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天车论文技师
天车论文
技师
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技师
摘要
桥式起重机是桥架在高架轨道上运行的一种桥架型起重机，又称天车。
桥式起重机的桥架沿铺设在两侧高架上的轨道纵向运行，起重小车沿铺设在桥架上的轨道横向运行，构成一矩形的工作范围，就可以充分利用桥架下面的空间吊运物料，不受地面设备的阻碍。
影响起重机设备的使用和人身安全的大车啃道与吊钩冲顶现象极为常见，因此解决啃道与冲顶问题，对维护好，使用好起重机显得尤为重要。
本文将具体陈述桥式起重机大车车轮啃道的处理以及关于桥式起重机吊钩冲顶的案例分析与总结。
为加强起重设备的安全管理，做好事故的预防控制工作，杜绝类似事故的再次发生提出了依据和控制对策。
关键词：
桥式起重机啃道现象吊钩冲顶事故分析安全管理
桥式起重机是桥架在高架轨道上运行的一种桥架型起重机，又称天车。
桥式起重机的桥架沿铺设在两侧高架上的轨道纵向运行，起重小车沿铺设在桥架上的轨道横向运行，构成一矩形的工作范围，就可以充分利用桥架下面的空间吊运物料，不受地面设备的阻碍。
起重机运行机构的驱动方式可分为两大类：
一类为集中驱动，即用一台电动机带动长传动轴驱动两边的主动车轮；另一类为分别驱动、即两边的主动车轮各用一台电动机驱动。
中、小型桥式起重机较多采用制动器、减速器和电动机组合成一体的“三合一”驱动方式，大起重量的普通桥式起重机为便于安装和调整。
桥式起重机的大车运行过程中，常常发生车轮轮缘与轨道侧面相挤压、剧烈磨损的现象，称为“啃道”。
一.啃道的形成与产生“啃道”的主要原因分析：
桥式起重机在运行过程中，大车车轮踏面宽度比轨道头宽度大30～40mm，车轮在踏面中间运行，车轮轮缘与轨道之间保持一定的间隙。
但是由于某些原因使车轮不在踏面中间运行，造成轮缘与轨道一侧强行接触，产生水平侧向力，发生严重摩擦，致使轮缘很快磨损和变形,同时使轨道的侧面也产生严重的磨损，导致运行中摩擦阻力加大，产生振动和响声，并造成设备过早损坏，这种现象习惯上称为啃道（或啃轨、咬道）。
以下是关于啃道的主要原因列举：
1、两个主、被动车轮直径相差过大。
引起车轮直径相差过大，主要是车轮材质和踏面热处理硬度不够，或车轮踏面硬度不一致而产生不同磨损量造成的。
在车轮踏面直径不同而转速相同的情况下，两个主动车轮的线速度就不相等，这就必然使起重机运行后，一侧逐渐超前，而另一侧滞后。
但车轮轮缘又限制起重机一侧超前，这样，起重机只能在轮缘与轨道的间隙范围内活动，超出这个范围将造成啃道。
2、锥形踏面车轮装配时造成的差错。
具有四个车轮的起重机，为了达到运行时自行调整两端车轮的相互超前或滞后，往往将主动车轮的踏面制成1﹕10锥度。
如将锥形踏面车轮的方向装反，不但不能达到自行调整的作用，反而会引起更严重的啃道。
3、车轮的水平偏斜。
车轮的中心线与轨道中心线，在水平方向形成一个夹角，称为水平偏斜。
由于车轮水平偏斜，其运动轨迹方向与轨道中心不一致，所以产生纵横两个方向的分速度。
纵向速度Vx使起重机纵向运行，横向速度Vy，使起重机啃道。
水平偏斜的车辆对轨道产生的侧向力大小与偏斜夹角θ有关，θ越大，侧向力越大，啃道就越严重。
4、车轮的垂直偏斜。
车轮中心面对轨道顶面应为垂直状态，这时它们的触可视为一个长方形面积，显然车轮的滚动无侧向力产生。
如果车轮不垂直于轨道
顶面，则称作车轮对轨道顶面垂直偏斜。
垂直偏斜的车辆踏面与轨道顶面接触不均匀，其接触可视为一个三角形面。
三角形底边轮压最大，三角形顶点打滑。
这时，三角形底边一侧就会产生啃道。
5、车轮轮缘与轨道的间隙不匹配。
车轮轮缘与轨道的间隙应保持一定得量，间隙过小也是啃道的原因。
这是由于起重机负载运行时，车架产生弹性变形，致使轮缘与轨道接触啃道。
如果间隙过大，则容易产生侧向冲击。
6、车轮对角线或轮距超差。
起重机工作中由于不合理的使用、碰撞等原因，造成结构变形会造成四个车轮对角线或轮距超差。
如果在两条轨道距离一定得前提下，这种因结构变形而引起的跨度变化使车轮对角线过量超差，也将引起啃道。
7、轨道超差。
由于轨道安装不正确、不符合安装技术要求，而造成轨道跨度公差及2根轨道相同跨度标高误差超标等，都能造成大车运行啃道。
如大车轨道安装质量不好，轨道的水平弯曲过大，当超出跨度公差时，必然引起车轮轮缘与轨道侧面摩擦，即引起运行啃道。
⑴、轨道安装质量不合格，轨道水平弯曲过大（要求侧面直线度误差不大于2mm），超过跨度公差时，就会产生啃道，这种啃道在固定线段。
⑵、轨道轨距过大（允许跨度±5mm）时，外侧轮缘啃道；轨距过小时，内侧轮缘啃道。
⑶、2根轨道同一截面上的轨面高度差过大（柱子处不大于10mm，其它处不大于15mm），造成大车侧移，超高侧外侧啃道，另一侧内侧啃道。
⑷、轨距一端大、一端小，2根轨道平行度超差。
在这样的轨道上运行时，轮缘与轨道间隙愈走愈小，直至内侧轮缘啃道；向相反方向运行，才慢慢好转，继续运行，外侧轮缘又开始啃道。
⑸、轨道安装垫板未压实，不承载时轨道保持水平，承载时轨道下陷，造成啃道。
8、桥架及基础变形。
桥机的桥架及基础变形，必将引起车轮的歪斜和跨度大小的变化，从而导致大车运行啃道。
⑴、桥架变形造成端梁水平弯曲，或对角线长度超差（允许相差不大于5mm），跨度超差（允许±5mm），会引起啃道。
造成车轮水平偏斜超差（允许不大于测量长度的1/1000），车轮宽度中心线与轨道中心线形成一夹角，两主动轮同向偏斜，造成啃道。
⑵桥架产生垂直变形，造成车轮垂直偏斜超差（允许偏差不大于测量长度的1/400），或安装时超差，车轮的踏面中心线与铅垂线产生夹角，改变了车轮的滚动半径。
当一对主动车轮向同一方向垂直偏斜，且偏斜量相等时，在空载时两车轮的运行半径增大值相等，不会产生啃道。
但是承载后，一个车轮的垂直偏斜进一步增大，另一车轮垂直偏斜减少，形成2主动轮的滚动半径不相等，车轮发生啃道。
9、其它原因。
分别驱动的大车运行机构中两台电动机转速不一致，导致左右车轮线速度的差异，造成车体跑偏啃道。
两端联轴器传动间隙差过大，引起车轮不能同时驱动，造成啃道。
分别驱动的大车运行机构两台制动器，调整间隙不同，造成制动力矩不等，步调不一致，造成啃道。
轨道顶面有油污、冰霜、杂物等，引起两侧车轮的行进速度不一样时，必然引起车轮轮缘与轨道侧面摩擦，即引起运行啃道。
二、啃道的影响：
1、降低车轮的使用寿命。
起重机正常情况下，车轮的材料一般采用ZG310～710铸钢，经过淬火处理的车轮踏面表面硬度为HB300～380，淬火深度不少于15～20mm，可以使用十年或更长时间。
但啃道严重的起重机，车轮只能用一两年，甚至有的车轮仅用几个月，就必须更换，这就影响了企业的正常生产经营。
2、磨损轨道。
车轮啃道加大了轨道的磨损，严重者会将轨道磨出台阶，直至更换轨道。
3、增加了运行负载。
据测定，严重啃道的起重机运行比正常运行阻力增加1.5～3.5倍。
由于运行阻力的增加，使运行电动机和传动机构超载运转，严重时可能烧坏电动机或扭断传动轴。
4、对轨道压板的影响。
由于起重机车轮啃道，必然产生水平侧向力，这种侧向力导致轨道横向位移，致使固定轨道的螺栓松动，压板脱落，致使轨道向内或向外弯曲加大，使啃道更加严重，造成整台车在运行时产生巨大震动。
5、造成脱轨危险。
当轨道接头间隙大（正常接头缝隙为1～2mm，单根轨长达10m左右时，缝隙可为4～6mm）时，啃道严重的情况下，车轮可能爬到轨顶，造成脱轨事故。
三、解决啃道的对策
从第一点可以看出，啃道的原因主要是车轮偏斜，是由于主梁的变形而产生的，解决主梁的变形时根本性的问题。
但在不能进行主梁变形修理时，则可采取移动小车轨道、调整车轮的方法解决。
1、检查并保证车轮踏面直径和宽度符合标准。
主动车轮的直径要一致，避免一边主动轮是新的，而另一边是旧的。
踏面宽度即两边轮缘之间的宽度应合适，太小或太大都可能引起啃道。
踏面已经磨损了的，要将磨损不同踏面直径的一组车轮，在车床上加工成直径相同，并该规定的公差范围之内，然后对踏面重新热处理。
2、调整车轮安装精度，保证所有车轮的水平偏斜和垂直偏斜符合国家标准的要求。
有的车轮固定处的结构或平衡台车有缺陷，应进行相应处理或更换。
尤其是车轮的水平偏斜指标，对啃道最为敏感，应予以确保。
⑴、车轮水平偏斜量的测定。
将整台起重机视为一个刚体平面，四个车轮的偏斜位置代表刚体四个角上的速度方向。
为了便于讨论和测定，将车轮的偏斜量用符号C表示，C1标志车轮的偏斜程度，即水平偏斜量。
C的尺寸测量（图4）：
用Ф0.5钢丝作弦线，首先接触点为a，然后为b，在点c处即为测得的轮1的偏斜量，同样方法可测得轮2的偏斜量。
C值越大，则横向速度越大，侧向力越大，啃道能力越强。
⑵、水平偏斜啃道力的消除。
起重机车轮的水平偏斜啃道可归结为前后两组
侧向力的作用，用每组中侧向力在内部抵消的办法（即偏斜对称）可消除水平啃
道力。
在修理过程中，总希望被调整的车轮数最少。
没必要将每个车轮的偏斜量
都调到0，只将对应两轮调整对称（偏斜方向相反）即可。
⑶、车轮垂直偏斜的调整。
按规定，车轮垂直偏斜量e（图6-26b）不应超过D/400，而且两侧车轮的垂直倾斜方向应相反。
当垂直偏斜时，对照实际啃道情况和垂直偏斜量e，在车轮轴承座的水平面处调整垫板的高度或调整平置垫板的厚度，使垂直偏斜量达到规定要求。
3、检查并调整轨道的安装精度，保证轨道的高度差、跨距差和直线度符合标准要求。
固定轨道的螺栓不应松动。
避免出现不受载时轨道是平的，当受载后，轨道就凹下去或拱起来的现象。
大车轨道的尺寸允差可按照表1的标准来调整。
表1大车轨道尺寸允差
测量部位
允差（mm）
轨道实际中线对吊车梁实际中线的位置偏差
10
轨道实际中线对安装基准线的位置偏差
3
两平行轨道的接头位置应错开一定距离
500以上，但不应等于轮距
轨距偏差
±5
同跨两平行轨道的相对标高差
柱子处
10
其他处
15
轨道的纵向不平度
每根柱子处测量
1/1500
全行距高低点之差
10
轨道接头左、右、上三面的偏移
1
轨道接头间隙
1～2
4、对于啃道比较顽固的情况，可将主动轮踏面改为锥形踏面，大端朝内。
这样做需要实践经验，弄不好会适得其反。
5、调整分别驱动的传动机构，不应存在别劲现象。
如将运行机构的齿轮联轴器换上万向联轴器，两边制动器制动力矩调整应合适，重载一边的制动力矩可调大些。
6、增加桥架的水平刚性。
因为起重机的跨距和基距是不好改变的，可以加固桥架梁端，以增加水平刚性，啃道可以得到改善。
7、另外，可采用无缘轮车轮加水平轮的方案；采用高轮缘、大圆弧车轮；采用变频调速等方法消除啃道现象。
四、起重机常见故障（啃道）的修理方法（表2）。
表2啃道的修理
故障
产生故障原因
修复方法
向前行驶车轮咬一侧，向后行驶车轮咬另一侧，啃道位置不定
车轮水平偏斜
按水平偏斜的讨论检查调整车轮
两条轨道的内外侧同时被咬
①车轮水平偏斜
②车轮位置为平行四边形
③前后两对车轮的跨距一大一小
①按水平偏斜的讨论检查调整车轮
②调整车轮的轴向位置
③调整车轮的轴向位置
一条轨道两侧被咬，同一轨道上的两个车轮一轮咬内侧，一轮咬外侧，而另一条轨道不咬道
车轮的跨距不正确，同一轨道上两个车轮的直线性不对
重新调整角形轴承的固定肋板，调整轴承隔套，将车轮平移至合适位置
前后行驶总咬一侧轨道
①主动车轮直径不等
②一侧轨道高于另侧轨道，车体向低侧滑动
③车轮垂直偏斜
①车或磨主动轮踏面直径
②调整轨道
③按垂直偏斜的讨论调整
在局部轨段上咬道，过此段恢复正常
①轨道不直，突出部分被磨
②在咬道的轨段上有一条轨道坡度太大
①调整轨道的水平
②调整轨道，使坡度相同
在局部轨段上车轮突然改变咬道方向
轨道在水平方向有倾斜度与另一根倾斜度相反的轨道相接，形成倾斜方向的改变
方钢轨道比较明显，应垫正轨道的水平面
车体不规则的倾斜
主动车轮在局部轨段上单侧打滑
清除轨道上的油、水、霜等物
五.防止大车运行中“啃道”的主要措施是：
1.车轮的安全技术检查
对于单个车轮，要控制其加工误差在允许范围内；滚动面要平整，不能有过大的擦伤和剥离。
车轮轮缘不允许有折断和过大的缺陷，磨损量不得超过原厚度的50%。
对装配好的车轮总成，要严格控制车轮的平行度、直线性和车轮对角线偏差；
2.轨道的安全技术检查
平时要经常对轨道进行外观我检查，发现钢轨有裂纹、腐蚀或螺栓、夹板松动等现象，要及时处理；轨道上的油污、冰雪等要及时清扫。
轨道辅设或定期检查时，对轨道接头间隙、高低与横向移位偏差两根平行轨道的跨度、平行度、高低差要重点进行测量和调整。
综上所述，起重机运行时啃道，有的是轨道问题，有的是车轮问题，有的是桥架问题，还有的是驱动电机问题，啃道的原因多种多样，在实际应用中，首先要分析出啃道的详细原因，以便对症下药，做好起重机啃道的修理。
冲顶
（不确定）桥式起重机的吊钩运行过程中，发生的吊钩超过上升极限位置后继续上升，并因此而引发的事故的现象称为“冲顶”。
一.冲顶事故发生的主要原因分析:
1.在起升主钩、下降副钩作业时，因主钩起升高度限位器的触头发生粘连使限位器失效，导致主钩继续上升冲顶坠落。
2.在起升主钩、下降副钩作业时，当主钩起升到位后，司机将主钩控制器手柄拉到零位，但因操作不慎，使控制器手柄从零位移动，造成主钩继续上升。
3.管理部门未按要求对起重机进行定期检查保养，未对主钩起升高度限位器触头进行定期更换而埋下事故隐患。
4.该起重机主钩起升高度限位器失灵。
5.司机误操作。
将吊钩下降误操作为上升。
在限位器失灵的情况下，又未启用紧急停车开关，致使吊钩冲顶。
二.案例举例与分析:
<一>吊钩冲顶坠落之一
1．事故简介
1988年11月29闩，某厂电炉加料起重机主钩冲顶，拉断钢丝绳，吊钩坠落，砸死一人。
2．事故发生过程
某钢铁，—·二炼钢车间起重机司机甲驾驶5号桥式起重机给7号电炉装完第四遍料井平完料之后，炉前工乙指挥该起重机准备将掉在电炉四侧的一根废钢吊走，起重机司机甲在起升主钩的同时，降落副钩，结果主钩却超过上升极限位置后继续上升，将起升钢丝绳拉断，致使吊钩坠落将乙砸伤，经送医院抢救无效死亡。
3．事故原因分析
（1）在起升主钩、下降副钩作业时，因主钩起升高度限位器的触头发生粘连，使限位器失效，导致主钩继续上升冲顶坠落。
（2）在起升主钩、下降副钩作业时，当主钩起升到位后，司机将主钩控制器手柄拉到零位，但因操作不慎，使控制器手柄从零位移动，造成主钩继续上升。
（3）管理部门未按要求对起重机进行定期检查保养，未对主钩起升高度限位器触头进行定期更换而埋下事故隐患。
4．事故结论与教训
这是一起设备缺陷与人为过失共同造成的事故。
除了操作者技术不熟练，手柄设到零位应吸取教训外，起升机构的安全装置——起升高度限位器，一定要保证性能可靠。
运行前一定要进行功能试验，如有异常，要及时修复，否则应停止使用。
<二>吊钩冲顶坠落之二
1．事故简介
1989年1月5日，某钢管厂电炉车间在用桥式起重机吊钢锭模时，由于操作失误和起升高度限位器失灵，造成吊钩冲顶，拉断钢丝绳，吊钩组坠落，致一人死亡。
2．事故发生过程
该厂电炉车间热渣工甲、乙、丙3人配合使用11号桥式起重机进行清渣装车作业。
甲、乙二人发现有一块大钢渣饼被一个废钢锭模压住，准备将废钢锭模吊开后再吊钢渣饼。
甲指挥吊钩下降，右手抓住吊钩上的钢丝绳的一端，去穿挂废钢锭模的耳朵，但吊钩突然上升，将甲的手套拉脱挂在钢丝绳上，吊钩冲顶，拉断主起升机构钢丝绳，造成吊钩组坠落，擦伤甲的头部，甲受伤后向后倒下，头撞在地面的中注管上，经送医院抢救无效死亡。
3．事故原因分析
（”该起重机主钩起升高度限位器失灵。
（2）司机误操作。
将吊钩下降误操作为上升。
在限位器失灵的情况下，又未启用紧急停车开关，致使吊钩冲顶。
4．事故结论与教训
这也是一起设备缺陷与人为过失共同造成的事故。
该车间安全管理和设备管理不完善，对有关部门多次查出的问题和设备隐患整改不力，对曾发生过的同类设备事故隐瞒不报，并未作认真分析和严肃处理，以致同类事故再次发生，酿成严重后果。
此外，从事起重作业的人员应加强安全防范和自我保护意识。
当甲指挥吊钩下降时，应注意观察吊钩的动作，如发现方向反了应立即指挥停车，或者在冲顶前尽快躲避，以减少伤亡。
三.针对冲顶的事故预防措施
为了防止吊钩冲顶事故的发生，应有针对性地采取以下预防对策：
（1）尽快修复起升高度限位器。
如果不能修复，或修复后性能不可靠，应予以报废，重新换新的。
另外，还要将副钩的限位器和其它起重机的起升高度限位器全部检查一遍。
（2）根据设置安全装置的冗余原则，每个起升机构最好设置两个限位器，实行双保险。
如果每个限位器的可靠度尺；0．9，那么两个限位器并联后，可靠度提高为：
Rs=1-（1-R）2{2为平方}=0.99
式中：
R-单个限位器的可靠度
Rs-两个并联限位器系统的可靠度
（3）加强对员工的安全技术和安全思想教育，作业时增强安全意识，做到思想集中，技术熟练加强起重机司机和起重工的技术培训和安全教育，持证上岗。
技术难度大的动作要反复训练，生理上达到条件反射，使操作者会开、会做，灵敏准确，一步到位。
避免手柄未到零位，而思想却到了“零位”的现象出现。
另外，地面指挥人员应站在不危险的区域指挥，即使在加了两套可靠的起升限位器的起重机下作业，也不应站在吊钩下方，以防不测。
（4）起重机司机应经常检查高度限位器是否良好。
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