25t抓斗桥式起重机异常振动原因与处理

李晓波

（攀钢矿业有限公司，四川 攀枝花 617063）

1 引言

25t抓斗桥式起重机是矿业有限公司选矿厂承担精矿仓内铁精矿搬运，以及将铁精矿从精矿仓装入火车车皮，完成装车任务的主要设备（铁精矿由铁路运输至炼铁厂），对铁精矿的保供、装运有着十分重要的作用。

25t抓斗桥式起重机异常振动，使起重机的工作性能降低，严重影响生产作业安全，进一步引发机械故障，降低生产作业效率，导致作业成本大幅增加，制约了生产经营发展。

针对五台25t抓斗桥式起重机不同时期出现的异常振动现象，从机械振动基础理论着手分析，寻找解决问题的理论依据，结合实际维修经验，找准机械产生异常振动的根源，采取简单、实用的维修方法，较有效地解决了起重机的异常振动，取得较好的工作效果。

2 抓斗桥式起重机异常振动出现后的故障现象

起重机出现异常振动后，对车体主要部位（大车车轮组、大车传动机构、钢结构）及操作方式进行观察、勘测，通常有以下现象出现。

2.1 大车车轮组

以2号起重机出现异常振动为例，观察其车轮工作状况（抓斗桥式起重机车轮为双轮缘），发现起重机在运行过程中，在很短的距离内，车轮轮缘与钢轨侧面间隙发生明显改变，甚至挤紧、摩擦磨损，钢轨侧面有明亮的痕迹，在严重的痕迹上带有毛刺；在静止状态查看车轮情况，发现两被动轮内外轮缘侧均有亮斑并有毛刺，啃轨严重；两主动轮，司机室侧主动轮轮缘内外侧有亮斑，啃轨较轻，另一侧主动轮不啃轨。

针对以上现象，展开对车轮组检测。

2.1.1 车轮垂直度偏差检测

大车车轮垂直度偏差标准值为不大于车轮直径的L／400（L为测量长度），且车轮端面上边应偏向外侧。

实测车轮垂直度偏差见表1。

表1 车轮垂直度偏差

2.1.2 车轮跨度偏差检测

允许跨度极限偏差:（跨度要求S＝31500mm）

且∣S主－S被｜≤5mm

实测跨度偏差见图1。

主动轮一侧跨度 S主＝31495mm

被动轮一侧跨度 S被＝31493mm

主动轮一侧跨度偏差:

被动轮一侧跨度偏差:

图1 跨度偏差

2.1.3 对角线偏差检测

允许对角线偏差:

2.1.4 车轮不同步检测

以3#车为例，车体有走偏现象，振动剧烈，在未发现其它异常现象情况下，对车轮不同步进行检测，在起重机静止状态将四个大车轮同一位置做一标记，让其来回运行一段距离后，查看标记位置，其中一轮与其它三轮的标记所处位置不一致。

2.2 大车传动机构

抓斗桥式起重机大车传动机构属分散驱动，传动机构主要由电机、制动器、联轴器、减速机组成，起重机出现异常振动后对这几部分进行检查，发现以下现象。

2.2.1 电机转速

查看电机铭牌，两主动轮电机转速均为710转／分，经测量，两台电机工作时转速相差较大。

2.2.2 制动器

制动器打不开，或制动不灵刹不住车。

2.2.3 联轴器

大车传动机构使用的是齿式联轴器，将联轴器一端固定，另一端用力瞬间来回转动，内齿圈与轴颈松动。

2.2.4 减速机

减速机底座紧固螺栓松动、脱落，底座支承角钢开焊。

将减速机低速轴端固定，用手盘动高速轴端联轴器，并用力使其瞬间反向转动，发现高速轴联轴器接手与其相配合的高速轴轴颈产生相对转动。

2.3 钢结构部分

操作室、梯子、栏杆与桥式起重机主梁连接螺栓松动，局部焊区有裂纹。

2.4 操作部分

操作时有反向制动现象。

3 抓斗桥式起重机产生异常振动的原因分析

根据起重机出现异常振动后，对车身主要部位和操作方式勘察和检测结果进行分析，造成异常振动的原因如下:

3.1 大车车轮组

（1）根据表1、图1实测结果分析，主、被动轮垂直度、跨度偏差易造成车体歪斜啃轨，导致车轮轮缘与大车轨道磨擦，使起重机产生异常振动。

（2）车轮不同步（将不同步的大车车轮分解，发现其轴承已损坏），车轮直径不一致，导致车体歪斜、异常振动。

3.2 大车传动机构

（1）主动轮驱动电机其中有一台单相或烧坏，致使工作时两台电机转速不一致，两主动轮起动、制动、运行速度不一致，车体扭摆产生异常振动。

（2）与制动器配套的液压推动器叶轮旋转不灵、滚键、破损、电机烧坏，造成制动器打不开；制动瓦衬严重磨损，铆钉裸露，造成制动不灵，刹不住车；制动器松紧度调节不一致，使起重机车体扭摆、异常振动。

（3）齿式联轴器外齿圈有滚键现象、致使起重机工作时两侧主动轮不同步，车体异常振动。

（4）减速机高速轴端联轴器接手滚键，起动、制动时两侧大车轮不同步；齿轮磨损严重，侧间隙过大；底座紧固螺栓松动；底座支承结构刚性差；致使减速机在桥架上声响大、异常振动大。

3.3 操作室、梯子、栏杆与桥式起重机主梁连接螺栓松动，局部开焊，致使联接刚度降低，起动、制动、运行时，摆动较大，导致起重机异常振动。

3.4 因操作人员操作不当，使用反向制动，致使车体产生异常振动。

抓斗桥式起重机大车车轮垂直度、跨度偏差产生的啃轨；传动机构中电机、减速器、制动器、联轴器松动或者损坏；四轮不同步产生的车体扭摆；操作室、梯子、栏杆、连接松动，摆动大；反向制动；这几方面引起的振动是起重机异常振动的振源。当其中一部分产生振动的激振力的频率与车体固有频率相等或者接近时，产生共振，车体出现异常振动。

4 消除抓斗桥式起重机异常振动的处理措施

根据机械振动的基础理论，消除或减弱异常振动的方法是消除或减弱振源的激振力，改变该激振力的频率，或者改变系统的固有频率。结合产生异常振动的原因分析和检测数据，根据实际情况，采取以下措施:

4.1 大车车轮组调整

（1）按照标准值调整端面垂直度，消除其误差对车体产生的异常振动。

（2）车体跨度偏差的调整。保证车轮跨度偏差不超过允许范围，同时调整过程中不应造成车轮对角线偏差超标，防止车体异常振动。

（3）车轮直径保持一致，更换轴承损坏的车轮，使各轮同步，消除车体歪斜产生的异常振动。

4.2 大车传动机构

（1）更换烧坏的驱动电机，保证两侧主动轮驱动电机转速一致；消除因电机转速不同导致车体扭摆产生的异常振动（对于分别驱动机构，两侧驱动电机应使用同一厂家生产的同一型号的电机）。

（2）将分别驱动的两侧制动器松紧调整到一致，更换严重磨损的瓦衬和损坏的液压推动器，消除车体扭摆产生的异常振动。

（3）更换损坏的齿式联轴器，保证主动轮同步，消除车体异常振动。

（4）更换减速机联轴器接手和减速机零部件，或更换减速机、更换底座紧固螺栓、加固底座支承刚性，消除减速机对车体产生的声响和异常振动。

4.3 加固操作室

加固操作室、梯子、栏杆与桥式起重机主梁的连接刚度，消除摆动对车体产生的异常振动。

4.4 正确操作

消除反向制动对车体产生的异常振动。

5 结束语

机械振动是运转设备广泛存在的一种现象，通常运转机械设备都会产生振动，而振动的变化直接影响设备的工作状态，特别是异常振动的出现会严重影响起重机的工作状况。

异常振动对25t抓斗桥式起重机造成了较大的危害，严重影响了生产作业安全，降低了起重机的工作性能，致使设备噪声增大，零部件加剧磨损，甚至报废，导致生产作业成本大幅度地增加。针对异常振动产生时车体各部故障现象，对主要部件进行检测、分析，发现大车车轮组的垂直度和跨度误差和车轮不同步产生的啃轨，传动机构中电机、减速器、制动器、联轴器松动或者损坏；操作室、梯子和栏杆与主梁连接刚度降低产生的摆动；以及操作方式不当，是起重机异常振动的振源。针对每一振源，采取了切实有效的维修方法，达到了消除振源或减弱振源激振力、改变激振力频率、改变系统固有频率的效果，消除了起重机的异常振动，防止因异常振动进一步引发的机械故障，保障设备良好运行，确保生产工作的顺利进行，同时也为企业节约了生产成本。

［1］张青，王晓伟.起重机构造与使用维修手册［M］.化学工业出版社，2011.

［2］闻邦椿.机械设计手册:第3卷［M］.机械工业出版社，2010.

［3］郭云白.桥架类起重机安装维修安全技术［M］.河南科学技术出版社，2009.