论通用桥门式起重机小车架的一个设计缺陷

2015-03-14颜朝友

机电信息 2015年12期

颜朝友

（福建省特种设备检验研究院，福建福州350008）

0 引言

随着工业发展，起重机械越来越成为工业生产不可缺少的设备，而桥门式起重机作为最常用的起重机，在工厂企业中得到广泛应用。但由于我国起重机制造业设计思想较为落后，很多起重机生产企业没有考虑到通用桥门式起重机小车架上有一个设计缺陷，即小车架上起重机卷筒排绳处一块加强板经常与起重机钢丝绳刮擦，磨出绳槽，严重时钢丝绳甚至被磨断，不仅影响了起重机小车架的整体强度，而且起重机钢丝绳因与该加强板刮擦而容易断丝断股，也严重影响了起重机的整体安全性和经济性。因此，本文就小车架上这个缺陷进行分析和研究，旨在引起起重机设计制造单位、使用单位及检验机构注意，达到消除缺陷的目的。

1 小车架的主要结构

小车架是支撑和安装起升机构和小车运行机构的机构，要求有足够的强度和一定的刚度，且重量轻。在保证强度和刚度足够的前提下，减轻重量对于降低小车的轮压及减轻桥架负载、节约钢材等都有一定的意义。目前我国制造的通用桥门式起重机小车属于四支点形式，小车架采用钢板焊接，主要用于支撑和安装桥式起重机的起升机构和小车运行机构，其主要结构如图1所示，包括2根顺着小车轨道的纵梁和2根或数根与之相垂直的横梁。纵梁支承在车轮的轴承上，横梁与纵梁焊在一起，形成一刚性整体。为了保证机构强度，通常小车架横梁中间焊接有加强板。

图1 通用桥门式起重机小车架主要结构图

2 使用过程中发现的缺陷及原因分析

2.1 发现的缺陷

检验人员在多家使用单位的多台通用桥门式起重机检验过程中发现，起重机小车架上横梁中间排绳位置的加强板容易被磨出绳槽（图2），严重的甚至被磨穿，从而影响了起重机小车架的整体结构强度和刚度。同时，起重机钢丝绳与加强板之间金属与金属摩擦，钢丝绳容易发生断丝断股，影响其使用寿命，造成钢丝绳更换频率加快。

图2 加强板被磨出绳槽

2.2 缺陷原因分析

引起该缺陷的主要原因如下：（1）设计不合理，如图3（a）所示，应该在强度和刚度设计计算中不考虑使用该加强板。（2）起重机使用过程中歪拉斜吊，如图3（b）所示，或操作不当以及大车快速制动引起重物晃动，导致起升钢丝绳与加强板发生刮擦。随着时间增加，刮擦次数增多，该加强板被渐渐磨出绳槽，甚至被磨穿。（3）卷筒上钢丝绳过长，导致钢丝绳排绳位置与加强板距离过近，如图3（c）所示，随着重物提升，起重机钢丝绳不可避免地与该加强板发生刮擦。（4）加强板设置不当，部分起重机加强板加工成大T字形状，导致其更容易与起升钢丝绳刮擦。

图3 起重机运行工况

3 改进方法和使用注意点

该缺陷大量存在，严重影响了起重机小车架整体强度和刚度，特别是缩短了起重机钢丝绳寿命，导致了危险的存在，因而必须加以改进。（1）首先从设计制造上必须取消在小车架上布置该加强板。为了不影响起重机小车架强度和刚度，在小车架设计制造上，就要考虑增加横梁和纵梁的尺寸和钢板厚度，而笔者也发现了一些新出厂的通用桥门式起重机小车架已经没有了加强板。（2）使用过程中，首先是要避免吊装过程中存在的歪拉斜吊，特别是起重机司机操作时，要避免大小车的急速制动，从而避免重物严重晃动，导致起升钢丝绳与加强板刮擦。（3）更换钢丝绳时，要避免卷筒上钢丝绳缠绕过多，导致钢丝绳端部排绳位置与加强板位置过近。（4）对于加强板已经被磨损甚至磨穿的起重机小车架，首先可以与制造企业联系，查询起重机小车架设计制造时安全系统是否留有余量，是否可以取消此处加强板。图4是某企业自己对该加强板的改进方法：在该加强板下部割出绳槽位置，重物晃动时，钢丝绳恰好在绳槽位置自由贯穿，避免刮擦；同时加强上部位置结构，取得了较好的效果。（5）起重机使用单位维修人员需在日常检查过程中对此处加强板进行重点检查，避免由于刮擦导致加强板被磨穿。另外，还要加强对钢丝绳的日常检查。

图4 企业自制改进方法

4 检验注意点

由于该结构的小车架在现存桥门式起重机中大量存在，因此对于起重机检验人员来讲，必须在检验时予以重视，要告知使用单位负责人需加强此处加强板和钢丝绳的日常检查。由于使用单位在更换钢丝绳时往往会增加钢丝绳长度，以便在前端钢丝绳断丝断股时截短，继续使用后端钢丝绳，这样就会导致卷筒上钢丝绳过多，钢丝绳排绳位置与加强板过近，从而造成钢丝绳与加强板刮擦。因此，要让使用单位维修人员知道，卷筒上钢丝绳布置过多不会延长钢丝绳寿命，由于有加强板存在，反而更容易让钢丝绳寿命缩短。