桥式起重机车轮啃轨故障的分析及修理方法

张约美

（常州铁道高等职业技术学校,江苏 常州 213011）

1 前言

桥式起重机是起重运输机械中三大通用设备之一，广泛地用于国民经济各部门。我单位目前有四十多台桥式起重机以及十几台电动葫芦，起重量从3吨到40吨不等。由于设备的使用时间、所在环境及设备的保养等原因造成不同的设备故障，其中车轮啃轨现象比较突出，曾有过由于啃轨严重导致起重机车轮出轨，甚至轨道钢梁移位情况发生，严重影响起重机安全运行。现将此问题的产生危害、原因、表现形式及修理方法提出来，供大家在今后工作中遇到此类问题时共同参考处理。

所谓啃轨是指桥式起重机大车或小车在运行过程中，车轮轮缘与轨道侧面接触，产生水平侧向推力，引起轮缘与轨道的摩擦及磨损的现象。起重机理想的运行情况应该是所有车轮在轨道上作无滑移的滚动运行，且轮缘不与其运行的轨道相接触，即轮缘与轮道保持一定的间隙。实际上由于某种原因，起重机在行驶过程中，车轮的轮缘与轨道强行接触，造成啃轨。

2 啃轨的危害

（1）啃轨将降低车轮及轨道的使用寿命。一般正常工作条件下，中级工作类型的车轮可以使用5年或更长一些时间。但车轮啃轨以后，会大大缩短了使用寿命，啃轨严重的桥式起重机，车轮使用寿命很难超过一年，造成频繁更换车轮，同时轨道侧面的磨擦也降低了轨道的使用寿命，严重时，轨道使用1-2年即报废。

（2）增加运行阻力，严重时可引发电动机烧坏或扭断传动轴事故。

（3）由于啃轨，车轮对轨道产生一水平的横向力，这个力一直传递到厂房结构上，长期作用对厂房也产生严重后果。

（4）桥式起重机有脱轨的危险，啃轨严重时，车轮轮缘被挤压变形，可能爬上轨道顶部造成脱轨事故。

（5）起重机工作时噪声大，震动大。

3 啃轨的原因

3.1 轨道

轨道安装未达到技术要求，由于轨道偏差过大而造成啃轨的特征是起重机在某些段产生啃轨。如果轨道跨距和轨道水平直线性差，在起重机跨距不变的前提下，由于轮缘与轨道侧面间隙减少将造成啃轨。若两条轨道相对标高偏差过大或同一侧两根相邻的轨道顶面不在同一平面内，都有可能引起啃轨。

3.2 车轮

桥式起重机两个主动轮的工作直径大小不一致，直径大的速度快，直径小的速度慢，运行时车轮将出现一前一后，就会造成啃轨，发生出轨事故。

3.3 桥架变形

桥式起重机使用一段时间后或在高温环境下，都可能引起桥架变形，大小车的车轮因分别固定在桥架的端梁和小车架的侧梁上，所以当桥架或小车架发生变形时，必将引起车轮的歪斜和跨度的变化，因此而引起啃轨，多发生于大车桥架，现分别加以说明：

（1）因桥架变形造成两个车轮的跨度变化或四个车轮的对角线长度超差造成运行啃轨。

（2）因桥架变形造成车轮垂直偏斜超差而引起啃轨。当车轮安装时超出垂直偏斜公差时将可能引起啃轨。

（3）桥架变形促使端梁产生水平偏斜，造成车轮水平偏斜超差而啃轨。

3.4 起动、制动时桥架歪斜

（1）单独驱动时，两边的制动器调整不一致，一侧制动力矩大于另一侧。

（2）传动系统中零件磨损，间隙不一致。

（3）桥架本身偏斜，剐度不足，桥架变形或制造误差。

3.5 负载不均

由于一端负载后直接启动，造成两端主动轮因电机载荷不同启动有快慢。行车端梁一端先启动，另一端跟着动，长时间这种启动会造成桥架变形从而加剧啃轨。

3.6 反向制动

桥式起重机在制动时，操作人员根据操作习惯猛打反向制动，造成负载大的一端因惯性大，制动迟缓，引起起重机晃动，车轮与轨道之间的相对位置变化造成啃轨。

3.7 起重机车轮不在同一平面

因车轮磨损直径变化不同造成四个车轮轮面与轨道接触位置不在同一平面上，总有一个车轮不受力或受力小，当不受力或受力小的车轮转换到主动轮上就会造成单侧驱动，从而桥式起重机车轮跑偏，行车啃轨。

4 车轮啃轨的表现形式

（1）轨道侧面和车轮轮缘上有明亮的磨痕，严重时，会使车轮轮缘与轨道侧面发生切削，有毛刺和磨损产生的铁屑。

（2）桥式起重机运行后，短距离内车轮缘与轨道侧面的间隙有明显改变。

（3）桥式起重机运行中，车体发生摆动或发出不正常的磨擦声响，特别是启动和制动时，车体走偏，扭摆更为明显。

（4）桥式起重机运行时阻力突然增加，启动困难，电气元件损坏，烧毁电动机以及损坏机械传动零件。

5 车轮啃轨的修理方法

发现起重机肯轨，应详细检查并测量有关尺寸，综合分析，找出原因，确定修理方案。

5.1 对大车传动机构进行调整

对分别驱动的起重机两组驱动机构装配时松紧应认真调整；两个大车电动机转速差要认真检查修理；两套制动器的松紧要调整适宜；检查减速器、联轴器齿轮磨损情况，更新时两边应同时进行更新；对锥形踏面车轮的安装应注意大头朝内。

5.2 对小车啃轨的修理

在起重机主梁下挠后会引起小车的两根轨道距离变小。当轨距小到一定程度时，对于外侧单轮缘的小车，运行时将可能脱轨；对于双轮缘的小车，运行时将产生夹轨现象。这时应采用火焰矫正，修复桥架主梁的上拱度，并进行加固，使小车轨距在公差范围内。在采用火焰矫正主梁下挠变形或更换轨道时，注意将主梁中间顶起。对桥架主梁的上拱度进行测量，并采用火焰矫正法进行修复。

5.3 对因桥架机构变形造成大车啃轨的修理

由于大车啃轨的原因较多，修理时应有针对性。如桥架垂直对角线偏差超差时，应使用火焰矫正结构变形。

5.4 对因车轮偏斜造成大车啃轨的修理

这时应该分析确定调整哪一个车轮工作量小而效果又好，同时应尽量考虑调整被动车轮。车轮偏斜分车轮水平偏斜和垂直偏斜两中情况。

（1）对于车轮水平偏斜的调整，应考虑相互中和抵消的作用，车轮的水平偏斜e不应超过表1的规定，表中M为桥吊机构工作级别。在调整车轮前，首先使用千斤顶将端梁（或平衡梁）顶起，使车轮悬空，然后松开紧固螺栓进行调整。少量的调整可以松开紧固螺栓，在角轴承箱的键槽内加垫板即可，调整量大时，应将定位键板铲开，在键板与端梁弯板之间加垫板来调整。

表1 水平偏斜e的极限值

（2）对于车轮垂直偏斜的调整，如图1所示，车轮的垂直偏斜值a是测量长度l的下端点到铅垂线的距离，其值不应超过l/350。两侧车轮的垂直偏斜方向应调整为“＼／”状，即车轮上部应向外侧偏斜，当桥吊受载后车轮就会趋近垂直。

图1 车轮垂直偏斜

为了校正车轮的垂直偏斜值a，应在角形轴承箱与水平定位键或水平定位键与端梁弯板（图2）间加垫来解决。如果加垫厚变度小于角形轴承箱定位槽深度的2/3，可在A面处直接加垫；如果加垫厚度超过2/3，则在定位键与端梁弯板间加垫，垫的形状如图3所示。在车轮的哪一边轴承箱处加垫要根据车轮的偏斜方向而定，如果车轮向右（“／”）偏，在左边加垫；如向左（“＼”）偏，则在右边加垫。

图2 角形轴承箱

图3 垫的形状

加垫调整时，垫的厚度t（见图4）按下式计算：

式中，B为车轮轴承箱的中心距，mm；a为垂直偏斜值，mm；l为测量长度，mm。

调整时，如果轴承箱的定位螺栓穿不过去，可扩大弯板上的螺栓孔。调整好后应将定位键、调整垫板点焊在端梁弯板上。

5.5 对轨道的调整

应严格按技术要求调整轨道的标高、跨度和直线性；检查螺栓的紧固情况。对于重级工作制和大起重量的起重机应半年检查一次，其他半年至1年检查调整一次。这样才能很好地防止啃轨。对磨损严重，直线度超差的起重机小车钢轨（24kg/m）进行了更换。

5.6 对于车轮不在同一平面上的处理

（1）检测四个车轮受力均匀与否，如有受力小或不受力的进行处理。

（2）首先检查主动轮，如有直径不同的则更换至直径相同。

（3）调整车轮至同一平面，尽量通过调整被动轮达到要求。

6 总 结

防止车轮啃轨的发生，关键是加强对车轮和轨道的安全检查。车轮的加工和安装要控制在允许的误差范围内。滚动平面要平整，不能有过大的缺陷，要注意车架是否变形，严格控制车轮的平行度，直线性和车轮对角线偏差，平时要经常对轨道进行外观检查，发现钢轨有裂纹，腐蚀或螺栓，夹板松动等现象，要及时处理。轨道上的油污，冰雪要及时清扫，轨道接头要保持良好，不出现移位和高低偏差，要定期对两根平行轨道的跨度，平行度，高低差进行测量和调整，实践表明，虽然车轮啃轨危害很大，但是只要找到产生啃轨的原因，就可以找出其解决措施，以预防该类事故的重复发生。