嚴重磨損、變形和裂紋等質量缺陷。

圖1 起重機脫軌

（2）主體結構。在對主梁與兩端梁的連接檢查后，并未發現有螺栓松動的現象，主體結構牢靠。

圖2 起重機脫軌

（3）車輪。起重機車輪為雙輪緣結構，起到導向和防止車體脫軌的作用。外觀檢查時能直觀看出駕駛室一側的被動輪上，孔用彈性擋圈已經脫出，被動輪滑移并露出軸承外圈，見圖4。經拆解發現此車輪內兩套深溝球軸承之間的隔圈沒有安裝，軸承和車輪相互移動，是造成彈簧擋圈脫出，車輪移位的主要原因。卸下其余3套車輪，檢查軸和軸承，轉動正常，無明顯質量缺陷。檢查車輪表面，均有不同程度磨損，其中2套主動車輪輪緣均有輕微翻邊現象，但經探傷未見裂紋，見圖5。4個車輪的最大磨損量見表1

根據GB6067.1-2010《起重機械安全規程》中關于車輪的報廢標準，在鋼軌上工作的車輪出現下列情況之一時應報廢：①影響性能的表面裂紋等缺陷；②輪緣厚度磨損達原厚度的50%；③踏面厚度磨損達原厚度的15%；

圖3 車輪騎跨鋼軌痕跡

（4）驅動裝置。將電機與減速器分離，單獨檢測各部件的性能。拆解減速器，軸承轉動良好，齒面嚙合良好，無竄動卡死現象。檢測電機，此單梁吊兩端采用型號ZDR100-4的錐形轉子制動三相異步電機。錐形轉子電機，具有產生軸向磁拉力的特點，電機借助軸向磁拉力和彈簧及風扇制動輪的作用使其啟動和制動。其中遠離駕駛室一側的制動電機為同年8月更換的新電機，通電實驗性能良好。靠近駕駛室一側的電機通電實驗時，發現轉速異常緩慢，發熱明顯，制動環未能完全脫開。擰松風扇制動輪，用手轉動風扇，能輕松轉動，排除電機軸承故障的因素。繼續檢查電機接線，取出碳刷，發現其中有一塊已經磨耗過限，更換后電機轉速正常，制動良好，可以確定為碳刷磨耗引起的電機缺相，造成電機轉矩減小以及軸向磁拉力減弱無法克服制動彈簧的推力打開制動器，致使起重機兩側運行速度不一致，是發生扭轉脫軌的主要原因。

圖4 車輪滑移

圖5 車輪磨損

表1 車輪磨損量

三、故障統計

經拆解檢查，可以確定造成本例脫軌原因有：①車輪啃軌，輕微翻邊，次要原因；②車輪裝配質量差，漏裝軸承隔圈，車輪移位是主要原因；③碳刷磨耗過限，電機缺相，大車扭轉是主要原因。

四、故障處理及預防措施

①更換4套車輪和軸承；②更換碳刷；③吸取事故教訓，教育設備操作人員及維修人員，按要求做好天車的日檢、周檢及半年檢工作，每半年必須打開起重機電機、減速器檢查一次，對不能繼續使用到下一檢測周期的易損件進行更換，設備員加強管理和監督。