双梁桥式起重机啃轨问题与应对方法研究

刘 喜，杨 勇

（河北华油一机图博涂层有限公司，河北沧州 062658）

0 引言

啃轨是起重机大车或小车运行过程中因车轮跑偏导致轮缘与轨道侧面接触，使得运行过程中产生摩擦，继而加速起重机轮缘磨损，引起轮缘磨薄超标或车轮报废。在啃轨问题的影响下，车轮过早损坏的现象会给起重机安全运行带来较大威胁，也使起重机运行维护费用大大增加。

双梁桥机是起重机的一种，该设备的机械部分主要由起升、小车运行和大车运行三大机构组成，在作业过程中，起升结构负责垂直升降物品，小车运行结构则可以带着物品横向移动，而大车运行机构可将起重小车和物品纵向移动，实现三维空间搬运或者装卸物品的目标，这样的作业方式使双梁桥式起重机发生啃轨的问题在所难免，进而影响设备使用寿命及安全性[1]。

1 双梁桥机啃轨问题概述

1.1 双梁桥机啃轨问题级别

双梁桥机啃轨问题的发生是由于大车或小车在运行时因各种原因造成的大车轮或小车轮相对于轨道歪斜运行，在车轮轮缘与轨道侧面的摩擦之下造成磨损，形成啃轨。轻微啃轨会导致双梁桥机车轮轮缘与轨道侧面出现明显磨损，严重啃轨会导致双梁桥机车轮轮缘内侧与轨道侧面在强烈挤压的作用下发生铁屑剥落，甚至导致车轮轮缘整体破裂。双梁桥机啃轨问题可分为3 个级别（表1）。

表1 双梁桥机啃轨问题级别

1.2 双梁桥机啃轨不良后果

在正常情况下，双梁桥机大车车轮轮缘与轨道之间保持一定的间隙，通常大车车轮踏面较轨道顶面宽30～40 mm；小车车轮轮缘较轨道顶面宽20～30 mm。啃轨的原因一般是车轮歪斜、车轮横向滑动。双梁桥机啃轨造成的不良后果如下：

（1）缩短车轮寿命。不啃轨的双梁桥机车轮可用5～10 年，啃轨严重的车轮仅能用1～2 年，甚至几个月就需要更换，影响正常生产，增加设备维修费用。

（2）轨道磨损较快。啃轨使得双梁桥机轨道侧面受到摩擦，车轮受力分解到2 个方向，促使车轮横向移动的力使车轮轨道受到横向剪力，导致轨道变形，螺栓松动。

（3）增加行驶阻力。双梁桥机啃轨严重时将导致运行阻力增加1.5～3.5 倍，增加电机与机械传动机载荷，导致电机烧坏、传动轴扭断等。

（4）主梁变形断裂。双梁桥机啃轨时产生横向剪力会使设备主梁水平方向受力明显，严重情况下会导致设备主梁产生裂纹或变形现象。

（5）导致车轮脱轨。双梁桥机啃轨如发生在轨道连接处，在连接处间隙较大时，车轮爬到轨道顶面上会造成车轮脱轨危险或伴随其他风险事故。

（6）厂房结构损坏。双梁桥机轨道与厂房结构联系密切，啃轨问题严重时因轨道受力会对厂房结构造成影响。

1.3 双梁桥机啃轨问题判断

双梁桥机工作中是否发生啃轨问题，可从以下6 个方面进行判断：

（1）观察双梁桥机轨道侧面有无1 条明亮痕迹，痕迹上有无毛刺。

（2）观察双梁桥机车轮轮缘内侧有无亮斑。

（3）双梁桥机行驶过程中，观察其短距离内轮缘与轨道间隙之间有无显著改变。

（4）双梁桥机运行过程中，观察其启动与制动时有无车体走偏和扭摆现象。

（5）观察双梁桥机行驶时有无嘶嘶声或吭吭声。

（6）观察双梁桥机顶面有无亮斑。

2 双梁桥机啃轨问题原因

2.1 设备因素

双梁桥机自身因素诱发的啃轨情况，主要原因为零部件老化、尺寸不当、检修不彻底、不到位等。通常会影响起重机的受力平均，导致几何尺寸、啮合情况的差异，最终形成滑移现象、造成啃轨[3]。例如部分双梁桥机使用时间较长，有些结构出现老化和严重损坏，但工作人员没有进行零件的全面更换，只更换了一侧部件，此时两侧部件的功能基本恢复正常，设备可以常规进行作业，但新部件的磨损情况较轻，老旧部分的磨损情况较重，起重机运行过程中，两侧的行进情况，包括速度、幅值应是一致的，但零件的分别更换则导致两侧行进不同步，设备的运行看似平稳，但车轮中心线已经出现偏移，从而产生行进幅值较小的一侧出现小范围的侧滑，导致啃轨问题。

2.2 轨道因素

轨道原因导致的啃轨问题相对较少见，但不能排除其导致的啃轨可能性。双梁桥机啃轨问题中，轨道原因导致的隐患可大致分为3 类。一是铺设不当，二是轨距不合格，三是铺设区域选择不当[4]。

（1）铺设不当。是指铺设轨道的过程中未能严格执行规范，导致铺设质量不高，直线距离或误差不满足双梁桥机行进要求。

（2）轨距不合格。是指轨道的距离不能满足双梁桥机行进要求，过大的轨迹会导致设备外侧啃轨，危及轨道内侧，而过小的轨距则会导致设备内侧啃轨，危及轨道外侧。

（3）铺设区域选择方面。如果选择了地面强度不高的区域、存在沉降情况的区域，均会导致轨道两侧的高低不一，在肉眼不能察觉的情况下，导致轨道影响双梁桥机行进并带来啃轨问题。

2.3 传动因素

双梁桥机多用于重物起重、搬运等工作，负荷等级较大，在持续工作的过程中，可能因振荡、设备老化等原因，导致传统系统工作参数的异常。这种异常在出现之初很可能是轻微的，持续积累后则会影响设备作业，带来双梁桥机啃轨问题[5]。例如起重机两侧的传动设备，结构上是相对独立的，但在使用过程中又需要保证同步运行。任何一侧的传动设备出现异常，不能保证同步运行，设备动力系统提供的动力均可能出现偏移，双梁桥机就会向一侧偏移，与该侧的轨道产生较大的摩擦力，即啃轨问题。此外，不合理的操作也会增加部件的损坏速度，从而导致对角线误差，角度偏移也会带来设备两侧行进出现异步的问题，带来啃轨隐患[6]。

3 啃轨问题的应对方法

3.1 积极预防啃轨问题

首先，建立规范的作业管理机制，在双梁桥机啃轨问题出现前，对可能出现的隐患进行处理，减少啃轨问题的出现可能。原则上应明确双梁桥机的运维负责人，在此基础上，确定运维检修的间隔、规范工作方法、检查对象、更换设备的年限等，之后按照此方案进行持续的管理作业。传动设备各处零件，使用前均应进行一次调试，非使用状态下，每周应进行一次保养和调试，并做调试结果的记录。

其次，对一些常见问题应了解其成因，以分析结果为指导，进行周期检查和处理。例如双梁桥机主动轮的使用、老化，可根据大数据确定该设备主动轮的老化周期，在其进入老化周期前，提前予以更换，减少其使用过程中可能出现的啃轨问题。

3.2 有效解决啃轨问题

在发生啃轨问题时，应根据其具体表现进行处理，使双梁桥机能够重新投入作业，或消除可能的安全隐患，再重新安排作业计划。

（1）因设备自身问题导致的啃轨情况，多数情况下与其车轮区域存在关联，可在啃轨问题出现时暂停设备作业，对其车轮各处区域进行检查，如果轮缘发现较明显的磨损，可初步判定车轮参数存在异常。进一步对车轮的老化情况、机械结构、齿轮啮合态势等进行分析，了解各结构的布局是否异常。如果偏差超过允许范围，可以结合问题的具体原因进行分析处理，严重磨损的车轮应予以更换。如果啃轨问题尚不严重，也可以对不同区域进行简单的参数微调，如调整主轮、辅轮之间的距离等，以消除啃轨问题。

（2）排除设备自身因素的影响后，还应进行轨道方面的检查。确保选择专业技术合格的人员进行轨道铺设，并保证现场监督管理的质量。在此基础上进行轨道高低差异检查，确保两侧的轨道处于相同水平线，一般误差不宜超过1 cm。水平高度差异无问题，还应检查轨道之间的距离，直线偏差通常不能超过0.3 cm，轨道之间的距离偏差，应严格遵照设计标准，偏差不能超过1.5 cm。上述检查也无异常，则应对施工区域进行检查，了解地下区域是否存在软弱土层、沉降情况，必要时更换双梁桥机工作区域。

4 结束语

双梁桥机啃轨问题会影响设备使用寿命，并可能影响轨道的使用和作业安全，需要根据其啃轨原因积极寻求应对方法。造成双梁桥机啃轨的原因包括设备自身原因、轨道原因和传统设备原因等。面对双梁桥机啃轨问题，应通过必要的运行维护需求进行预防，并针对问题具体表现予以处理，以改善双梁桥机作业效率，延长其使用寿命。