轮胎式集装箱门式起重机小车啃轨现象的探究

摘要：轮胎式集装箱门式起重机在使用过程中经常发现小车啃轨的现象。本文仅从制作、安装及调试等方面来对这一现象加以分析和探究，找出问题的原因，并提出一些解决的方法。

关键词：集装箱起重机啃轨探究

中图分类号：TH247文献标识码： A

随着经济的全球化，集装箱运输事业的迅速发展，港口集装箱装卸设备市场也呈现出强大的活力。轮胎式集装箱门式起重机（简称场桥）由于其具有高堆存空间利用率、高生产率和可全堆场大范围机动的特点，己经成为当今现代化集装箱堆场作业的主力机型。但随着起重机的大型化、高效化和自动化程度的提高，对场桥的制造精度也提出了更高的要求，当然一些问题也亟待解决，其中小车啃轨就是其中之一。

一、小车啃轨带来的隐患：

小车运行过程中，水平轮与轨道侧面接触，产生水平侧向推力，引起车轮与轨道的摩擦和磨损，即所谓啃轨。啃轨会给起重机带来很大的安全隐患。具体表现为：

轨道上平面及侧面、小车车轮、水平导向轮的异常磨损；

小车车轮、水平导向轮的轮轴受外力挤压断裂，轴承破损；

压板式轨道压板螺栓易松动；焊接式轨道焊缝易出现裂纹；

啃轨产生的异常振动导致钢结构形变以及严重的噪声污染等。

二、造成小车啃轨的原因分析及解决方法：

通常场桥设计采用机械传动刚性联接装置或者采用PLC和变频器控制电机的形式来确保小车车轮的同步运行，但这些并不能彻底解决小车啃轨的问题。究其原因有很多，它跟设计方案的可行性、制作工艺的合理性、施工过程的规范性、使用维护的专业性等都有密不可分的关系。本文仅从制作、安装及调试等方面来进行分析和探究：

1.主结构制作及轨道装配的偏差小车总成及小车轨道都是布置在门框主结构上平面的，且小车轨道是整个小车总成的承载体，所以门框的拼装质量以及轨道的装配质量是确保小车正常运行的基础。如果不严格执行拼装焊接工艺及尺寸控制，不重视轨道基准的选择、对接的质量及安装的质量，那么门框拼装结束以及轨道装配后，大梁和小车轨道的直线度、轨距、对角线、拱度等一旦超差，就难以处理。就好像高低不平的道路，一旦驾驶汽车在上面行驶，手没握紧方向盘，汽车就会出现跑偏。所以，基础不好，啃轨现象极易发生，且调整困难。

解决方法：门框主结构要严格执行拼装工艺和尺寸控制。重点控制门框对角线偏差≤10mm；左右大梁（轨道）的同一截面高低差不大于轨距的0.15%，最大不大于10mm。若有超差可以通过火工校正或者可调撑杆来达到标准要求。小车轨道不管采用压板式还是焊接式固定，轨道装配前的大梁箱体的旁弯度，必须符合工艺要求，还要适当考虑场桥正常进行集装箱作业时引起的变形量，通常要求偏轨梁采用外旁弯6~8mm，这样轨道排装后即能保证小车运行的轨距又能确保与大梁内筋板（腹板）对筋。另外，轨道装配前的对接一定要严格按照工艺规程，尽可能采用专用工装，做好焊接全过程的温度控制，否则容易产生错位、变形等问题。轨道装配后要保证其直线度≤4mm，2m内不超过1mm；轨距偏差在±4mm（轨道在箱型梁中间）和0~8mm（轨道在箱型梁内侧）。

2.小车架划线及机加工偏差 小车架主结构由于焊接工作量大，变形控制困难，车轮装配位置的钢结构偏差就需要通过划线时给予适当借正后才能进行机加工。由于划线测量仪器的精度、机加工设备本身的精度、划线加工环境以及人员的细致程度等都会导致加工后的小车车轮安装位置存在或多或少的偏差，必然对最终的车轮安装精度会带来影响。这也是小车啃轨的因素之一。

解决方法：通常我们采用激光经纬仪对小车架进行划线。由于激光经纬仪本身的精度限制，划线前的调校一点做到细致，洋冲基准要清晰明了、大小适中。划线后还要复检划线尺寸，避免返工。机加工时，车床的精度是确保加工质量的前提，严格按照划线基准进行加工是质量的保证。在条件允许的前提下，尽可能采用专用工装工位来满足车轮的加工，确保安装基准的精度要求。当然，机加工结束后除了对孔的尺寸进行检查以外，再次对四个车轮的位置尺寸进行复检也是很有必要的。

3.小车车轮排装偏差门框拼装、轨道装配是满足小车运行的基础，小车架的划线加工是满足小车车轮装配的需要，而容易发生小车啃轨的最主要因素还是小车车轮的排装。因为前面累计来的偏差，包括调试以及正常使用发生的变形导致的啃轨问题也都是通过调整车轮来加以弥补的。所以说小车车轮的排装尤为重要。一旦超差，必然会发生啃轨现象。

解决方法：严格控制车轮排装精度，满足规范要求。小车车轮设计时通常采用偏心套的形式或者角形轴承箱形式。所以我们一般通过调整小车车轮偏心套或者垫板来满足排装要求。重点要控制好以下尺寸：a.小车四个车轮踏面应在同一平面，当小车架水平状态时，车轮的高低偏差t≤K/1000 (K为小车轨距)；b．小车车轮安装后的垂直方向只允许外倾，垂直偏差≤L/500；水平偏差p≤L/2500（L为测量长度）；同一轴线相对应的车轮偏斜方向应相反；c.在同一轨道上滚动的小车轮中心与轨道中心线的偏差≤±1mm；同一侧轨道上的车轮同位差≤2mm；d.小车车轮轮距偏差≤±2mm，两轮距相对差≤2mm；e.小车轮轴在垂直平面内的高度差＜0.0015K，且不超过2mm。

4.小车纠偏不当前面提及的导致小车啃轨的因素仅仅是从单方面来进行分析和解决的。实际上产生小车啃轨的原因并不局限于其中一个或两个问题，整个小车总成在吊装后由于综合因素的影响还是会出现跑偏的现象。为了满付使用的要求，通常在调试过程中再次调整小车车轮来进行纠偏。所以在这个阶段小车纠偏才是真正意义上的解决正常使用过程中的啃轨问题。毋庸置疑这个时候一旦纠偏不当，使用寿命会受到很大影响。

解决方法：让小车来回运转，仔细观察小车跑偏的规律，通过小车车轮偏心套或者垫片来进行调整。具体的调整方法，需要多次摸索，并反复测量和验证，才能调整到位。目标是尽可能做到小车车轮始终保持在轨道的中心，水平轮与轨道侧面的间隙控制在2～3mm且在全程运行过程中很少与轨道接触，甚至不接触。

5.制作顺序和方法的问题以上仅仅从常规的场桥制作过程来探究了产生啃轨的原因。可以看出通过最终的纠偏来解决啃轨问题其实是穷途末路了！而事实上我们应该综合考虑通过改进一些工艺步骤来进一步解决啃轨的问题。譬如通常我们在装配小车车轮后才翻身装配甚至焊接所有的机构和梯子栏杆平台等部件，其实这么多部件的重量早已经使得小车架发生形变，前面所谓的车轮排装精度在吊装到龙门架时早已面目全非，根本满足不了使用要求，发生啃轨是必然的。

改进建议：a.调整划线加工与装配次序，可以把车轮的划线加工安排到各大机构等部件装焊结束后再进行；b．采用配重模拟总装后的重量进行车轮孔的划线加工；c.总结经验，划线加工时考虑适当的反变形。

6.其他大车行走轮胎的部分压力不足、场地不平整、门框及小车架焊接的应力释放、结构的形变等都会引起小车的啃轨。

解决方法：经常检查胎压；纠偏时保证地面平整；钢结构制作时进行时效处理，减少应力等。

三、总结

起重机在运行中，啃轨是引起起重机不安全运行的因素之一。本文仅从制作、安装及调试等方面来进行分析和探究。总而言之，只要在起重机的设计、工艺、制造、使用、维护等方面，依据规范和标准，提高质量意识，加强监督和检查，就一定能减少或避免啃轨的发生，确保起重机的安全运行。

参考文献：

[1]ZPMC企业标准《轮胎式集装箱门式起重机安装验收规范》QW/GSZA-02-2012

[2]徐强轮胎式集装箱门式起重机的设计和技术发展 《水运科学研究所学报》 1999年9月第3期