浅谈吊车啃轨原因分析及处理措施

杨志军

（攀钢集团西昌钢钒维修中心，四川 西昌 615000）

某钢厂钢水接受跨、精炼、加料跨360T吊车啃轨现象一直存在，长期带病运行，导致车轮磨损速度加快，为了保证正常生产，车轮更换周期远远小于正常水平，一方面增加了检修作业任务，另一方面增加设备成本，影响了企业的正常有序生产。啃轨是指起重机在运行过程中大车或小车的车轮轮缘与轨道侧面接触，二者在接触期间发生剧烈磨损，就是啃轨。

1 啃轨的危害

（1）增加了大车和小车的运行阻力。严重的啃轨，大小车轮轮缘与轨道侧面剧烈磨损，使附加荷载加大，运行阻力较之正常运行阻力增大3倍左右。此时，因运行阻力的增加，起重机运行状况不稳，发生扭摆现象，会发出响声。运行电动机和传动结构会处于超载状态，随着啃轨现象的加剧，使得电动机功率持续加大产生烧毁现象，传动轴发生扭断，甚至引发脱轨事故。

（2）轨道磨损。当啃轨现象未能及时治理时，随着时间的延长啃轨现象加重，在运行过程中车轮与起重机轨道磨损加剧，甚至磨出台阶，影响正常使用，增加检修成本及轨道成本。

（3）电气系统提前更换。啃轨现象严重时，运行阻力的增大不仅会增大电机的功率，还会使传动系统运行功率增大，电气系统在这种超负荷运转状态下，使电气设备使用寿命和工作效率都明显降低。同时造成电气线路运行负担，容易引发安全隐患，电气设备的更换周期明显缩短。

（4）损坏房梁结构。通常情况下，起重机车轮轮缘与轨道侧面之间具有一定的间隙，正常运行情况下，二者不会发生接触。啃轨现象的发生，使二者之间发生接触和摩擦，在摩擦过程中产生的侧向力会使轨道发生横向位移或有位移倾向，导致固定轨道失去原有的稳定性。起重机在运行过程中会将这种外力传递到厂房机构上，将引发整台起重机发生振动，这种情况容易引发房梁结构损害。

（5）降低车轮的使用寿命。通常情况下，经过表面淬火的车轮，可以使用6年以上的时间。对于啃轨现象较为严重的起重机，车轮使用时间严重缩短，只能使用1～2年，随着啃轨现象的加剧，车轮使用寿命甚至只有几个月。当轮缘磨损超过原厚的50%时，车轮就不能正常使用，必须停机进行更换。造成检修成本、设备成本费用支出。

（6）引发安全事故。啃轨引起的振动使轮缘起落，可能会造成吊物脱落，啃轨严重时，车轮不在轨道中心部位运行而发生偏移，甚至爬到轨顶造成脱轨，引发重大安全事故。尤其是外侧轮缘的小车轮，当轮缘与轨道侧面之间的间隙变小到一定程度时，脱轨事故就会无法避免。

2 啃轨的原因

（1）轨道安装不规范。轨道在进行安装时，由于轨道承轨梁安装时发生倾斜，致使安装在承轨梁上的轨道随之也发生倾斜，这种情况容易导致运行中的车轮发生位移，由于倾斜使一侧车轮内侧与轨道磨损，一侧车轮外侧与轨道也发生磨损。另外，因轨道轨距控制不合理，轨距过大或过小、轨道水平弯曲超过跨度公差、相邻两条轨道之间同一截面轨道高度差超出正常范围，及轨道接头不平直和顶面上有油污等，都为啃轨现象的发生创造了条件。

（2）传动系统不同步引起的啃轨。引发传动系统不同步的原因有以下两点：一是在分别驱动状态下，因电气控制系统电机转速不同步，导致电机定子磁场旋转速度存在较大差异，或者因电机转子回路所串电阻的电阻值超出正常范围。二是机械传动系统的制动力力矩的不同引发啃轨。

（3）钢结构变形。经过多年生产运行，承受吊车轨道载荷的钢结构受自身材料性能、以及外部环境、温湿度的影响而发生变形，导致车轮发生位移或跨度变化，进而为啃轨现象的发生创造了条件。

（4）车轮安装质量引发的啃轨。

①车轮安装的水平偏差过大。车轮在安装时，水平偏差应控制在L/1000以内，前后车轮应确保在同一水平线上运行。若在车轮安装时水平偏差过大，车轮滚动面中心线与轨道中心线就会形成一个夹角α，如图1所示，当夹角超出正常范围时，因两车轮不在同一水平线上运行，势必造成啃轨。

图1 车轮水平偏差

②车轮安装的垂直偏差过大。车轮垂直偏差应控制在H/400以内，车轮在安装时当前后两轮的偏斜量相等时，若处于空载状态此时两轮的运行半径增大也相等，这种状态不会造成啃轨。若承载后因外部荷载力的变化使得一轮的垂直偏斜加大，另外一轮垂直偏斜随之减小，此时两主动轮的滚动半径不再相等，此种现象的存在导致啃轨现象的发生。

（5）吊车对角线不符合规范引起啃轨。由于原料跨在安装时，主梁和端梁找平、找正工作没做好，导致其对角线ab≠cd(如图2所示)。这时原料跨在运行过程中，就会导致其啃轨现象的发生。

图2 对角线不等

3 啃轨的处理方法

（1）轨道调整。轨道安装不符合规范引起的啃轨现象，需定期检查轨道的水平、垂直标高、轨道跨距，及时清理轨道上的杂物和尘土。针对轨道坡度过大或是轨道的接头不平直现象，则要及时打磨或者是更换。

（2）传动系统不同步处理。起重机运行机构传动系统在运行过程中，针对零件磨损造成的质量缺陷，可在维修过程中加强对易造成间隙连接部位的检查，如齿轮啮合间隙，轴承间隙等连接部位，根据检查结果及零件实际磨损状况，进行修复或更换零件操作。对于分别驱动的大车运行机构，针对电动机或制动器不同步引发的故障，应及时对电器进行检查维修，在确保电器故障消除的基础上，对电动机和制动器进行检查修复。

（3）金属结构加固。钢结构经过长期的使用后，其力学性能发生变化，引起变形。此时，需要及时的对钢结构进行加固或更换。

（4）车轮平直度、垂直度调整。如图3所示，当车轮中心线与轨道中心线发生偏移产生交角ɑ时，此时，踏面上偏差为δ=rsinɑ。若使大车矫正，须使δ=0，可在左边角型轴承箱的固定键板上增加适当厚度t的垫板，t=b·tanɑ=b·sinɑ/cosɑ；sinɑ=δ/r，因ɑ角很小，故

图3 加垫板调整车轮

式中：r为车轮半径，mm；b为车轮与角型轴承箱的中心距，mm。

在调整车轮的垂直度时，通过在固定车架悬挂铅锤细钢丝的方式，以此测出车轮在垂直轨道方向上的上、下两点与钢丝间的距离，则垂直偏斜即为如图4所示。

式中：a为车轮上面点与铅锤线间距离；b为车轮下面点与铅锤线间距离。

车轮水平方向偏斜量的测量方法同上。

图4 δ值的测量

（5）对角线不等长处理。将起重机开至平直性较好的轨道上，对走轮的两条对角线进行调整使之相等。对对角线进行不等长处理需通过设置相似对角线来进行。首先在车轮踏面中心划一条直线，通过在直线上吊设线锤的方式找到第一个对角线连接点，用同样的方式找到其他三个连接点，每相对两点之间的连线即为车轮的相似对角线。此时，对轮距、对角线和跨距进行测量。根据对角线的测量结果进行分析，在调整对角线时要结合轴线的调整共同进行，这样不仅节省了维修时间，同时还能收到良好的效果，如图5所示。

图5 车轮调节

4 处理方法的实施及效果

（1）调整轨道的实施及效果。定期组织人员测量轨道标高，及时调整轨道和更换轨道是保证不啃轨的一个有效措施。在实际处理过程中，对于因轨道引起的啃轨现象，我们也是采用调整或者是更换轨道来处理的，效果是显著的。

（2）传动系统不同步处理的实施及效果。对于因传动零、部件磨损或者电气系统引起的啃轨现象，只有进行零、部件的更换。

（3）金属结构加固的实施及效果。金属结构发生变形之后，通过加固虽然可以改变它的力学性能，使其达到使用要求，但是防啃轨效果不好，看上去也不美观，经济适用性不强。因此，在处理金属变形时，一般采用更换处理。

（4）车轮平直度、垂直度调整的实施及效果。通过加垫板来调整的水平度和垂直度，从而解决啃轨的效果是比较明显的。在跑偏车轮一侧加垫板，实施起来也比较方便。

（5）对角线不等长处理的实施及效果。在实际生产过程中，对于因对角线不等长而引起的啃轨现象。通过调整车轮来改变其对角线长度是个很有效的方法，且处理方法简单，实施方便。

5 结语

吊车啃轨现象中，原因并不是单一的，可能是上述原因的一种或者是几种；可能是因为设备老化，也可能是因操作不当等人为原因产生啃轨。当出现啃轨现象时，我们不能盲目地进行检修，必须综合分析，找出啃轨的根本原因，从而对症下药，采取最恰当的处理方法进行处理，才能从根本上治理吊车啃轨故障问题。