一种轨道式集装箱起重机小车车轮偏心纠偏装置

迟晓雨

津冀国际集装箱码头有限公司

1 引言

随着公司集装箱装卸量的增加，轨道式集装箱龙门起重机(以下简称场桥)的各类故障开始出现，其中较普遍的是场桥起重小车跑偏现象。跑偏带来轨道及车轮磨损、零部件的损坏、运行时的异响、压板松动等，甚至造成小车脱轨，带来安全危害。因此需及时找到小车跑偏现象产生原因，并采取必要措施，予以修复。

2 小车跑偏原因分析

场桥小车在设计、制造、安装、使用等环节均有可能引起跑偏，主要因素如下。

(1)设计时未针对具体产品参数，如跨度、速度、分别驱动和集中驱动，对小车行走驱动选型考虑不足，可能导致后期运行跑偏[1]。

(2)制造过程中，行走机构零部件加工精度不足，如小车浮动轴内外齿圈传动间隙大、窜动严重，会造成从减速箱传递运动到小车轮时车轮行走速度不一致，造成跑偏[2]。

(3)安装过程中，轨道及驱动装置等的安装精度不符合要求，导致后期出现跑偏。

(4)使用过程中，车轮等零部件磨损，造成轴、键之间的配合间隙加大，传动轴与车轮之间发生径向窜动，使车轮的传动不同步，引起跑偏。

(5)其他因素，如地面大车轨道基础长时间使用后的沉降问题，会间接引起小车跑偏[3]。

3 常规解决方案

通常情况下，通过调整行走机构的水平导向轮、调节小车轨道、调整行走车轮来解决小车跑偏问题。

(1)水平轮调整，通过调整水平轮偏移距离，啃轨故障可以得到解决，但水平轮、轴承、基座承载负荷加大，易损坏，无形中又增加了一项维修项目，且无法彻底解决啃轨问题。

(2)轨道的维修和更换，通过调整小车轨道的顶面高低差、轨距和直线度，使其符合标准规定；长时间使用后，需根据小车轨道出现的松动现象及时予以调整。

(3)小车车轮的改造，通过对大量小车啃轨现场的观察及资料收集、分析，大部分小车跑偏是由于车轮轴孔镗孔偏差及长时间使用后装配不符合要求造成的，因此考虑加装车轮偏心装置，补偿小车偏斜运行量。

4 车轮偏心套纠偏原理

根据场桥小车跑偏情况，对小车轮外侧加装偏心套(见图1)。因为偏心套的厚度从中间向两端均匀增加，将偏心套厚的两端垂直于轨道安装时，车轮轴处于正常位置；如果顺时针或者逆时针转动时，车轮轴也会发生一定量的偏移，从而带动车轮实现向里和向外的转动，达到调整车轮跑偏的效果。

图1 偏心套结构图

4.1 机械调整法

小车传动机构为齿条传动，通过齿轮与齿条的偏斜程度可确定小车的跑偏情况。由图2小车车轮跑偏情况示意图可知，根据p1、p2的差值可确定小车具体跑偏的数值。

图2 小车各车轮跑偏情况

以1#车轮为例，车轮向内侧跑偏，因为偏心套安装时是按照上厚下薄的位置安装，故此小车轮偏心套要按照逆时针的方向转动偏心套，使小车轮向外偏斜。4个车轮调整完毕后让小车来回行走，观察小车跑偏情况，确定继续调整小车轮的方法，直至小车按直线行走为止。在实际调整过程中会有轻微的误差，可忽略不计。

4.2 公式计算调整法

当车轮的两侧安装偏心套时，车轮水平方向上的偏差X和车轮垂直方向上的偏差Y可表示为：

式中，r为偏心距，D为车轮直径，L为偏心套与另外一侧轴套的间距；θ1、θ2分别为偏心套1和偏心套2沿逆时针方向的旋转角度。

通过公式计算解得：

θ1=

由于我司场桥小车只安装外侧单侧偏心套，故公式可改为：

θ1=2arctan(-Y/X)

当车轮通过精确测量后，可以得到X、Y的偏差值，代入公式计算，即可得出偏心套理论上需要调整的角度，使车轮在水平方向上与垂直方向上的偏差趋近于零。

举例说明：偏心量为1 mm的偏心套，车轮直径500 mm，偏心套与轴套之间的中心距289 mm，偏心套θ1初始角度为36°，偏心套θ2初始角度为0°。通过精确测量，得出车轮在水平方向上的偏差X为0.21 mm，在垂直方向上的偏差Y为1 mm。

代入公式可以计算出θ1≈-156°，由此可得偏心套需要顺时针旋转156°。为了提高调整精确度，并且根据场桥车轮尺寸和偏心套强度的要求，设计了20个调节螺栓孔，每个螺栓孔可以调节18°。考虑到固定螺栓的安装角度，不能准确到156°，故根据现场具体情况确定转动8个螺栓距或9个为最佳。

调整后再使小车在运行线上来回跑动，观察小车实际运行情况，可再做一些微调。

5 结语

本次技术改造，通过对标准的研究、小车结构的

分析并结合精确测量和计算，对车轮跑偏以及偏心套的调整量有了定量的判断。采用车轮加装偏心套的方案，很好地解决了小车跑偏的情况，从而降低了作业噪声，延长了部件寿命，减少了维护保养成本，大大提高集装箱作业的效率，可为类似问题的技术改造提供参考。