一種軌道式集裝箱起重機小車車輪偏心糾偏裝置

遲曉雨

津冀國際集裝箱碼頭有限公司

1 引言

隨著公司集裝箱裝卸量的增加，軌道式集裝箱龍門起重機(以下簡稱場橋)的各類故障開始出現(xiàn)，其中較普遍的是場橋起重小車跑偏現(xiàn)象。跑偏帶來軌道及車輪磨損、零部件的損壞、運行時的異響、壓板松動等，甚至造成小車脫軌，帶來安全危害。因此需及時找到小車跑偏現(xiàn)象產(chǎn)生原因，并采取必要措施，予以修復(fù)。

2 小車跑偏原因分析

場橋小車在設(shè)計、制造、安裝、使用等環(huán)節(jié)均有可能引起跑偏，主要因素如下。

(1)設(shè)計時未針對具體產(chǎn)品參數(shù)，如跨度、速度、分別驅(qū)動和集中驅(qū)動，對小車行走驅(qū)動選型考慮不足，可能導(dǎo)致后期運行跑偏[1]。

(2)制造過程中，行走機構(gòu)零部件加工精度不足，如小車浮動軸內(nèi)外齒圈傳動間隙大、竄動嚴重，會造成從減速箱傳遞運動到小車輪時車輪行走速度不一致，造成跑偏[2]。

(3)安裝過程中，軌道及驅(qū)動裝置等的安裝精度不符合要求，導(dǎo)致后期出現(xiàn)跑偏。

(4)使用過程中，車輪等零部件磨損，造成軸、鍵之間的配合間隙加大，傳動軸與車輪之間發(fā)生徑向竄動，使車輪的傳動不同步，引起跑偏。

(5)其他因素，如地面大車軌道基礎(chǔ)長時間使用后的沉降問題，會間接引起小車跑偏[3]。

3 常規(guī)解決方案

通常情況下，通過調(diào)整行走機構(gòu)的水平導(dǎo)向輪、調(diào)節(jié)小車軌道、調(diào)整行走車輪來解決小車跑偏問題。

(1)水平輪調(diào)整，通過調(diào)整水平輪偏移距離，啃軌故障可以得到解決，但水平輪、軸承、基座承載負荷加大，易損壞，無形中又增加了一項維修項目，且無法徹底解決啃軌問題。

(2)軌道的維修和更換，通過調(diào)整小車軌道的頂面高低差、軌距和直線度，使其符合標準規(guī)定；長時間使用后，需根據(jù)小車軌道出現(xiàn)的松動現(xiàn)象及時予以調(diào)整。

(3)小車車輪的改造，通過對大量小車啃軌現(xiàn)場的觀察及資料收集、分析，大部分小車跑偏是由于車輪軸孔鏜孔偏差及長時間使用后裝配不符合要求造成的，因此考慮加裝車輪偏心裝置，補償小車偏斜運行量。

4 車輪偏心套糾偏原理

根據(jù)場橋小車跑偏情況，對小車輪外側(cè)加裝偏心套(見圖1)。因為偏心套的厚度從中間向兩端均勻增加，將偏心套厚的兩端垂直于軌道安裝時，車輪軸處于正常位置；如果順時針或者逆時針轉(zhuǎn)動時，車輪軸也會發(fā)生一定量的偏移，從而帶動車輪實現(xiàn)向里和向外的轉(zhuǎn)動，達到調(diào)整車輪跑偏的效果。

圖1 偏心套結(jié)構(gòu)圖

4.1 機械調(diào)整法

小車傳動機構(gòu)為齒條傳動，通過齒輪與齒條的偏斜程度可確定小車的跑偏情況。由圖2小車車輪跑偏情況示意圖可知，根據(jù)p1、p2的差值可確定小車具體跑偏的數(shù)值。

圖2 小車各車輪跑偏情況

以1#車輪為例，車輪向內(nèi)側(cè)跑偏，因為偏心套安裝時是按照上厚下薄的位置安裝，故此小車輪偏心套要按照逆時針的方向轉(zhuǎn)動偏心套，使小車輪向外偏斜。4個車輪調(diào)整完畢后讓小車來回行走，觀察小車跑偏情況，確定繼續(xù)調(diào)整小車輪的方法，直至小車按直線行走為止。在實際調(diào)整過程中會有輕微的誤差，可忽略不計。

4.2 公式計算調(diào)整法

當車輪的兩側(cè)安裝偏心套時，車輪水平方向上的偏差X和車輪垂直方向上的偏差Y可表示為：

式中，r為偏心距，D為車輪直徑，L為偏心套與另外一側(cè)軸套的間距；θ1、θ2分別為偏心套1和偏心套2沿逆時針方向的旋轉(zhuǎn)角度。

通過公式計算解得：

θ1=

由于我司場橋小車只安裝外側(cè)單側(cè)偏心套，故公式可改為：

θ1=2arctan(-Y/X)

當車輪通過精確測量后，可以得到X、Y的偏差值，代入公式計算，即可得出偏心套理論上需要調(diào)整的角度，使車輪在水平方向上與垂直方向上的偏差趨近于零。

舉例說明：偏心量為1 mm的偏心套，車輪直徑500 mm，偏心套與軸套之間的中心距289 mm，偏心套θ1初始角度為36°，偏心套θ2初始角度為0°。通過精確測量，得出車輪在水平方向上的偏差X為0.21 mm，在垂直方向上的偏差Y為1 mm。

代入公式可以計算出θ1≈-156°，由此可得偏心套需要順時針旋轉(zhuǎn)156°。為了提高調(diào)整精確度，并且根據(jù)場橋車輪尺寸和偏心套強度的要求，設(shè)計了20個調(diào)節(jié)螺栓孔，每個螺栓孔可以調(diào)節(jié)18°?？紤]到固定螺栓的安裝角度，不能準確到156°，故根據(jù)現(xiàn)場具體情況確定轉(zhuǎn)動8個螺栓距或9個為最佳。

調(diào)整后再使小車在運行線上來回跑動，觀察小車實際運行情況，可再做一些微調(diào)。

5 結(jié)語

本次技術(shù)改造，通過對標準的研究、小車結(jié)構(gòu)的

分析并結(jié)合精確測量和計算，對車輪跑偏以及偏心套的調(diào)整量有了定量的判斷。采用車輪加裝偏心套的方案，很好地解決了小車跑偏的情況，從而降低了作業(yè)噪聲，延長了部件壽命，減少了維護保養(yǎng)成本，大大提高集裝箱作業(yè)的效率，可為類似問題的技術(shù)改造提供參考。