1、车轮啃轨的原因及预防且对轨道的固定和房梁(或路基 )都有不同程度的破坏。笔者根据实践经验，总结了车轮啃轨的原因及安全防护措施。 车轮啃轨的原因 （一）车轮问题 1.车轮的安装位置不准确引起的啃轨 (1)车轮的水平偏差过大。这是桥式起重机大车车轮啃轨的常见原因之一。水平偏差过大，使车轮滚动面中心线与钢轨中心线形成一个夹角，起重机往一个方向行驶时，车轮轮缘啃钢轨的一侧；当起重机往反方向行驶时，同一个车轮轮缘又啃钢轨的另一侧，并且啃轨的位置不固定。在车轮安装时规定，水平偏差应不大于L/1000(L 为车轮上的测量长度) ，而且同一轴线上一对车轮的偏斜方向应相反，否则车轮必然啃轨。 (2)车轮的垂直偏
2、差过大。即车轮端面中心线与铅垂线形成一个夹角，车轮处于倾斜状态。在这种情况下，车轮的滚动面与钢轨踏面的接触面积变小，而单位面积的压力增大，所以，车轮滚动面的磨损也就会不均匀，严重时，在车轮的滚动面上会形成环形磨损沟。这种情况下车轮啃轨的特点是，车轮轮缘总是啃钢轨的同一侧，即车轮倾斜的一侧，并且啃轨的痕迹略低于一般情况，起重机在运行过程中常常会发出嘶嘶声。在车轮安装时规定，车轮的垂直偏差应不大于 L/400，并且车轮的上部应向外。车轮垂直偏差引起的啃轨是指主动车轮，与被动车轮无关。 (3)车轮轮距、对角线不等，同一轨道上两车轮直线性不良，也会造成起重机车轮啃轨。这些情况下啃轨的特点是车轮轮缘与钢
3、轨的两侧都有磨损。 2.车轮加工误差引起的啃轨 车轮在加工时，由于存在误差，造成车轮的直径不等，如果是两主动车轮的直径不等，在使用时会使左右两侧车轮的运行速度不一样，行驶一段距离后，造成车体走斜，发生横向移动，产生啃轨现象，这对于集中驱动的机构尤为明显。 （二）轨道问题 由于轨道安装质量差，造成两条轨道偏差过大，起重机在运行过程中，必然引起啃轨，这种情况下啃轨的特点是在某些地段产生啃轨现象。 1. 两条钢轨相对标高偏差过大 由于两条钢轨相对标高存在偏差，造成桥式起重机两侧端梁一侧高，另一侧低。起重机在运行过程中会向低的一侧产生横向移动，从而发生啃轨现象。钢轨标高高的一侧，车轮轮缘与钢轨外侧挤紧
4、而发生啃轨；钢轨标高低的一侧，车轮轮缘与钢轨内侧挤紧而发生啃轨。 2. 两条钢轨水平直线度偏差过大 在安装轨道时，如果钢轨直线度存在偏差，钢轨不直，造成钢轨的水平弯曲过大，当超出跨度公差时，必然引起车轮轮缘与钢轨侧面磨擦，产生啃轨现象。 3. 同一侧两根相邻的钢轨顶面不在同一水平面内 当起重机运行到钢轨接头处，车体就会产生横向移动，从而发生啃轨现象。这种情况下车轮啃轨的特点是车轮运行到接头处时常常发出金属的撞击声。 4. 钢轨顶面上有油、水、冰霜等 如果钢轨顶面上有油、水、冰霜等，可能使车轮在轨道上运行时打滑，导致车体走斜引起啃轨。 （三）桥架问题 如果桥架变形，必将引起车轮歪斜和起重机跨度的
5、变化，使端梁水平弯曲，造成车轮水平偏差、垂直偏差超差，引起车轮啃轨。 （四）传动系统问题 传动系统制造误差过大或者在使用过程中磨损较严重，会造成大车两主动车轮运行速度不等，导致车体走斜引起啃轨。 1. 传动系统的齿轮间隙不等或轴键松动等 对于分别驱动的两套传动机构，当其中一套的齿轮间隙较另一套的齿轮间隙大，或者某一套传动机构的轴键松动，都会使两主动车轮运行速度不等，从而引起车体走斜，发生啃轨现象。 2. 两套驱动机构的制动器调整的松紧程度不同 在启动、制动时，如果一侧制动器的制动间隙大，另一侧制动器的制动间隙小，也会引起车体走斜，发生啃轨现象。 3. 电动机的转速差过大 对于分别驱动的两套驱动
6、机构，由于两套机构之间没有联系，若两个驱动电动机的转速差过大，将会导致起重机在运行过程中，一侧运行速度快，而另一侧运行速度慢，引起车体走斜，发生啃轨现象。 啃轨的判断方法 起重机在运行过程中是否发生啃轨现象，可根据下列迹象来判断： 1.钢轨侧面有明亮的痕迹，严重的痕迹上带有毛刺；车轮轮缘的内侧有亮斑。 2.钢轨顶面有亮斑。 3.起重机在运行过程中，在很短的一段距离内，车轮轮缘与钢轨侧面之间的间隙发生明显的改变。 4.起重机在起动或制动时，车体走斜、扭摆。 防止车轮啃轨的措施 对于集中驱动和分别驱动的运行机构，防止和改善起重机车轮啃轨的方法应有所不同。可通过仔细检查，认真调整，纠正车轮和钢轨的不
7、准确安装，特别要注意分别驱动运行机构两侧电动机、制动器和减速器存在的不同步问题。 1.限制桥架跨度 L 和轮距 K 的比值。桥式起重机在正常运行过程中，允许车轮轮缘与钢轨之间有一定的自由斜度，即允许车轮轮缘与钢轨侧面之间有一定的横向移动距离(一般为 2030mm) 。这个距离越大，越不会发生啃轨现象。另外，是否发生啃轨现象还与 L/K 的比值有关，比值越大，允许的自由歪斜越小，越容易发生啃轨现象，所以应取较小的 L/K 值。经验表明，L/K 值小于 56 时较为有利。 2.集中驱动的运行机构 如车轮总数为 4 个，其中 2 个为主动车轮，主动车轮踏面可采用圆锥形踏面(锥度为 1：10)，并将锥
8、面的大端向内安装，采用凸顶钢轨，起重机在运行过程中经过几次摆动，会自动调整运行方向，减少车轮与钢轨间的磨擦。 3.集中驱动的运行机构，两侧主动车轮直径不同的要车削或更换。 4.采用润滑车轮轮缘和钢轨侧面的方法，减轻运行摩擦阻力，以减少车轮和钢轨的磨损。 5.经常检查桥架是否变形，并及时矫正，使其符合技术要求，从根本上解决啃道问题。在检查中若发现车轮对角线、垂直度及水平度超差，应及时进行调整。 6.对于分别驱动的驱动机构，若两侧驱动电动机的转速不一致，应更换为同一厂家生产的同一型号的电动机；两侧制动器动作不协调或者松紧程度不同的要调整制动器。 7.传动系统间隙大的要检修或更换联轴器、变速箱等部件
9、。 8.轨道有问题的，要按照轨道安装的技术要求进行检修调整；轨道上的杂物要及时清理。 http:/ 桥式起重机大车啃轨原因及维修改进 桥式起重机在冶金、矿山等行业被广泛使用，本厂目前就有 24 台桥式起重机在线使用。桥式起重机使用一段时间后，都会不同程度出现大车行走啃轨现象，尤其是使用多年的行车。厂原料车间和退火车间的行车大车行走啃轨严重, 造成设备故障经常发生，增加了设备备件消耗和维修工作量，影响了该车间的正常生产。针对这一现象，我们从理论上进行了分析，从而提出改进措施。改进后设备运行正常，设备事故、故障停机率大大降低，保证了车间的正常生产。 1 判定啃轨的条件 桥式起重机系有轨运行，是车轮
10、在专用的轨道上运行。.起重机轨道是用来支承起重机的全部重量，保证设备正常、定向运行的。所以选用桥式起重机轨道应满足以下技术条件： （1）轨顶表面能承受车轮的挤压力；（2）轨底有一定的宽度以减轻对基础的承压；（3）应有良好的抗磨弯度。起重机在运行中，由于多种原因常出现轴向移动或轴向歪斜，从而使车轮与轨道侧面接触摩擦，受到轮缘与轨道构成的约束。在约束运行时,轮缘车轮的轮轨接触状态（图 1） ，这时车轮与钢轨有两个接触点，A 点在踏面上称为承载点，B 点在轮缘上或过度圆弧处称为导向点。这种接触摩擦方式造成了车轮缘摩损及轨道的侧面摩耗，这种现象习惯上称啃轨。 是主、被动轮都会造成啃轨。 、如图 2 所
11、示，车轮位置呈平行四边形，对角线D1D2，啃轨车轮在对角线位置。 、如图 3 所示，车轮位置呈梯形，啃轨位置在同一条轴线上，L1 图 3 啃轨现象之二 B 车轮在水平面内的位置偏差造成二种啃轨现象。 、如图 4 所示，一个车轮有偏斜时，当向一个方向运行时，车轮啃轨道的一侧，当反向运行时，又啃轨道另一侧，此现象较轻。 、如图 5 所示，当向一个方向运行时，车轮啃轨道的一侧，而反向运行时，同一车轮又啃轨道另一侧，此现象较为严重。32 轨道 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轨。如大车轨道安装质量不好，轨道的水平弯曲过大，当
12、超出跨度公差时，必然引起车轮轮缘与轨道侧面摩擦，即引起运行啃轨。 4 整改措施 我厂 5 吨、10 吨桥式起重机轨道采用的是 P38 型钢轨，采用压板，骑卡固定。根据上述分析，我们一一检查发现： （1）轨道的水平弯曲过大。如图 6 （2）轨道同跨度高低误差过大，最大误差达 45mm，严重超标如图 7 问题主要出在轨道上，我们决定对其进行整改，以调整高低误差为主，同时附带调整轨距偏差。采用加垫板法来调整，选用普通钢板，其厚度按轨道实测高低误差选定，垫板要求表面平整、无凹凸，外形尺寸宽度不得超过轨道压板 20mm，轨道下面要填实，不得有悬空现象，用带螺栓的压板固定在下面梁上，这种方法结构经济、可靠
13、、效果好，简单易行。 5 结束语 我们采用加垫板固定方式修复大车运行轨道，经过复检，修复后的大车轨道水平弯曲，同截面两根轨道高低误差合乎使用标准，验收合格，现正用于生产。经过一年的时间证明，经过修复的起重机大车轨道消除了啃轨现象，设备运行状况良好，减少了维修次数，节约备件资金，减少了设备事故，为企业提高经济效益提供了有力的保证。 桥式起重机啃轨问题的分析与解决措施 摘 要：起重机啃轨问题是影响其正常运行的难题，分析认为，轨道安装质量不高、车轮组的装配精度超差、桥架结构变形、传动系统不同步是导致起重机啃轨的主要原因，传统的处理方案不能从根本解决问题。济钢采用啃轨监测并处理的实时自动控制措施，使因
14、啃轨每年每车更换 46 只车轮降到每年更换 1 次，甚至有的连续使用两年多，提高了设备作业率。 关键词：起重机；啃轨；检测；自动控制 中图分类号： TH215 文献标识码：B 文章编号：1004-4620（2006）04-0075-02 1 桥式起重机啃轨问题分析 在生产实践中，起重机啃轨问题一直是影响其正常运行的难题，轻则降低设备的工作效率，加重维护工作量和运行成本费用，重则导致安全隐患，酿成人身或设备事故。 1.1 啃轨问题的成因 起重机的啃轨是其大车或小车在轨道上相对歪斜状态下运行到某一限度后的结果，啃轨有多种表现形式，有时一个车轮啃轨，有时几个车轮同时啃轨，往返运行的同侧啃轨或往返运行
15、时分别在两侧都有啃轨等。大车啃轨的危害尤为严重，因此讨论侧重大车的啃轨问题。 1.1.1 车轮和轨道直接导致的原因 （1）轨道安装的质量问题。主要包括：轨道的跨度公差过大；轨道水平弯曲、轨道面的高低差值过大；轨道基础土建施工质量造成沉降不一；钢轨的质量问题。 （2）车轮组的装配精度超差。如在维修过程中长期磨损，使用的车轮不同步更换。 1.1.2 其它方面导致的间接原因 （1）起重机桥架结构变形。在运行中的碰撞，超载起吊冲击都会造成整机桥架形变，直接导致大、小车行走啃轨。 （2）传动系统不同步。传动系统的不同步存在两方面原因：一是电气控制系统，电机转速差异大，电机定子磁场旋转速度差别太大（分别驱
16、动时，电机磁极不同，在更换电机时容易出现此类错误） ，或者是电机转子回路所串电阻阻值偏差太大。二是机械传动系统，两减速器的间隙差过大；主动轮的直径超差过大。 啃轨现象的直接危害是：轨道呈台阶状磨损，车轮侧缘磨损严重甚至导致车轮报废。这不仅缩短车轮和轨道的使用寿命，增加了维修工作量，而且增大运行阻力，电机负荷增大 1.53.5倍，造成超载，导致减速箱齿轮打齿，运行中出现振动冲击和噪声。更为严重的是危害厂房结构，造成端梁和主梁开焊、车体形变，甚至脱轨。 1.2 啃轨问题的传统处理方案 啃轨的问题一直随起重机的诞生而存在，改进措施也层出不穷。从分别驱动到集中传动，从开式齿轮，弹性连轴器，齿轮的演化改
17、进及表面热处理工艺，到车轮、钢轨的固热处理，大车轨道安装公差改进，车轮的装配改进等等。虽从一定程度上减轻了啃轨危害，但由于受起重机工作工况和导致因素多样的影响，不能从根本上杜绝啃轨的发生。 2 啃轨问题解决方案 经对桥式起重机多起啃轨故障的分析，从啃轨发生的检测到传动控制系统的调整控制着手，采用啃轨监测并处理的实时自动控制系统，彻底解决了啃轨问题。 在桥式起重机的大车车轮内侧位置分别安装接近传感器，调整好检测的有效距离。这样，不论起重机向左右哪个方向运行，车轮垂直偏斜过大即将发生啃轨时，传感器检测并发出信号。采集到传感器信号送至 PLC 后，由 PLC 判断并相应调整电机转速，使起重机大/小车
18、两侧的车轮达到同步转动。经实时调整，实现两侧车轮行程的闭环控制。电机转速的调整控制可有三种实用选择： （1）适用于老式起重机的电机转子回路电阻大小调整的自动控制系统，控制原理见图 1。智能控制器 PLC 输出开关量信号，在接收到啃轨发生信号后，即输出信号控制接触器 KM4、KM6 先后闭合，将转子回路的微调电阻不平衡短接切除，提高啃轨侧驱动电机的转子输出转速，从而消除啃轨现象。该方案简单实用，投资较少，适合装备水平落后的企业进行设备改造。但是存在短接切除电阻必然造成的传动冲击现象。AC380V 3 DC 电源 正反转并热保护控制器 图 1 啃轨自动调整控制原理 （2）调整电机定子电压的控制方案
19、：控制原理见图 2。电机可采用鼠笼式，较耐用，定子回路由双向可控硅供电，控制极信号来自主令控制器和 PLC 输出的啃轨纠偏模拟信号经运算后，啃轨的发生检测仍由图 1 所示实现。根据啃轨发生状态由 PLC 进行逻辑判断，决定降低该侧或另一侧的电机转速，通过调整双向可控硅导通角实现实时控制定子电压，调整任一侧大车电机的转速，最终实现车轮行程的同步控制。这种方案可有效杜绝上一方案的传动冲击。 图 2 调整电机定子电压控制原理图 （ 3）变频控制起重机的控制方案：新启用的桥式起重机大多采用变频控制技术，只要将啃轨检测并信号处理控制系统与大车的变频控制器控制接口做好连接，调整设置相关参数即可实现消除啃轨。 3 结束语 经济南钢铁集团总公司第二炼钢厂改造使用，证明以上方案不但杜绝了车轮边缘磨损报废及经常过载损坏电机的事故发生，而且提高了车轮使用寿命，由原来每车每年更换 46 只车轮降低到每年更换车轮一次甚至有的连续使用两年多，有效降低了维修量，提高了设备作业率。
