自动纠偏装置在桥式起重机上的研究与应用

李慎霞

（山东钢铁集团公司莱钢炼钢厂，山东 莱芜 271126）

前言

莱钢炼钢厂73#行车位于出坯跨，轨距为28m，额定载重为16+16t，主要承担2#机热坯吊装作业，提高了热能利用率。近年来，由于大车车轮啃轨严重，在轨道侧面个有明显的摩擦痕迹，车轮轮缘磨损达10mm，并且在起动制动时发出巨大的啃轨声音，出现车轮道轨使用寿命低，红坯热能利用率下降，运输成本增高，设备运行存在较大安全隐患等问题。

1 桥式起重机啃轨机理

引起桥式起重机“啃轨”的因素有多种，主要有轨道和设备两方面的原因。

1.1 轨道造成“啃轨”

轨距偏差过大。轨距偏小或偏大使轨道外侧或内侧与轮缘的间隙相应减小，很容易发生“啃轨”.表现为两轨道同时。“啃”外侧或内侧。

同一界面处两轨道对应点标高偏差过大。此时车体的重力在轨道平面产生指向较低轨道的分力。使轮缘靠近轨道侧面发生摩擦，表现为往返总是啃同一轨道的同一侧面。

轨道表面有油、冰、霜等。这种情况使车轮在局部打滑，另一侧车轮前进时车体偏向一侧发生“啃轨”，表现为局部位置“啃轨”，检查轨道可发现有油或冰霜等。

1.2 桥式起重机设备本身造成“啃轨”。

车轮对角线不等长偏差过大。这种情况下可能发生啃轨的是对角线上的车轮。

车轮垂直度偏差过大。这种情形轨道磨损的位置偏低，且固定啃某一轨道的单侧。

车轮偏斜方向不符合要求。当某一车轮偏斜较大或车轮偏斜未调整为成对反向时。车体将沿偏斜方向运行，轮缘靠近轨道，发生“啃轨”。这种情况大车往返运行时“啃”轨道的不同侧面。

同一轴线两车轮磨损不等或制造直径不同。由于车轮踏面直径不等，造成行进速度差异，行进偏向一侧发生“啃轨”，表现为往返运行时。“啃”同一轨道的同一侧面。

同一轨道上的车轮直线性相差太大。直线性偏差较大的车轮发生啃轨，往返运行时“啃”同一轨道的同一侧面。

车轮驱动不同步。由于制动器调整不当，松闸、抱紧不同步，起制动瞬间产生车体运行方向扭偏，发生“啃轨”。桥架刚度不足。使用中发生变形。车体变形情况较复杂，可根据以上情形分析由其引发的具体“啃轨”原因予以处理。因传动轴联轴节间隙过大或太松动，齿轮啮合间隙大而引起起动、制动不同步，将产生啃轨现象。更换一个主动轮后，造成了两个主动轮直径差过大，引起两车轮运行线速度不一样，引起车体跑偏啃轨。

2 73#行车存在问题

该车2004年7月上线使用，2008年针对大车车轮啃轨问题，进行下线调整处理，调整后正常使用一个月时间，大车再次出现车轮啃轨现象。经现场测量分析，该车啃轨的主要原因是：

行车梁长期受热，大车道轨直线误差过大，造成大车车轮啃轨。经现场跟踪观察，该车运行时大车车轮啃轨在同一轴线上，如图1所示，说明大车车轮存在垂直偏斜，l1

图1 73#车啃轨现象

3 现场调查统计

经现场统计，2010年 1-11月份，73#行车更换车轮13个，最长使用约1年，最短使用寿命为4个月，轮缘磨损严重时仅剩1/3（车轮直径Φ900，轮缘B180）。

4 技术研究思路

起重机啃轨的原因较为复杂，应详细检查并测量各相关尺寸，综合分析才能找出啃轨原因。主要解决方案如下：

采用动态调整技术代替下线校正。该车2008年下线校正后，在线使用仅一年就再次出现啃轨现象，无法满足长时间使用要求，采用动态调整技术，可根据桥架变形、车轮偏斜情况自动进行调整，延长大车使用寿命。

大车车轮重新测量调整。大车运行过程中，车轮出现啃轨的主要原因是车轮出现垂直偏斜，因此需对车轮进行调整，确保符合GB/T14405规定。

大车道轨测量调整。在线使用道轨长期受热辐射，弯曲变形超过规范的可能性较大。

5 技术研究应用

5.1 电阻调速技术的应用

5.1.1 电阻调速技术原理：

图2 电阻调速控制原理图

电阻调速控制器是一种起重机行走自动控制器，主要是由正反向接触器、正反向启动开关、缓放时间继电器、缓吸时间继电器、接触器、接近开关、可调电阻等元件构成，通过在起重机车轮前方外缘处安装接近开关(CK1、CK2、CK3、CK4)，来检测车轮是否“啃轨”，用检测到的信号控制起重机行驶电动机输出功率，从而达到控制行驶速度，防止车轮“啃轨”的目的。

5.1.2 电阻调速技术的实施

如图3所示，将控制器箱、调整电阻器及起重机控制屏安装在起重机走台上。传感器CK1、CK2、CK3、CK4 分别安装在大车车轮前进方向的后方，距大车轮外缘直线100mm,与车轮轴向距离为60mm，与大车道轨之间高度为50-18mm。

图3 电阻调速控制器安装图

5.2 车轮调整

电阻调速控制器安装完成后进行运行调试，现场检查发现大车车轮轴线啃轨现象消失，但出现大车往一个方向行驶时，车轮轮缘啃轨道一侧；当反向行驶时，同一个车轮又啃轨道的另一侧现象。说明大车车轮垂直偏斜超出电阻调速控制器调整范围，需对大车车轮进行调整。在调整车轮之前，先用千斤顶将桥架端梁顶起，使车轮在悬空状态下进行。松开水平键板处紧固螺栓，分别在两个轮子的水平键板处加垫板 。处理完毕后进行试车，啃轨现象消失。车轮安装偏差及道轨直线偏差在电阻调速控制器控制范围。

5.3 纠偏控制需注意的问题

纠偏控制应注意如下几个问题：

车体在运行过程中，传感器会发生抖动。为此，需定期对传感器与道轨之间的距离进行定期检查。

大车车架存在瞬间小角度水平调整运动，端梁连接处受到较大机械冲击。若车架水平刚性不足，则会导致端梁软连接处螺丝大面积松动，严重时会导致车体变形，构成极大安全隐患。可采取的解决措施是在大车端梁软连接处添加多层弹性垫，使车架在水平调整运动过程中有一定活动间隙，同时车架水平刚性得到加强,也可采取其它加固方法。

6 效果跟踪调查

2011年1月份技术人员对电阻调速控制器使用效果进行调查，得出以下数据 ：

轮消耗数量，如表1。

表1 2007～2010年足辊消耗数量

在线车轮啃轨发出的声音完全消失。

7 结论

通过电阻调速控制技术的应用，彻底解决了73#行车啃轨问题，车轮寿命明显提高。处理前一年更换大车车轮组15件，一年消耗备件费用15×0.8万元=12万元，更换一次大车轮需要3h，则一年需要3×15=45 h，处理后一年可节约备件费用12万元吗，节约生产时间45h，取得良好的经济效益和社会效益。