鋼結(jié)構(gòu)梁天車軌道維護措施探討

申永會

摘 要：以鋼結(jié)構(gòu)梁天車軌道作為切入點，分析天車軌道在投運使用期間存在的突出問題，剖析各項問題的形成原因。并從維護保養(yǎng)角度出發(fā)，針對性地提出天車軌道維護措施，旨在強化天車軌道維護保養(yǎng)效果，保證天車軌道平穩(wěn)運行，從根源上預(yù)防腐蝕、啃軌等故障問題，確保天車軌道功能效用得到充分發(fā)揮，保證設(shè)備的順利運行，延長軌道的使用壽命。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)梁；天車軌道；維護措施

中圖分類號：TU391;TU758.11? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：2096-6903（2024）02-0109-03

0 引言

鋼結(jié)構(gòu)梁天車軌道作為現(xiàn)代生產(chǎn)活動中不可或缺的重要設(shè)備，有利于提高生產(chǎn)效率，保證作業(yè)安全。在天車軌道投運使用期間，受到自身老化、外部環(huán)境侵蝕等多重因素影響，受損程度較為嚴重，常出現(xiàn)軌道腐蝕、固定壓板失效、天車啃軌等故障。因此，為進一步發(fā)揮天車軌道的使用價值，應(yīng)采取有效的維護措施，強化鋼結(jié)構(gòu)梁天車軌道維護效果，從而提高天車軌道運行效率，延長軌道的使用壽命。

1 鋼結(jié)構(gòu)梁天車軌道投運使用期間的突出問題

1.1 軌道腐蝕

鋼結(jié)構(gòu)梁天車軌道工作環(huán)境大多復(fù)雜，有些工作環(huán)境中甚至含有氯氣、硫化氫氣體、氨氣、二氧化硫氣體等腐蝕性氣體，且現(xiàn)場環(huán)境空氣濕度較高，缺乏相應(yīng)控制措施，天車軌道長期暴露在復(fù)雜環(huán)境當中，持續(xù)受到水分與腐蝕性氣體的侵蝕。隨著時間推移，逐漸出現(xiàn)軌道腐蝕現(xiàn)象，天車軌道使用時間越長，腐蝕程度越嚴重。在天車軌道投運使用期間，表面附著的防腐涂層剝落、破損，會進一步加劇天車軌道腐蝕程度[1]。

天車軌道腐蝕問題的出現(xiàn)情況取決于現(xiàn)場環(huán)境、防腐處理質(zhì)量兩方面。如果現(xiàn)場環(huán)境長期保持干燥狀態(tài)，或是工作人員定期對軌道表面防腐涂層進行修補處理，可以減輕天車軌道腐蝕程度，輕微腐蝕部位不會對天車軌道的運行狀態(tài)和使用壽命造成明顯的影響。

1.2 保養(yǎng)方法落后

目前，部分企業(yè)對鋼結(jié)構(gòu)梁天車軌道的保養(yǎng)方法存在一定的滯后性。工作人員負責清理軌道表面灰塵污漬和殘留銹跡，對重點部位進行簡單的潤滑處理，但沒有深入診斷天車軌道健康狀態(tài)，也沒有妥善處理軌道缺相、天車提升下降不到位、軌道吊鉤無法上升等常見故障問題。

保養(yǎng)存在滯后性的根本原因在于保養(yǎng)工作缺乏新型的儀器設(shè)備，仍然使用老廠房遺留的簡易保養(yǎng)工具，工作人員對天車軌道故障問題缺乏深入了解，未掌握各項故障的正確診斷與處理方法，也沒有深入診斷天車軌道是否存在具有隱蔽性的故障問題。

1.3 固定壓板失效

在天車軌道系統(tǒng)中，為固定軌道位置，沿途分散布置多處螺栓件和壓板，避免軌道出現(xiàn)偏位、錯位問題。天車運行期間會持續(xù)向軌道施加一定程度的沖擊力，沖擊力沿軌道傳遞到各處壓板、螺栓部位。這些部位在長期承壓狀態(tài)下，逐漸出現(xiàn)螺栓松脫、壓板松動情況，嚴重時出現(xiàn)螺栓壓板脫落現(xiàn)象，導(dǎo)致軌道失去定位效果。最終在內(nèi)應(yīng)力、外部沖擊力的共同作用下，導(dǎo)致軌道位移，相鄰節(jié)段軌道無法繼續(xù)保持對接狀態(tài)。天車軌道出現(xiàn)固定壓板失效故障后，也會由此引發(fā)一系列連鎖問題，例如加快軌道磨損速度、表面耐磨層脫落、啃軌等[2]。

1.4 天車啃軌

天車啃軌是鋼結(jié)構(gòu)梁天車軌道一種典型的運行故障。在天車投運使用期間，由于軌道和車輪輪緣部長期處于相互摩擦狀態(tài)，輪緣面、軌道側(cè)面的磨損程度持續(xù)加劇，最終出現(xiàn)啃軌現(xiàn)象。天車輪啃軌如圖1所示。

天車設(shè)備運行過程中，如果在軌道側(cè)面部位持續(xù)發(fā)出“嘶啦嘶啦”“吭吭”等異常聲響，軌道側(cè)面持續(xù)掉落鐵屑與毛刺，天車短距離運行時的車輪、軌道二者間距發(fā)生明顯變化，都表明存在天車啃軌故障問題。

根據(jù)同類故障案例來看，天車啃軌故障的形成原因較為復(fù)雜，包括軌道直線度偏差超標、兩側(cè)軌端尺寸不一致、鋼結(jié)構(gòu)梁變形、軌道兩側(cè)標高超標、軌道軌距偏差超出車輪中性線距離、車輪水平偏斜。

1.5 軌道拉斷

對于受電解車間等特殊工業(yè)車間的鋼結(jié)構(gòu)梁天車軌道，由于現(xiàn)場環(huán)境較為復(fù)雜，在外部環(huán)境影響下，鋼結(jié)構(gòu)梁常出現(xiàn)熱脹冷縮現(xiàn)象，使得軌道出現(xiàn)一定程度變形，在嚴重變形時出現(xiàn)軌道拉斷、軌道焊縫拉裂故障。

例如，在現(xiàn)場溫度升高期間，軌道在溫度應(yīng)力作用下出現(xiàn)膨脹情況，軌道伸縮縫部位先期預(yù)留伸縮補償量普遍在8～10 mm不等，無法滿足實際補償需求，導(dǎo)致相鄰軌道相互擠壓，出現(xiàn)軌道S形變形現(xiàn)象。而現(xiàn)場溫度急劇下降時，天車軌道、廠房鋼結(jié)構(gòu)同時出現(xiàn)收縮現(xiàn)象，把軌道伸縮縫間隙值增大到20～40 mm不等。根據(jù)現(xiàn)場情況來看，多功能天車在S形軌道部位、大間隙伸縮縫部位的運行情況較為困難，有可能出現(xiàn)天車脫落問題。

1.6 軌道移動

出現(xiàn)軌道縱向移動的原因是天車自重力與載重量較大，天車啟動步驟與制動步驟，會產(chǎn)生巨大慣性力，在慣性作用力沖擊下，軌道沿縱向竄動位移。位移期間，還會引發(fā)伸縮縫間隙增大等連鎖反應(yīng)。

整體橫向位移的部位包括軌道、鋼結(jié)構(gòu)梁與制動板。天車橫向移動或是展開橫向制動動作時，會產(chǎn)生巨大橫向力，作用力通過螺栓、制動板和方鋼等機構(gòu)傳遞給鋼結(jié)構(gòu)牛腿柱，由鋼結(jié)構(gòu)來承受橫向力，避免軌道橫向移動[3]。螺栓松脫、制動板或方鋼焊縫開裂等問題也會破壞原有傳力路徑，導(dǎo)致軌道出現(xiàn)整體橫向移動現(xiàn)象。

2鋼結(jié)構(gòu)梁天車軌道的維護措施

2.1 防腐處理

在防腐處理環(huán)節(jié)，工作人員定期前往現(xiàn)場巡視檢查天車軌道投運使用情況，采取目視觀察等方法，重點檢查是否存在軌道腐蝕問題，鎖定腐蝕部位，準確判斷腐蝕程度。

對于輕微腐蝕的天車軌道，清理表面殘留銹跡和剝落防腐層，保持處理面潔凈、干燥狀態(tài)，在車輪和軌道接觸部位表面均勻涂抹鋰基潤滑脂作為防腐涂層，或是根據(jù)防腐要求來選擇其他種類的防腐涂料。

對于腐蝕程度較為嚴重、不堪使用的軌道，則需要割除腐蝕程度嚴重的軌道節(jié)段，原位安裝全新軌道，做好全新軌段和原有軌段的焊接連接作業(yè)，并在全新軌道表面施作防腐涂層。如果天車軌道工作環(huán)境較為潮濕，或是空氣中長期含有腐蝕性氣體，則需要采取額外維護措施，包括提高防腐等級、增加軌道表面防腐涂層厚度、縮短前后次防腐處理工作間隔時間等，避免天車軌道出現(xiàn)嚴重腐蝕現(xiàn)象。

2.2 優(yōu)化保養(yǎng)方法

2.2.1 日常保養(yǎng)

在天車軌道每日操作完畢后，關(guān)閉控制器電源開關(guān)與總開關(guān)，升高吊鉤水平移動至最低點來停放車輛，清除軌道上的雜物及障礙物，重點清理軌道上的殘留油污、灰塵與水漬。日常養(yǎng)護如圖2所示。

前期準備工作完成后，工作人員依次檢查控制器等電器設(shè)備是否正常，電纜連接質(zhì)量，遙控器剩余電量與遙控信號強度，齒輪齒條和減速機等機械傳動部件潤滑狀況，處理狀態(tài)不佳的部件，并檢查調(diào)整行車配重塊位置，清洗制動器與剎車帶。

2.2.2 預(yù)防性維護

預(yù)防性維護也稱為定期維護，以季度或年度作為周期頻率，定期對鋼結(jié)構(gòu)梁天車軌道開展深入、全面的維護保養(yǎng)工作，維護內(nèi)容涵蓋電氣部分與機械部分。

在預(yù)防性維護期間，工作人員率先把天車軌道拆除為若干零部件，采取激光掃描等無損檢測方法，逐個檢查各部件的工況條件，修補破損部件，更換老化破損嚴重部件，清理表面灰塵污漬。再把天車軌道拼裝成型，通電開展調(diào)試檢查工作，根據(jù)檢查結(jié)果來判斷天車軌道使用功能發(fā)揮情況，診斷是否存在缺相、軌道吊鉤無法提升等故障問題，出具故障診斷報告與制定維修方案，消除故障隱患[4]。例如，缺相故障的形成原因包括供電不良、連接螺栓松動、電機控制接觸器損壞和滑刀脫落，以更換空開關(guān)、清理滑刀全部污漬或是更換全新滑刀、更換損壞接觸器、擰緊松開螺釘作為維護措施。天車提升或下降不到位故障的形成原因包括限位開關(guān)調(diào)整不當、油鋼絲繩纏繞不良，以調(diào)整上限位置和下限位置、調(diào)整油鋼絲繩纏繞狀態(tài)、更換破損油鋼絲繩作為維護措施。而天車軌道吊鉤無法上升故障的癥結(jié)在于上行程落塊脫落，以更換連接油鋼絲繩墊塊作為維護措施。

2.3 增設(shè)定位板

為有效預(yù)防固定壓板失效等問題，工作人員需要在天車軌道系統(tǒng)中額外設(shè)置定位板，以軌道中間部位作為設(shè)置位置，每節(jié)段軌道在中心點兩側(cè)對稱布置一塊定位板。后續(xù)在天車軌道使用期間，把單段軌道作為獨立體，如果各節(jié)段軌道在沖擊力、熱應(yīng)力等作用力影響下出現(xiàn)變形、竄動現(xiàn)象，所設(shè)置定位板可以控制軌道縱向竄動量。定位板間隙值和竄動量有著密切聯(lián)系，工作人員可手動調(diào)整定位板間隙值來人為控制軌道竄動量。例如，在軌道兩側(cè)分別設(shè)置A、B兩塊定位板，軌道出現(xiàn)縱向竄動情況時，A定位塊跟隨軌道進行縱向竄動，B定位塊和軌道梁相互焊接連接，確保問題不會演變?yōu)檐壍廊L或是相鄰節(jié)段軌道出現(xiàn)變形、竄動現(xiàn)象。要求兩側(cè)定位板的間隙值，不得超過相鄰軌道伸縮縫間隙值。

2.4 車輪及軌道測量調(diào)整

2.4.1 車輪軌道測量

在車輪上端懸掛鉛墜，沿軌道外側(cè)拉設(shè)鋼絲，使用卷尺測量軌道直線度和軌道標高，根據(jù)鋼絲兩端距離來測量軌距值，判斷測量數(shù)據(jù)是否達到規(guī)定要求。正常情況下，要求天車軌道的中心線位移偏差量不超過±5 mm，軌道中心跨度偏差不超過±10 mm，橫向同一位置軌道頂部標高差不得超過±10 mm，軌道梁其他位置的標高差不得超過±15 mm。

2.4.2 車輪軌道調(diào)整

從垂直方向和水平方向進行調(diào)整。調(diào)整垂直方向時，測量兩點位垂直距離的間距值，將其作為車輪偏斜量。計算公式如式（1）所示。

x=lrp/D? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （1）

式中，x為調(diào)整墊厚度，lr為車輪半徑值，p為車輪偏移量，D為車輪直徑值。

根據(jù)計算結(jié)果來確定調(diào)整部位，加裝相應(yīng)厚度墊片。調(diào)整水平方向時，測量兩點距離作為車輪偏移量，把偏斜數(shù)據(jù)導(dǎo)入式（1），再調(diào)整部位設(shè)置墊片。例如，在天車軌道出現(xiàn)內(nèi)緣啃軌情況后，在外側(cè)垂直止口板內(nèi)插入調(diào)整墊。

調(diào)整完畢后，檢查車輪在垂直、水平方向的傾斜數(shù)值是否達到預(yù)期要求，需要把兩根軌道相對標高偏差控制在10 mm，軌道直線度誤差控制在±3 mm以內(nèi)，接頭兩端橫向位移值與高差值控制在1 mm以內(nèi)[5]。

2.4.3 車輪缺陷修補

定期對天車車輪磨損程度進行檢查，明確點檢標準，對不合格部位進行修補處理。以輪緣厚度不超過±2 mm，軸承轉(zhuǎn)動期間發(fā)出輕微滾動聲音，車輪踏面寬度誤差在±3 mm以內(nèi)，車輪周長誤差不超過5%，角籍無裂紋，鎖母緊固，大車車輪軸承油量超過2/3軸承包，車輪軸承游隙值在0.12 mm以內(nèi)，以及軸承座角箱鍵槽直角度保持在90°作為點檢標準。

2.5 增設(shè)伸縮縫

為預(yù)防天車軌道拉斷故障出現(xiàn)，在維護工作開展期間，工作人員可選擇對現(xiàn)有天車軌道進行升級改造。應(yīng)以調(diào)整伸縮縫數(shù)量作為改造重點，酌情增加伸縮縫數(shù)量，以此來縮小單條伸縮縫間隙值，避免相鄰節(jié)段天車軌道在熱脹冷縮影響下出現(xiàn)相互擠壓問題，也不至于因伸縮縫間隙值超標而導(dǎo)致行車困難。

以某工業(yè)廠房項目為例，在原有天車軌道系統(tǒng)，相鄰伸縮縫的間距值設(shè)定為75 m，伸縮縫間隙值設(shè)定為10 mm，以45°過渡作為伸縮縫接頭形式。后續(xù)在升級改造方案中，增加1倍伸縮縫數(shù)量，相鄰伸縮縫間距值從75 m縮短為37.5 m，伸縮縫間隙值減少到3～5 mm，仍以45°過渡作為接頭形式，保持兩條平行軌道伸縮縫相互錯開狀態(tài)，要求伸縮縫錯開距離超過起重機主、從動輪的輪距值。

2.6 軌道加固

為預(yù)防軌道位移問題出現(xiàn)，工作人員需要對天車軌道進行加固處理，定期檢查軌道投運使用情況，緊固松動狀態(tài)下的摩擦式高強度螺栓，檢查制動板與方鋼、方鋼與牛腿柱的焊縫質(zhì)量，對焊縫缺陷部位進行補焊處理。必要情況下，在每根軌道梁兩側(cè)各增設(shè)一個輔助拉力支撐件，支撐件負責持續(xù)向軌道梁提供橫向輔助拉力，并通過調(diào)節(jié)螺母松緊程度來調(diào)整軌道梁橫向移動。

此外，也可選擇增設(shè)彈性膠墊板。此類墊板由特殊合成橡膠、鋼板骨架制成，具備良好的耐磨性、抗腐蝕性和抗剪切性。可保持彈性膠墊板和軌道緊密接觸狀態(tài)，向墊板施加一定預(yù)緊力。軌道把天車行走輪負載傳遞給彈性膠墊板承受，避免軌道在受力狀態(tài)下出現(xiàn)伸長變形、橫縱向移動等問題，并利于降低軌道承受上部負載時的內(nèi)應(yīng)力。

3 結(jié)束語

鋼結(jié)構(gòu)梁天車軌道在工業(yè)廠房項目中占據(jù)著重要地位，天車軌道投運使用情況直接關(guān)乎整體生產(chǎn)效率。工作人員必須提高對鋼結(jié)構(gòu)梁天車軌道維護工作的重視，針對性落實多項維護保養(yǎng)措施，保持天車軌道處于高效穩(wěn)定的運行狀態(tài)。

參考文獻

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