汽车制造企业起重机的啃轨分析及措施

陕西重型汽车有限公司生产制造部   路佳斌

【摘要】 根据汽车生产厂家常见的天车啃轨现象,从轨道、车轮和车体等方面进行分析,提出改善天车车轮啃轨的建议及解决办法,以确保天车的安全平稳运行。

【关键词】 天车  啃轨  分析  解决

引言

在汽车生产过程中，起重机的使用较为广泛，比如总装工艺中的发动机分装，车架总成的转运，平衡轴的分装，驾驶室生产过程中模具的更换，板材的搬运，车架生产过程中车架部件的转运，涂装上线及下线的转运等等一系列的制造过程均需要天车辅助完成。而使用最多的是电动单梁悬挂起重机、电动双梁起重机，均属于桥式起重机，电动单梁悬挂起重机一般在钢结构网架上安装工字钢作为轨道，而双梁起重机轨道则固定在房屋立柱的支架上。

1.概论

起重机是汽车生产中不可或缺的设备，在生产过程中，桥式起重机的大车常常发生车轮轮缘与轨道侧面相挤压、剧烈磨损的现象，称为“啃轨”。 天车大车或小车在运行过程中，轮缘与轨道侧面接触，产生程度侧向推力，引起轮缘与轨道的摩擦及磨损。正常运用条件下车轮的寿命在10年左右，发生啃轨现象使车轮的运用寿命不到1年、甚至几个月。由于摩擦，运行时阻力大，起动难，电气元件损坏，烧毁电机以及损坏机械传动件。严重时会出现车轮轮缘爬上轨顶，形成脱轨事故。

2.啃轨原因分析

电动单梁悬挂起重机和电动双梁起重机的啃轨原因基本相似，下面就常见的几种啃轨原因做以分析：

2.1 轨道原因

由于轨道安装不正确、不符合安装技术要求，而造成轨道跨度公差及两根轨道相同跨度标高误差超标等，都能造成大车运行啃道。如大车轨道安装质量不好，轨道的水平弯曲过大，当超出跨度公差时，必然引起车轮轮缘与轨道侧面摩擦，即引起运行啃道。

2.2 车轮原因

2.2.1两个主、被动车轮直径相差过大或支撑车轮的滚动轴承或滑动轴承产生了过大的间隙。在车轮踏面直径不同而转速相同的情况下，两个主动车轮的线速度就不相等，这就必然使起重机运行后，一侧逐渐超前，而另一侧滞后。这样，起重机只能在轮缘与轨道的间隙范围内活动，超出这个范围将造成啃道。

2.2.2由于车轮自身的垂直方向或水平方向的倾斜过大，使车轮轮缘与轨道侧面发生接触，从而造成车轮啃轨。

2.2.3车轮对角线或轮距超差，因结构变形而引起跨度变化使车轮对角线过量超差引起啃轨；车轮轮缘与轨道的间隙不匹配，起重机负载运行时，车架产生弹性变形，致使轮缘与轨道接触啃道。

2.3车体因素：

由于车体上拱度和对角线产生的误差过大，使轨道侧面与轮缘发生接触而形成车轮的啃轨。

3.解决办法

3.1轨道原因的解决办法

轨道的原因主要是直线度、水平度、垂直度不符合标准，两根轨道标高及轨距误差过大以及轨道接头误差过大，使车轮轮缘与轨道侧面发生摩擦，从而造成车轮的啃轨。解决及预防措施为调整轨道间隙或更换轨道。

轨道安装标准为：两根轨道的相对标高相差不得大于10mm；轨道的直线度误差为±3mm；接头处两端的横向位移或高低差不得大于1mm；轨距允许的误差为：当S（大车标准轨距）≦10m，△S（轨距偏差）=±3mm；当S﹥10m，△S=±[3+0.25(S-10)]mm,但最大不能超过±15mm。

3.2车轮原因的解决办法   

3.2.1针对支撑车轮的滚动轴承或滑动轴承产生过大的间隙，致使车轮在运行过程中发生扭摆而形成车轮的啃轨。应及时更换轴承或修复车轮轴与套，使之配合良好；另外，如果由于大车两侧的电动机起动及制动不一致引起的啃轨。解决的办法是反省调整电气系统，使两侧电机转速同步或调整大车车体两端制动器的制动片与制动轮间隙大小。

3.2.2 车轮垂直方向的测量方法是：在车体上挂一根带有重锤的细钢丝（如图一），然后分别测量出车轮在垂直方向上的直径上、下两点与钢丝间的距离a和b，则车轮在垂直方向上的倾斜值h=（a-b）/2。

图一  车轮垂直倾斜示意图

车轮与轨道在水平方向的测量方法是：在端梁上拉紧一根与轨道相平行的细钢丝（如图二），然后分别测量车轮在水平方向直径最外侧两点到钢丝的距离a′和b′，则车轮在水平方向的倾斜数值h′=（a′- b′）/2。

图二  车轮水平倾斜示意图

调整的办法是在车轮角形轴承座和端梁结合面之间加垫片来进行矫正（注意：垫片的长度不能过短，否则只相当于旋转轴承座，起不到调整的作用）。经过调整后的车轮，在水平方向或垂直方向的倾斜数值，应不小于1mm。

3.2.3电动悬挂起重机车轮轮缘与轨道的间隙不合适引起啃轨的解决办法是调整大车行走轮轮缘内侧与工字钢轨道翼缘间隙，保证在3－5㎜之间，通过调整垫片多少来实现；双梁桥式起重机水平面内四个大车轮呈平行四边形或梯形引起的啃轨，解决的办法是调整四个大车轮轮距，保证对角线相等，使四个车轮呈现矩形。

3.3针对车体原因产生啃轨应核实大车主梁的上拱度和车轮的对角线尺寸，分析尺寸误差并修整。

3.3.1测量大车上拱度，可用15㎏的重锤将直径φ0.49～φ0.52钢丝拉好，钢丝位置在主梁上翼缘板宽度中心，有小车轨道时，可稍微偏离中心一些，在将两根长度等高的棒置于端梁中心处，并垂直与端梁。测出翼缘板与钢丝的距离，找出拱度最高点即为上拱度检测值；

3.3.2对角线的求法是把最外侧四个车轮的中心点投射到轨道上，然后用钢卷尺停止测量。将天车桥架置于程度度为1/1000㎜，相对标高差为5㎜的轨道上，在车轮轮缘宽度中心除挂重锤，在轨道顶面上投点，用冲子打上小而清楚的印记，用此法做好四个最外侧的车轮投点印记。移走天车后，用钢尺测对角线。为达到测量的正确性，拉钢尺的力应不小于15㎏。根据天车的型号和吨位确定对角线的偏向能否在规定范围内。在测量和计算对角线时，应把车轮的垂直和程度方向上的倾斜数值及车轮间的相互平行等因素思索在内，由于这些因素对测量对角线尺寸都是有影响的。

3.3.3上拱度和对角线所产生的误差，一般是和桥架变形相联络的，要想从根本上处理这些问题，必须彻底修复桥架的变形。

4. 结束语

经过上述的分析及对应的处理办法，可有效的解决天车啃轨问题，改善天车运行状态，提高设备使用寿命，另外，在日常使用过程中，应增强设备整体定期点检，精心管理维护。点检时要仔细察看车轮和轨道的磨损状况，尤其是车轮和轨道上磨损不均的部位，并要及时跟踪，片面分析。起重机啃轨的原因是多方面的，在实际应用中，应仔细分析，找出症结，对症下药，彻底消除啃轨现象，降低设备维护成本。

【作者简介】路佳斌（1982-），男，陕西西安，工程师，主要从事陕重汽公司机械设备技术工作。

【参考文献】

[1]《机械设计手册》机械工业出版社出版（2004）

[2]《起重机械安全技术手册》，中国劳动社会保障出版社第1版 (2008.6)

[3]《起重设备安装工程施工及验收规范》GB50278-2010，人民出版社（2010.8）

[4] 邢凤华 著《桥式起重机车轮啃轨现象分析及处理》机械制造47卷第539期（2009.7）