自動糾偏裝置在橋式起重機(jī)上的研究與應(yīng)用

李慎霞

（山東鋼鐵集團(tuán)公司萊鋼煉鋼廠，山東 萊蕪 271126）

前言

萊鋼煉鋼廠73#行車位于出坯跨，軌距為28m，額定載重為16+16t，主要承擔(dān)2#機(jī)熱坯吊裝作業(yè)，提高了熱能利用率。近年來，由于大車車輪啃軌嚴(yán)重，在軌道側(cè)面?zhèn)€有明顯的摩擦痕跡，車輪輪緣磨損達(dá)10mm，并且在起動制動時(shí)發(fā)出巨大的啃軌聲音，出現(xiàn)車輪道軌使用壽命低，紅坯熱能利用率下降，運(yùn)輸成本增高，設(shè)備運(yùn)行存在較大安全隱患等問題。

1 橋式起重機(jī)啃軌機(jī)理

引起橋式起重機(jī)“啃軌”的因素有多種，主要有軌道和設(shè)備兩方面的原因。

1.1 軌道造成“啃軌”

軌距偏差過大。軌距偏小或偏大使軌道外側(cè)或內(nèi)側(cè)與輪緣的間隙相應(yīng)減小，很容易發(fā)生“啃軌”.表現(xiàn)為兩軌道同時(shí)?！翱小蓖鈧?cè)或內(nèi)側(cè)。

同一界面處兩軌道對應(yīng)點(diǎn)標(biāo)高偏差過大。此時(shí)車體的重力在軌道平面產(chǎn)生指向較低軌道的分力。使輪緣靠近軌道側(cè)面發(fā)生摩擦，表現(xiàn)為往返總是啃同一軌道的同一側(cè)面。

軌道表面有油、冰、霜等。這種情況使車輪在局部打滑，另一側(cè)車輪前進(jìn)時(shí)車體偏向一側(cè)發(fā)生“啃軌”，表現(xiàn)為局部位置“啃軌”，檢查軌道可發(fā)現(xiàn)有油或冰霜等。

1.2 橋式起重機(jī)設(shè)備本身造成“啃軌”。

車輪對角線不等長偏差過大。這種情況下可能發(fā)生啃軌的是對角線上的車輪。

車輪垂直度偏差過大。這種情形軌道磨損的位置偏低，且固定啃某一軌道的單側(cè)。

車輪偏斜方向不符合要求。當(dāng)某一車輪偏斜較大或車輪偏斜未調(diào)整為成對反向時(shí)。車體將沿偏斜方向運(yùn)行，輪緣靠近軌道，發(fā)生“啃軌”。這種情況大車往返運(yùn)行時(shí)“啃”軌道的不同側(cè)面。

同一軸線兩車輪磨損不等或制造直徑不同。由于車輪踏面直徑不等，造成行進(jìn)速度差異，行進(jìn)偏向一側(cè)發(fā)生“啃軌”，表現(xiàn)為往返運(yùn)行時(shí)?！翱小蓖卉壍赖耐粋?cè)面。

同一軌道上的車輪直線性相差太大。直線性偏差較大的車輪發(fā)生啃軌，往返運(yùn)行時(shí)“啃”同一軌道的同一側(cè)面。

車輪驅(qū)動不同步。由于制動器調(diào)整不當(dāng)，松閘、抱緊不同步，起制動瞬間產(chǎn)生車體運(yùn)行方向扭偏，發(fā)生“啃軌”。橋架剛度不足。使用中發(fā)生變形。車體變形情況較復(fù)雜，可根據(jù)以上情形分析由其引發(fā)的具體“啃軌”原因予以處理。因傳動軸聯(lián)軸節(jié)間隙過大或太松動，齒輪嚙合間隙大而引起起動、制動不同步，將產(chǎn)生啃軌現(xiàn)象。更換一個(gè)主動輪后，造成了兩個(gè)主動輪直徑差過大，引起兩車輪運(yùn)行線速度不一樣，引起車體跑偏啃軌。

2 73#行車存在問題

該車2004年7月上線使用，2008年針對大車車輪啃軌問題，進(jìn)行下線調(diào)整處理，調(diào)整后正常使用一個(gè)月時(shí)間，大車再次出現(xiàn)車輪啃軌現(xiàn)象。經(jīng)現(xiàn)場測量分析，該車啃軌的主要原因是：

行車梁長期受熱，大車道軌直線誤差過大，造成大車車輪啃軌。經(jīng)現(xiàn)場跟蹤觀察，該車運(yùn)行時(shí)大車車輪啃軌在同一軸線上，如圖1所示，說明大車車輪存在垂直偏斜，l1

圖1 73#車啃軌現(xiàn)象

3 現(xiàn)場調(diào)查統(tǒng)計(jì)

經(jīng)現(xiàn)場統(tǒng)計(jì)，2010年 1-11月份，73#行車更換車輪13個(gè)，最長使用約1年，最短使用壽命為4個(gè)月，輪緣磨損嚴(yán)重時(shí)僅剩1/3（車輪直徑Φ900，輪緣B180）。

4 技術(shù)研究思路

起重機(jī)啃軌的原因較為復(fù)雜，應(yīng)詳細(xì)檢查并測量各相關(guān)尺寸，綜合分析才能找出啃軌原因。主要解決方案如下：

采用動態(tài)調(diào)整技術(shù)代替下線校正。該車2008年下線校正后，在線使用僅一年就再次出現(xiàn)啃軌現(xiàn)象，無法滿足長時(shí)間使用要求，采用動態(tài)調(diào)整技術(shù)，可根據(jù)橋架變形、車輪偏斜情況自動進(jìn)行調(diào)整，延長大車使用壽命。

大車車輪重新測量調(diào)整。大車運(yùn)行過程中，車輪出現(xiàn)啃軌的主要原因是車輪出現(xiàn)垂直偏斜，因此需對車輪進(jìn)行調(diào)整，確保符合GB/T14405規(guī)定。

大車道軌測量調(diào)整。在線使用道軌長期受熱輻射，彎曲變形超過規(guī)范的可能性較大。

5 技術(shù)研究應(yīng)用

5.1 電阻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用

5.1.1 電阻調(diào)速技術(shù)原理：

圖2 電阻調(diào)速控制原理圖

電阻調(diào)速控制器是一種起重機(jī)行走自動控制器，主要是由正反向接觸器、正反向啟動開關(guān)、緩放時(shí)間繼電器、緩吸時(shí)間繼電器、接觸器、接近開關(guān)、可調(diào)電阻等元件構(gòu)成，通過在起重機(jī)車輪前方外緣處安裝接近開關(guān)(CK1、CK2、CK3、CK4)，來檢測車輪是否“啃軌”，用檢測到的信號控制起重機(jī)行駛電動機(jī)輸出功率，從而達(dá)到控制行駛速度，防止車輪“啃軌”的目的。

5.1.2 電阻調(diào)速技術(shù)的實(shí)施

如圖3所示，將控制器箱、調(diào)整電阻器及起重機(jī)控制屏安裝在起重機(jī)走臺上。傳感器CK1、CK2、CK3、CK4 分別安裝在大車車輪前進(jìn)方向的后方，距大車輪外緣直線100mm,與車輪軸向距離為60mm，與大車道軌之間高度為50-18mm。

圖3 電阻調(diào)速控制器安裝圖

5.2 車輪調(diào)整

電阻調(diào)速控制器安裝完成后進(jìn)行運(yùn)行調(diào)試，現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)大車車輪軸線啃軌現(xiàn)象消失，但出現(xiàn)大車往一個(gè)方向行駛時(shí)，車輪輪緣啃軌道一側(cè)；當(dāng)反向行駛時(shí)，同一個(gè)車輪又啃軌道的另一側(cè)現(xiàn)象。說明大車車輪垂直偏斜超出電阻調(diào)速控制器調(diào)整范圍，需對大車車輪進(jìn)行調(diào)整。在調(diào)整車輪之前，先用千斤頂將橋架端梁頂起，使車輪在懸空狀態(tài)下進(jìn)行。松開水平鍵板處緊固螺栓，分別在兩個(gè)輪子的水平鍵板處加墊板 。處理完畢后進(jìn)行試車，啃軌現(xiàn)象消失。車輪安裝偏差及道軌直線偏差在電阻調(diào)速控制器控制范圍。

5.3 糾偏控制需注意的問題

糾偏控制應(yīng)注意如下幾個(gè)問題：

車體在運(yùn)行過程中，傳感器會發(fā)生抖動。為此，需定期對傳感器與道軌之間的距離進(jìn)行定期檢查。

大車車架存在瞬間小角度水平調(diào)整運(yùn)動，端梁連接處受到較大機(jī)械沖擊。若車架水平剛性不足，則會導(dǎo)致端梁軟連接處螺絲大面積松動，嚴(yán)重時(shí)會導(dǎo)致車體變形，構(gòu)成極大安全隱患。可采取的解決措施是在大車端梁軟連接處添加多層彈性墊，使車架在水平調(diào)整運(yùn)動過程中有一定活動間隙，同時(shí)車架水平剛性得到加強(qiáng),也可采取其它加固方法。

6 效果跟蹤調(diào)查

2011年1月份技術(shù)人員對電阻調(diào)速控制器使用效果進(jìn)行調(diào)查，得出以下數(shù)據(jù) ：

輪消耗數(shù)量，如表1。

表1 2007～2010年足輥消耗數(shù)量

在線車輪啃軌發(fā)出的聲音完全消失。

7 結(jié)論

通過電阻調(diào)速控制技術(shù)的應(yīng)用，徹底解決了73#行車啃軌問題，車輪壽命明顯提高。處理前一年更換大車車輪組15件，一年消耗備件費(fèi)用15×0.8萬元=12萬元，更換一次大車輪需要3h，則一年需要3×15=45 h，處理后一年可節(jié)約備件費(fèi)用12萬元嗎，節(jié)約生產(chǎn)時(shí)間45h，取得良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。