趙曉強(qiáng)

中鐵六局集團(tuán)太原鐵路建設(shè)有限公司，中國·山西 榆次 030600

1 引言

本案例為現(xiàn)在投入使用的河南礦山的10t 門式起重機(jī)，作為鋼筋加工場車間的搬運(yùn)工具，對于提高生產(chǎn)效率、加快物資周轉(zhuǎn)、流通方面均有重要影響，在保證設(shè)備質(zhì)量、減輕勞動強(qiáng)度，特別是提高生產(chǎn)能力安全方面有顯著作用。隨著起重機(jī)的頻繁使用及老化，出現(xiàn)了大車行走啃軌現(xiàn)象，使車輪損壞嚴(yán)重更換頻繁，嚴(yán)重影響了起重機(jī)的正常工作。單單維修車輪一項每年每臺車損失5 萬元左右，正在投入使用的同類型起機(jī)有8 部，給正常生產(chǎn)造成了巨大壓力。針對出現(xiàn)的問題，論文進(jìn)行了分析與研究，并提出了相應(yīng)的處理措施。

2 門式起重機(jī)運(yùn)行狀況及啃軌的危害及原因分析

圖1 門式起重機(jī)示意圖

通常情況下，根據(jù)經(jīng)驗門式起重機(jī)啃道造成的原因如下：

①由于車輪的加工或安裝偏差所引起的啃道；

②車輪的平行度不良（水平偏差過大）是起重車輪啃道的原因分析；

③車輪的垂直度不良就是車輪與道軌的垂直偏差過大，車輪在垂直方向偏斜；

④車輪跨距、對角線不等和兩車輪的直線性不良；

⑤車輪直徑不等使車體走斜造成啃道；

⑥由于軌道安裝偏差過大而造成的啃道；

⑦由于傳動系統(tǒng)偏差引起的啃道。

當(dāng)出風(fēng)溫度為20 ℃時，滿載地鐵車廂工況下的PMV值更趨近于零值，且整個截面PMV值的均勻度較高，由于該工況出風(fēng)溫度較低，同時乘客數(shù)量多且散熱量大，使得熱量平衡之后乘客的舒適度為最佳。當(dāng)出風(fēng)溫度為22 ℃時，滿載地鐵車廂工況下，因乘客散熱量大且車廂內(nèi)溫度較高而導(dǎo)致PMV值偏大，尤其是廢排風(fēng)口一側(cè)車廂的PMV值約為2.5，該部位雖有幅流風(fēng)機(jī)擾動，卻使得PMV值的整體均勻度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于無幅流風(fēng)機(jī)作用的情況，但依舊難以克服因溫度較高而為乘客帶來的不舒適感。

根據(jù)以上所述的問題，對起重機(jī)逐項做出了現(xiàn)場檢測和診斷，車輪的加工經(jīng)檢測符合要求，用拉鋼絲法檢測車輪的平行度符合要求（＜0.5°）。排除了車輪垂直度不良引起的啃道，大車行走輪直徑一致，大車行走驅(qū)動的兩臺電機(jī)。經(jīng)轉(zhuǎn)速表測量，轉(zhuǎn)速一致，排除了傳動系統(tǒng)偏差引起的啃道，用拉鋼絲法測量軌距，由于是活動式石枕，門式起重機(jī)經(jīng)過幾年的運(yùn)行，周圍車間塌陷導(dǎo)致軌距發(fā)生嚴(yán)重偏移，比設(shè)計軌距寬了44mm（允許偏差±5mm），這是發(fā)生啃軌的原因之一。由于龍門式起重機(jī)門架更易變形，我們重點對吊車桁架進(jìn)行了測量。

具體方法是測量大車輪跨及對角線：大車行走機(jī)構(gòu)共有四組，每組共四個車輪，選擇一段直線型較好的軌道，用線墜沿每組車輪外圓踏面寬度的水平中分點向道軌面作垂點，用樣沖在垂點處打上樣沖眼標(biāo)記，然后將龍門式起重機(jī)開走，露出標(biāo)記點，用測力計、鋼卷尺和經(jīng)緯儀測量留在道軌面上的標(biāo)記點，以北側(cè)道軌面標(biāo)記點連線為基準(zhǔn)線，分別以西北角和東北角標(biāo)記點為基準(zhǔn)。測量數(shù)據(jù)如圖2所示，分析口卡數(shù)據(jù)怨里門加大車輪輪距東側(cè)比西側(cè)寬24mm，南側(cè)道軌西南角標(biāo)記點向西偏移了271mm，東南角向西偏移了260mm，桁架東北角至西南角對角線比西北角至東南角線長129mm。經(jīng)診斷分析，門式起重機(jī)存在明顯偏斜和開口，即大車桁架東側(cè)比西側(cè)寬28mm，大車桁架對角線偏差123mm。另外，圖3為車輪跨距、對角線偏差示意圖。

圖2 車輪平行度不良引起啃道的示意圖

圖3 車輪跨距、對角線偏差示意圖

根據(jù)以上情況，我們對吊車運(yùn)行狀態(tài)做出分析，兩根道軌上的四組車輪南邊兩組與北面兩組不同時在道軌的平行中心線上，既同一根道軌上的兩組車輪在下橫梁的牽制下，分別按各自的軌跡前進(jìn)，大車向西運(yùn)行時，兩道軌上的車輪輪距逐漸減小，大車向東運(yùn)行時，輪距逐漸變大，當(dāng)大車向一個方向運(yùn)行一段距離后，車輪在吊車下橫梁及大車桁架強(qiáng)制力作用下，防止輪距繼續(xù)變形，從而加劇車輪輪緣3磨損，當(dāng)車輪踏面與道軌踏面發(fā)生橫向移動時，伴有相互摩擦?xí)r發(fā)出的巨大響聲和振動。

3 門式起重機(jī)啃軌采取的措施及解決方法

3.1 措施及解決方法（一）

根據(jù)診斷出得出大車故障情況，分析認(rèn)為車輪組對角線偏差是次要矛盾，兩根道軌軌距變大和兩道軌上的車輪組存在夾斜是主要矛盾。因為桁架出現(xiàn)少量偏斜，只要保證足夠的強(qiáng)度，不致影響吊裝和運(yùn)行，但兩根道軌上的四組車輪必須相互平行，才能保證大車向一個方向運(yùn)行時，夾角不會變大變小，道軌軌距變大直接磨損車輪外緣，加劇磨損。針對這種狀況，首先對軌道進(jìn)行了維修，為了不影響起重機(jī)的正常工作，采用分段維修方法，把地面上軌道重新緊固，道軌直線度用拉鋼絲法進(jìn)行檢查，即在軌道的兩端車檔上拉一根1mm 的鋼絲[2]，然后每隔2m 用吊線錘的方法來逐點測量，直至符合要求，軌道的跨度用鋼卷尺來檢查，尺的一端用卡板固緊，另一端拴彈簧秤，其目的是保持拉力用一定值，每隔5m 測量一次，使道軌軌距恢復(fù)到允許偏差之內(nèi)（±5mm）。兩根軌道相對標(biāo)高用水平儀檢驗，恢復(fù)到允許偏差之內(nèi)（10mm）。

加固起重機(jī)主梁與門架開焊方法是先用18mm 厚的鋼板制作成強(qiáng)筋，然后用吊籃吊至根部受力較大的連接處進(jìn)行焊接，防止桁架繼續(xù)變形，將車輪向北移動。其中，有兩種方案：一是調(diào)整車輪的位置，把車輪拉出來，定位鍵板割掉，重新找正定位、割孔、安裝，這種方法費(fèi)力費(fèi)時不易操作；二是將下橫梁與車輪組連接法蘭螺絲松開，使車輪組整體北移，這種方法簡單可靠，省力省時。具體安裝方法：先將起重機(jī)固定好，用預(yù)先做好的箱型支架放在下橫梁下，上面放置千斤頂將車體頂起，使車輪離開軌道面，車輪組下面用叉車又穩(wěn)，松開下橫梁與車輪組法蘭緊固螺栓，用割槍將原來下橫梁法蘭螺孔向北擴(kuò)30mm，一定要準(zhǔn)確劃線保證擴(kuò)孔精準(zhǔn)不能偏斜，用叉車將東南角車輪組整體向北移28mm，清除毛刺，緊固法蘭處螺栓，松開千斤頂，將車輪組放置在軌道上并空車試驗，使南北兩側(cè)車輪組恢復(fù)平行狀態(tài)。

3.2 措施及解決方法（二）

軌道超差：軌道軌距、相對標(biāo)高、側(cè)向極限超差時，只有重新調(diào)整軌道，使其達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定；用加墊板法調(diào)整軌道相對標(biāo)高超差較為簡單易行，可靠、經(jīng)濟(jì)，用普通鋼板，厚度按軌道實測高低差選定，墊板要求表面平整，外形尺寸不得超過軌道壓板的20mm，軌道下面要填實，不得有懸空現(xiàn)象，用帶螺栓固定在下面梁上，對于小車軌距超差，可采取移動小車車輪，改變小車軌距修復(fù)，不能采取移動小車軌道的辦法，因為割、焊軌道壓板會造成主梁進(jìn)一步下沉和內(nèi)彎，軌道基礎(chǔ)土建施工質(zhì)量問題，加固或重新施工使其達(dá)到要求，軌道的固定件問題，緊固或更換固定件。

4 更換大車輪的步驟

另一種情況就是大車輪嚴(yán)重磨損[3]，必須要更換大車輪，由于起重機(jī)大車運(yùn)行無時無刻都在對起重機(jī)車輪組進(jìn)行磨損，所以在使用頻繁的鋼筋車間，起重機(jī)車輪組出現(xiàn)內(nèi)部軸承損壞、車輪組邊緣磨平現(xiàn)象均屬于正常，車輪組出現(xiàn)問題及時更換，如果沒有及時更換，很可能在使用過程中發(fā)生意外。

以下是經(jīng)過京張、靜興等鋼筋加工現(xiàn)場實踐、總結(jié)得出門式起重機(jī)行走輪的安裝順序及步驟方法：

①車輪組安裝需要根據(jù)主動軸上的鍵槽進(jìn)行配件。

②車輪組放置于工作臺的墊塊，主動軸需要垂直對準(zhǔn)車孔和鍵槽，并對配合面A 進(jìn)行潤滑。

③主動軸上端墊以壓塊并對癥，開動液壓機(jī)進(jìn)行試壓后，發(fā)現(xiàn)不會出現(xiàn)問題后，逐漸加壓到安裝位置為準(zhǔn)。

④軸的兩端需要裝入軸套，并需要裝入帶有螺栓的桶蓋。

⑤軸承內(nèi)環(huán)通過沸油加熱后，趁熱裝入車輪軸，并將外環(huán)和間隔環(huán)的角型軸承裝到軸上。

⑥裝軸承的內(nèi)環(huán)需要套入墊圈并用螺母緊固。

⑦兩端分別裝悶蓋和桶蓋，并進(jìn)行加固緊固。

其中，大車行走輪示意如圖4所示。注：用本案例的門式起重機(jī)行走輪拆卸裝置來拆卸行走輪時[4]，只需將U 形筋卡在軸承座內(nèi)側(cè)且讓U 形筋的側(cè)面靠近軸承座，然后在油頂托槽中放置一油頂，使油頂一端抵住承力板、另一端抵住行走輪的輪軸，并調(diào)整油頂?shù)母叨仁褂晚斉c輪軸同軸，隨著油頂工作行程逐漸變長，油頂?shù)捻斏炝Ξa(chǎn)生反向的拉力，該反向的拉力將軸承座和軸承一同從行走輪的輪軸上脫離出來。

圖4 大車行走輪

續(xù)圖4 大車行走輪

另外，大車輪拆卸示意如圖5所示。

圖5 大車輪拆卸示意圖

采用自制門式起重機(jī)行走輪拆卸裝置如圖上，其特征包括一U 形筋、一加強(qiáng)環(huán)及一承力板，所述U 形筋、加強(qiáng)環(huán)、承力板豎直平行相間并排設(shè)置，U 形筋、加強(qiáng)環(huán)、承力板由三根間隔設(shè)置的主拉桿連成一體，承力板上垂直設(shè)置有一半環(huán)形的油頂托槽，油頂托槽向加強(qiáng)環(huán)的方向伸出。這種操作簡單且適用性強(qiáng)，拆卸門式起重機(jī)的行走輪的過程中無需動用割槍焊槍等輔助工具，對相關(guān)零部件的損傷小、也減少安全隱患，同時本裝置利用邊角廢料就可制成，成本低。

5 結(jié)語

經(jīng)過上述總結(jié)，車輪輪緣磨損嚴(yán)重情況大大降低，車輪與道軌摩擦?xí)r發(fā)出的巨大響聲和車身的整體震顫現(xiàn)象消失，維修后沒有更換新車輪，降低了生產(chǎn)運(yùn)營成本，提高了門式起重機(jī)工作效率，達(dá)到了預(yù)期目的，收到良好的效果，也為同類型起重機(jī)啃道維修提供了借鑒驗。