起重機(jī)車輪啃軌原因分析

郭磊 李悅

摘? ?要：對(duì)起重機(jī)車輪啃軌現(xiàn)象的危害進(jìn)行了說明，并總結(jié)了車輪啃軌的各類原因，如：車輪的平行度、垂直度、跨距、對(duì)角線、直徑大小原因，起重機(jī)軌道原因，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)原因和金屬結(jié)構(gòu)變形原因。并對(duì)以上原因如何導(dǎo)致車輪啃軌進(jìn)行了分析。最后介紹了防止啃軌的各類方法。嚴(yán)重的啃軌，會(huì)使車輪與軌道劇烈磨損，增加運(yùn)行阻力，發(fā)出響聲，影響起重機(jī)的正常工作，甚至出現(xiàn)因起重機(jī)驅(qū)動(dòng)力不夠，導(dǎo)致無法驅(qū)動(dòng)。若車輪輪緣磨損嚴(yán)重，甚至?xí)?dǎo)致脫軌等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響起重機(jī)的使用安全。

關(guān)鍵詞：起重機(jī)? 車輪啃軌? 車輪安裝及加工? 軌道安裝? 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)? 金屬結(jié)構(gòu)變形

中圖分類號(hào)：TH21? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-098X（2020）01（b）-0036-02

起重機(jī)車輪啃軌的原因是多種多樣的，總體上分為車輪的安裝和加工問題，軌道安裝問題，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)問題，金屬結(jié)構(gòu)變形問題。

1? 車輪的安裝和加工引起的啃軌

1.1 車輪的平行度

車輪的平行度，如圖1，軌道長度方向中心線與車輪中心線呈α角。若車輪安裝超差，呈圖1中b和c的情況，車輪在朝A方向運(yùn)行時(shí)，車體呈反時(shí)針方向扭斜。車輪朝B方向運(yùn)行時(shí)，車輪呈順時(shí)針方向扭斜。圖1中d的情況，如果兩側(cè)車輪扭斜度一致，并且軌道中心線與兩個(gè)車輪的中心線平行時(shí)，車輪運(yùn)行是不會(huì)跑偏的。只要保證輪緣與軌道側(cè)面有一定間隙，車輪是能夠正常運(yùn)行的。但在實(shí)際生產(chǎn)中，這種情況存在的可能性極低。圖1中e的情況，就比較嚴(yán)重，車輪在朝A或B方向運(yùn)行一段距離后，車體很快靠向一邊，運(yùn)行的距離隨其扭斜度的增大而縮短。

1.2 車輪的垂直度

車輪的垂直度，軌道中心線與車輪中心線層呈β角。若垂直度超差，會(huì)造成車輪踏面上單位面積壓力加大，形成車輪滾動(dòng)面不均勻的磨損，嚴(yán)重的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生環(huán)形磨損，且車輪行駛過程中，會(huì)產(chǎn)生異響，造成車輪在軌道上不同區(qū)段，車輪總啃軌道一側(cè)的情況。

1.3 車輪跨距、對(duì)角線

如圖2中a情況，車輪一側(cè)直線性超差，導(dǎo)致跨距、對(duì)角線超差，會(huì)使車輪失去應(yīng)有的竄動(dòng)量，車體稍有不穩(wěn)，極易產(chǎn)生啃軌。當(dāng)車體向A方向運(yùn)行時(shí)，車輪3輪緣易啃軌道外側(cè)，由于車輪3輪緣是導(dǎo)向，車輪4不易啃軌。同理，當(dāng)車體向B方向運(yùn)行時(shí)，車輪4輪緣易啃軌道內(nèi)側(cè)，由于車輪4輪緣是導(dǎo)向，車輪3不易啃軌。圖3中b情況，車輪跨距超差，車輪相對(duì)呈梯形，若車輪跨距超差正值，則啃軌道內(nèi)側(cè)。若車輪跨距超差負(fù)值，則啃軌道外側(cè)。圖3中的c情況，車輪對(duì)角線超差，車輪相對(duì)位置呈平行四邊形，造成對(duì)角線位置上的車輪啃軌。在圖3中的b、c情況中，兩條軌道同時(shí)被啃外側(cè)或內(nèi)側(cè)。當(dāng)然，軌道跨度制造超差也會(huì)造成以上情況的出現(xiàn)，所以判別啃軌，也需對(duì)軌道跨度進(jìn)行測(cè)量。

1.4 車輪直徑

車輪驅(qū)動(dòng)時(shí)，主動(dòng)車輪直徑不同，運(yùn)行速度不能一致，造成啃軌嚴(yán)重。主動(dòng)輪易做成錐形車輪，大端位于跨度內(nèi)側(cè)，能夠起到自動(dòng)調(diào)整速度的作用，但往往因制造費(fèi)用問題，現(xiàn)極少采用錐形車輪，而是提高制造精度，保證車輪直徑公差。

2? 軌道安裝引起的啃軌

軌道的相對(duì)軌頂標(biāo)高和直線性超差，軌道跨度超差，軌道頂部中心直線度超差，軌道接頭不平直和軌頂上部有油、冰霜等，都會(huì)造成啃軌。因軌道引起的啃軌其特點(diǎn)是發(fā)生在某一固定區(qū)域。

車輪在某一區(qū)域，兩側(cè)軌道內(nèi)側(cè)或外側(cè)同時(shí)發(fā)生啃軌時(shí)，這種現(xiàn)象，發(fā)生在跨度內(nèi)側(cè)時(shí)是軌道跨度較小，發(fā)生在外側(cè)時(shí)是軌道跨度過大。

當(dāng)車輪運(yùn)行在某區(qū)域，車體發(fā)生傾斜，造成一條軌道內(nèi)側(cè)，一條軌道外側(cè)啃軌。而駛離該區(qū)域后，車體能夠自動(dòng)走正，這種現(xiàn)象是啃軌區(qū)域內(nèi)兩條軌道的相對(duì)軌頂標(biāo)高相差較大，啃外側(cè)的軌道高，啃內(nèi)側(cè)的軌道低。

當(dāng)軌道上有油、冰霜等，或單邊軌道下沉。引起驅(qū)動(dòng)輪大滑，使車體扭斜而啃軌。

3? 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)引起的啃軌

由于驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，如電機(jī)輸出轉(zhuǎn)速、減速機(jī)速比超差，聯(lián)軸器齒輪間隙不均或傳動(dòng)軸上的鍵松動(dòng)等，起動(dòng)時(shí)有問題的驅(qū)動(dòng)車輪相對(duì)滯后轉(zhuǎn)動(dòng)，造成兩個(gè)主動(dòng)車輪轉(zhuǎn)速不一致，而發(fā)生車體扭轉(zhuǎn)。若兩個(gè)主動(dòng)車輪直徑超差較大，也會(huì)造成兩個(gè)主動(dòng)車輪轉(zhuǎn)速不一致。如果制動(dòng)器的松緊調(diào)整的不適當(dāng)，特別是對(duì)分別驅(qū)動(dòng)的兩個(gè)制動(dòng)器抱閘松緊相差加大時(shí)，也易引起啃軌。

4? 金屬結(jié)構(gòu)變形引起的啃軌

由于金屬結(jié)構(gòu)的剛度設(shè)計(jì)問題，在起重機(jī)滿載時(shí)，造成車體變形，引起車輪對(duì)角線不等，車輪位置呈平行四邊形，造成車輪啃軌。

車輪啃軌的原因是多方面的，較少的是單獨(dú)存在，往往是綜合存在的，相互影響，彼此聯(lián)系。所以判斷車輪啃軌需要逐項(xiàng)檢查，反復(fù)測(cè)量。

綜上所述，根據(jù)啃軌的原因，不難得出車輪的直徑制造公差，車輪的安裝和軌道安裝公差必須控制在允許的范圍之內(nèi)，根據(jù)起重機(jī)在整個(gè)使用壽命周期內(nèi)的總運(yùn)行距離而劃分公差等級(jí)，符合GB/T10183-2018《橋式和門式起重機(jī)制造及軌道安裝公差》中的相關(guān)規(guī)定。起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也應(yīng)充分考慮滿載時(shí)的剛度超差而引起的車輪啃軌。傳動(dòng)零部件的制造也應(yīng)控制在相應(yīng)的公差范圍之內(nèi)。

參考文獻(xiàn)

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