起重機檢驗中“啃軌”問題及處理

劉 斌

（巴州檢驗檢測中心特種設備檢驗檢測所，新疆庫爾勒 841000）

起重機啃軌不僅會大幅度地減少其使用壽命，而且會對工廠、軌道造成一定的影響，甚至會危及相關人員的安全。啃軌產生的成因及形式多種多樣，為了保證設備和工作人員的人身安全，必須對其進行質量檢驗，對其成因進行綜合剖析，采取行之有效的措施處理。

1 起重機檢驗中“啃軌”的定義和危害

1.1 起重機檢驗中“啃軌”的定義

在起重機檢驗中，在行車過程中，其車輪邊緣與軌道的距離應該為20～30 mm。但在使用中，由于某些因素會引起傾斜，造成水平橫向推動力增加，擠壓了車輪邊緣與軌道之間出現擠緊，增加了摩擦，造成了鐵軌兩側和輪緣的磨耗，這就是所謂的“啃軌”或“啃道”。

1.2 啃軌造成的危害

1.2.1 縮短車輪和軌道的使用壽命

起重機的車輪一般采用鑄鋼材ZG310～710，其表面硬度可達HB300～380，一般使用壽命可達10年。但是，一旦發生了較大的啃軌故障，往往會導致車輪側面的磨損越來越嚴重，僅能夠使用一兩年，有的甚至數個月后，就需要進行替換，從而大大降低其性能和經濟效益。而啃軌問題所引起的水平側向力也會造成軌道的位置發生偏移，從而造成軌道與車輪之間的強迫摩擦，從而加速軌道的磨耗和破壞，嚴重的話會造成軌道磨出臺階，最終造成軌道的損壞。

1.2.2 增加了運行時的阻力

通過對起重機的實測分析，發現起重機在發生啃軌故障時，其工作阻力比正常情況增加1.5～3.5倍。當運行阻力增大時，會使起重機的電動機在運轉時出現超負荷現象，嚴重時會造成傳動軸扭斷、電動機燒毀、減速器齒輪切斷等故障。

1.2.3 廠房結構出現激振

在發生啃軌故障時，會出現水平側向力，引起軌道的橫向位移，引起軌道發生變形或已經發生的橫向變形，從而引起軌道固定螺栓在長期受力情況下出現松弛。起重機在運轉時，構造會因不正常的激勵振動而引起噪聲，從而導致廠房結構的壽命縮短和工作環境的惡劣。

1.2.4 導致脫軌事故

如果出現嚴重的啃軌問題，特別是在軌道接頭間隙很大（一般縫隙為1～2 mm，單根鋼軌長度約10 m 時，連接處的縫隙可以達到4～6 mm）時，起重機的車輪會攀附在鋼軌的頂部，從而造成車輪的脫軌，造成機械設備損壞和人員傷害。

2 起重機在檢測過程中出現啃軌問題的原因

2.1 軌道存在缺陷

當大車軌道在進行安裝時，如果水平彎曲跨度超出了相應的允許范圍，起重機的車輪就會與軌道的側部發生摩擦，在一條軌道上，起重機啃軌往往會發生在固定軌道上。“八”字型的軌道，也會導致起重機出現啃軌，起重機安裝過程中，有可能會出現八字型情況，，當起重機軌道上通過跨距較大的一端移動到另一端時，起重機的車輪就會和軌道發生摩擦，這種情況來運行時，車輪內部的摩擦力就會降低，而輪胎外部會產生摩擦力。

當兩條軌道在進行安裝時，如果在豎直方向上任何一個出現偏差，就會引起起重機的側傾，從而導致起重機在行駛時的出現橫向移動，引起軌道較高的一側被啃，而另一側的軌道則會被啃傷。

隨著起重機使用次數越來越多，起重機的軌道之間的間距也會隨之改變，起重機橋架的主梁彎曲程度會受到很大的影響，從而導致小車輕軌變小，而在一定的范圍內，如果不能及時糾正，就會導致小車車輪啃軌。

2.2 車輪存在缺陷造成起重機啃軌

起重機的車輪缺陷問題所導致的啃軌情況主要是在大型車輛上，主要是因為起重機的軌道橋梁結構發生變形，從而引起端梁的橫向彎曲，導致車輪的水平偏移情況超過規定要求，在安裝時偏差可能也會超出一定的范圍。在這種情況下，起重機車輪和軌道的中軸線會產生一個角度，當起重機的兩個主動輪在同一時間發生偏移，就會導致吊車啃軌。

同時，起重機車輪本身產生的垂直偏差也會導致起重機在運行時發生啃軌，而橋架在運行時會發生變形，使車輪產生的垂直偏差超過規定的允許范圍，導致起重機的啃軌現象。在這種情況下，起重機的車輪中心線與鉛垂線呈一角度，而在主動輪上的端面垂直偏差超出了規定的范圍時，就會發生啃軌。

2.3 軌道安裝質量因素

起重機廠房的工作狀況與軌道安裝質量息息相關，如果在軌道安裝中出現較大的水平彎曲和軌距超差、同一截面軌面的高度差過大，軌道八字形軌道和在裝配過程中的墊板沒有完全夯實，都會造成啃軌現象。特別是在大車或小車行駛時，軌道水平彎曲度比較大或者同一截面軌面高度差過大，由于車輪輪緣與軌道的側面強行通過時，會產生較大的摩擦。

2.4 橋架結構變形因素

起重機大車、小車的車輪是用一個角型軸承箱來緊固的，分別固定在橋架的端梁和小車架的橫梁。但起重機和小車架都是結構件，在運送和安裝過程中，如果沒有選擇正確的吊運點，或者起吊時綁扎不正確，出現碰撞等情況，均會導致結構出現變形，造成車輛跨度比較差，車輪的垂直偏斜和水平偏斜都超出正常范圍，引發啃軌，其中大車如果出現啃軌情況更加嚴重。

2.5 軸承磨損因素

如果軸承出現磨損或者車輪安裝不正確，都會造成車輪縱向中心線出現不平行的情況，導致出現歪斜。在這種情況下，會造成起重機車輪啃軌。如果只有一個車輪出現偏斜，那么啃軌情況不嚴重。如果兩個車輪都出現偏斜，而且向著同一個方向出現偏斜，會出現較為嚴重的啃軌情況。因此，車輪如果都出現偏斜，偏斜方向不相同，或者4個車輪出現相同的偏斜梁，都不會造成啃軌。反之，則會導致啃軌。4個車輪的歪斜方向一樣，這種情況發生的啃軌現象是最嚴重的。

2.6 其他原因造成的啃軌

引起起重機出現啃軌情況的其他因素有：①由于起重電動機的不同步引起工作的不穩定性，導致了啃軌；②起重機制動力矩的差異導致了啃軌；③起重機的軸距太大，使齒輪難以咬合，導致制動不穩定，從而產生啃軌；④更換起重機后，由于車輪的摩擦因數不同，導致起重機無法在同一條水平線上行駛，從而出現啃軌現象。

2.7 啃軌現象的判斷分析

在起重機檢驗中，若在作業期間發現軌道出現以下問題，則可以判斷起重機存在故障：軌道側面有一條明亮的劃痕，嚴重時會產生深溝狀磨痕和毛刺；車輪輪緣內側有明顯的光點和凹痕；起重機或者小車在短行程中的運行軌跡和車輪邊緣的間距發生了顯著的改變；在使用中，特別是啟動或制動時，橋架或小車架會發生扭擺和走偏，并伴有很大的噪聲，甚至會產生“吭吭”的聲音；在運轉時，由于阻力的增大，導致電機發熱升高，有時會燒毀。

3 避免或減少啃軌現象的措施

3.1 加強對啃軌的檢查工作

通過以上分析，發現造成啃軌事故的因素很多，應加強對起重機作業的觀察與檢查，一旦出現啃軌情況，應及時進行分析，查明問題所在。具體的檢驗方式為：觀察啃軌問題的規律，必須對起重機的維護與運用有一定的認識，掌握其工作頻率及配件的維護狀況，做好具體的檢驗和測量工作。

3.2 具體修復措施

造成起重機啃軌的原因很多，有時候是由各種綜合原因造成的。所以在出現啃軌現象后，要在加強檢查、觀察的基礎上，對啃軌現象進行細致的剖析，查明造成啃軌問題的真實成因，并制訂維修計劃及解決辦法。

3.2.1 軌道的調整

軌道的調整要嚴格按有關技術規范執行，對軌道跨度、直線、標高等進行重點調整，并對軌道的幾何尺寸和螺栓的固定進行細致的檢查。為有效地防止或減小啃軌情況，對具有較大起重量和重級工作制度的起重機，每隔半年要進行一次軌道調整，其他型號和作業系統起重機的軌道調整時間為一年一次。

3.2.2 車輪的裝配和修理

在起重機的主動輪與被動輪的直徑差大于其直徑0.2 %及0.5 %時，必須將其再處理成相同的基礎尺寸，并且主動車輪與被動車輪的直徑大于3 mm。在車輪制造、裝配和修理中，應注意減少或防止啃軌的產生。

（1）對工藝的精確性進行嚴密的控制，選用合適的工藝原料。起重機車輪踏面的尺寸不得小于h9，并且在安裝之前要進行適當的搭配，這樣就能把直徑最接近的車輪作為起重機的主動輪；選用ZG340-640鋼材作為車輪的主要材質，并可以通過熱處理技術提高車輪抗磨損能力。

（2）對車輪的水平和垂直的傾斜進行調節。調節車輪的水平偏斜，要按起重機作業等級決定，并且調節的幅度不得超過1/1200～1/800。起重機的一對主動車輪或被動車輪，其傾斜的角度應該是反向的，以消除和中和大車、小車歪斜的行駛。

為了調節起重機的車輪垂直偏差，應該把兩個輪子的上半部分都調節成朝外傾斜的形狀。這種傾斜方式可以在橋架結構承載后，使車輪在受力后的垂直偏斜減小，從而使軌道與車輪接觸面積增大。

（3）將車輪的對角線、跨度和同位偏差調整好。起重機檢驗時，應注意大車的車輪對角線、跨度偏差不宜大于±7 mm，而小車對角線、跨度偏差不宜大于±3 mm。此外，調節后，車輪的同位誤差不能超過2 mm。需要對車輪的位置進行合理的移動，并且將角型軸承箱的垂直、水平板和定位板全部分割開，然后對其進行合理的調節后再將其焊接在一起。

（4）做好車輪的更換。由于主動輪的磨損造成了兩個主動輪的直徑不等，導致轉速差致使車體走斜面啃軌的情況比較普遍。故，磨損的主動車輪應該采用成對更換的方式，若采用單一的方式進行更換，會造成新舊車輪磨損不均，并在配合后易出現啃軌現象。而被動車輪對啃軌的影響比較低，不需要進行替換，除非是在滾動面出現變形情況，才需要進行更換。

3.3 變形處理措施

當橋架在發生大范圍變形時，只要對其上拱度進行修補，并對架橋進行加強處理，就能改善架橋剛度，可以防止其進一步發生變形。如果不用任何方法來修補上拱，只要對其進行加強修復就可以了，在對橋架加固完畢后，再進行調整，以免出現啃軌的情況。經過這種處理，車輪和橋架之間有一些傾斜，但與軌道確能保持著良好的平行關系，不會對起重機的正常工作造成任何的影響。具體的橋架加固方式是，在橋架的4個角分別焊接上、下兩個加強筋板，從而將橋架的整體牢固。為了加強主梁下面，保證其上拱值控制在適當的范圍內，可以對主梁下部應用鋼板和槽鋼進行焊接加固。

在橋架加固完畢后，可以對車輪進行各種性能參數進行調整，從而解決啃軌問題。由于起重機的主動輪必須和傳動裝置相連，因此在進行相應的調整后，必須對傳動結構進行相應的調整，保證其能夠同步運行時，盡量避免對主動輪進行調整，而是要對被動輪進行相應的調整。

3.4 軸承磨損改善情況

如果軸承出現磨損，大多數情況下用加墊板的方式進行解決；如果多個車輪的水平都出現歪斜，要考慮調整其中一個車輪，改變車輪的變形程度，調整成外八字或者內八字，但是必須要保證歪斜相等。采取科學合理方法調整后，車輪之間所產生的歪斜對于起重機造成的影響，能夠互相抵消。對于集中驅動的起重機，可以將被動輪調整成八字形，并且要保證主動輪和軌道之間是平行狀態。

4 結束語

起重機是我國現代企業和運輸過程中非常重要的設備，得到了廣泛應用，然而，起重機在運行過程中有可能會出現很多問題，出現最為頻繁的故障是起重機啃軌情況。當起重機出現啃軌情況之后，如果不能立即有效進行解決，會給企業生產造成嚴重影響。所以，必須要對起重機啃軌原因進行分析，采取有效措施進行解決。