李金勇

（河鋼股份有限公司承德分公司，河北承德 067002）

引言

某鋼廠煉鋼車間加料跨現(xiàn)有一臺(tái)180 t 冶金鑄造起重機(jī)，2004年投入使用，至今已運(yùn)行16年，此臺(tái)行車工作環(huán)境惡劣，使用頻率高，且該行車大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)在運(yùn)行時(shí)車輪啃軌嚴(yán)重，每次更換車輪時(shí)需重新調(diào)整車輪的水平組合形式。此項(xiàng)工作對(duì)調(diào)整人員的技術(shù)水平和經(jīng)驗(yàn)要求較高，調(diào)整不到位容易再次造成車輪啃軌，現(xiàn)每20 天左右需更換一次車輪，既加大了備件采購成本又影響生產(chǎn)。

結(jié)合橋式起重機(jī)實(shí)際運(yùn)行案例研究分析，大車啃軌現(xiàn)象的發(fā)生主要有如下4方面原因。

(1)車輪安裝或更換不規(guī)范造成大車兩側(cè)車輪幾何尺寸存在差異，在相同轉(zhuǎn)速情況下，會(huì)使兩側(cè)車輪或單側(cè)某個(gè)車輪運(yùn)行不同步，車體產(chǎn)生滑移產(chǎn)生啃軌。

(2)橋式起重機(jī)兩側(cè)軌道因廠房鋼結(jié)構(gòu)物理沉降造成軌道高度偏差過大，或更換大車軌道軌距超過允許值，導(dǎo)致軌道踏面垂直高度或平行度誤差存在較大差異，導(dǎo)致啃軌。

(3)橋式起重機(jī)使用規(guī)范程度低和使用工況惡劣對(duì)起重機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)性造成不良影響，引發(fā)橋架變形繼而啃軌。

(4)驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)存在的齒輪間隙過大、軸鍵松動(dòng)，兩側(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)及相關(guān)元器件參數(shù)差距過大，造成驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)制動(dòng)力矩不等，造成啃軌。

1 存在問題

加料跨180 噸行車為2004 年購置并投入使用，隨著使用年限增加，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性變差，大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)頻繁出現(xiàn)問題，尤其行車車輪磨損或輪沿啃軌。對(duì)照啃軌原因分析，本臺(tái)行車主要由于前期使用不規(guī)范造成一定程度的橋架變形和車輪更換、安裝不規(guī)范造成。且受此臺(tái)行車大車行走機(jī)構(gòu)平衡梁結(jié)構(gòu)限制每次更換車輪均需拆卸平衡梁，施工強(qiáng)度大，且更換時(shí)間長，影響生產(chǎn)節(jié)奏。此行車行走車輪安裝形式為角型軸承箱式（如圖1所示）。角型軸承箱在加工時(shí)容易產(chǎn)生較大的加工誤差，因此每次更換車輪時(shí)需要通過墊片調(diào)整軸承箱與平衡梁連接墊板厚度保證車輪水平及垂直偏斜度，在線調(diào)整時(shí)間長，難度大。原有每組平衡臺(tái)車的輪距為1 200 mm，主、被動(dòng)平衡臺(tái)車相鄰兩車輪的中心距為1 290 mm，經(jīng)計(jì)算兩個(gè)車輪之間的實(shí)際距離只有440 mm，因此此間的兩車輪更換時(shí)只有拆掉平衡臺(tái)車才能更換（如圖2所示）。

圖1 角形軸承箱及平衡梁

圖2 原有大車行走結(jié)構(gòu)車輪存在的弊端

2 優(yōu)化改進(jìn)方法

根據(jù)此臺(tái)行車的使用環(huán)境及工作性質(zhì)，將現(xiàn)有大車行走平衡梁及車輪軸承箱作優(yōu)化改進(jìn)。由角型軸承箱固定到平衡梁的彎板上，改為圓形軸承箱固定到45°斜拋分平衡梁的半圓形腹板上（如圖3）。

圖3 圓形軸承箱及平衡梁

對(duì)于本臺(tái)行車將被動(dòng)平衡臺(tái)車的輪距由現(xiàn)有的1 200 mm，改為1 000 mm（如圖4）。軸承采用調(diào)心滾子軸承，軸承箱采用偏心軸承箱。

圖4 改進(jìn)后的被動(dòng)臺(tái)車

由于被動(dòng)平衡臺(tái)車的輪距減小了200 mm，如需更換車輪時(shí)用千斤頂將主梁頂起約90～110 mm后，在主、被動(dòng)平衡臺(tái)車的下部中心處加墊鐵墊高100 mm，將需要換輪的臺(tái)車墊成偏角3.5°（如圖5）時(shí)拆掉頂主梁的千斤頂即可更換車輪，每次更換車輪或軸承時(shí)盡量不要更換軸承箱，因?yàn)檩S承箱是偏心的，安裝時(shí)每個(gè)車輪組已調(diào)整好了，并已用定位螺栓做了標(biāo)記，更換車輪或軸承時(shí)只需將原有的軸承箱拆掉，定位標(biāo)記螺栓不拆，用原有的軸承箱套到新的軸承上，按照原有的固定方式安裝固定到平衡臺(tái)車上即可。

圖5 改造后車輪更換示意圖

偏心軸承箱的作用是在橋架變形后，車輪啃軌時(shí)做微型調(diào)整時(shí)使用，以此來避免橋架變形車輪啃軌時(shí)無法解決的弊端。

3 現(xiàn)場實(shí)施

首先在地面將制作好的平衡梁與車輪組裝配到一起，通過調(diào)整偏心軸承箱調(diào)整好每組平衡臺(tái)車上兩組車輪的水平偏差，然后將車輪的固定螺栓擰緊固定。由于車輪組的軸承箱是偏心結(jié)構(gòu)的，因此在車輪與平衡梁裝配時(shí)如車輪水平偏斜超差，可通過旋轉(zhuǎn)軸承箱固定螺栓的安裝角度進(jìn)行調(diào)整。

通過汽車吊的配合吊裝一端的主動(dòng)車輪平衡梁，其余主動(dòng)平衡梁被動(dòng)平衡梁利用提前制作好的工裝從側(cè)面推入每個(gè)平衡梁的底部，拆掉內(nèi)外軸承箱螺栓后使平衡梁降落到承載能力8 t 的運(yùn)輸小坦克上從側(cè)面逐個(gè)運(yùn)出（如圖6）。

圖6 平衡臺(tái)車拆、裝運(yùn)輸工裝

同理，利用汽車吊及工裝將新的平衡梁及軸承箱組合吊裝上線。原有平衡臺(tái)車拆除后，將新的平衡臺(tái)車預(yù)裝到端梁上，在車輪的外側(cè)距離大車軌道中心約150 mm處，沿大車的運(yùn)行方向的縱向固定一根直徑0.5 mm 的鋼絲，以此作為基準(zhǔn)復(fù)測每組臺(tái)車上的2 組車輪至鋼絲的水平偏斜度，保證每組車輪的水平偏心度在合理區(qū)間內(nèi)。

4 結(jié)語

通過采用偏心軸承箱及對(duì)車輪的平衡梁尺寸改造收到了良好的運(yùn)行和維護(hù)效果，首先通過采用此結(jié)構(gòu)車輪啃軌現(xiàn)象大大降低，減少了設(shè)備故障的發(fā)生，車輪更換周期由改造前的20天延長到現(xiàn)在的180 天，既節(jié)省了車輪備件消耗又降低了停機(jī)時(shí)間。同時(shí)若更換損壞或磨損的車輪不再需要拆卸車輪平衡梁，只對(duì)問題車輪進(jìn)行更換，極大縮短了檢修時(shí)間，大大降低了工人維護(hù)強(qiáng)度。