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发表于 2007-1-16 17:19:25
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来自： 中国江苏无锡
轨道式集装箱门式起重机大车啃轨的防止措施/ K: L0 L3 q5 S9 t2 o
1 前言
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近年来，随着集装箱运输的快速发展，轨道式集装箱门式起重机在我国港口的应用日益广泛。与其他类型的港口机械相比，该机型具有堆场利用率及作业效率高、构造简单、容易维护、运行成本低等一系列优点。港口集装箱堆场作业的使用工况特点决定了该机型跨度较大（通常为30~60m），沿轨道方向运行距离较长，为了满足作业效率的要求，大车运行机构为工作机构，运行速度需达到40m/min以上。用户在感受其优点的同时，也会经常碰到一个共性问题，即大车运行啃轨，这已成为设计、制造、使用过程中都必须面对的问题 }# g; w+ I& s. T3 \
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2 啃轨原因及解决措施0 T( O; z3 p1 f! M
) F4 G$ q* B2 C# N5 P, J啃轨会使得行走车轮轮缘、轴承、轨道的磨损加快，寿命缩短，造成故障率升高，维修停时及维护成本增加等不良后果。啃轨的原因主要有下列几个方面：结构特性、车轮轴线偏斜、车轮轮缘阻力、两侧门腿运行阻力差异等。必须针对不同的原因 ，采取相应的措施，才能防止或减缓啃轨现象。
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2.1结构特性引起的啃轨 c8 U+ {6 R5 h7 @* @
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钢结构通常为箱形结构，主要结构件包括主梁、门腿、小车架及横梁。主梁结构由两根箱形主梁和两根端梁组成桥架支撑在门腿上。整机结构视门腿的支承方式不同而较多地采用“II”形和“U形”（图1）两种形式。对“II”形门腿，沿大车方向刚度通过门腿与顶部横梁的刚性连接实现；对“U”形门腿，则通过门腿与底部横梁的刚性连接来实现。而沿小车方向的强度和刚度则通过主梁与刚性门腿的刚性连接来实现。
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图1 整机结构形式8 @* {" k5 Q3 w) f4 H3 I6 s; Z0 A
由于自重较大，工作级别高（通常A7~A8），门腿与桥架的连接采用高强度法兰连接或焊接连接。在自重及起吊货物重力的作用下，桥架会弯曲而产生弹性变形。当小车处于跨中位置时，桥架中心下弯（图2a）；当小车处于悬臂端时，桥架中心上弯（图2b）。由于门腿与桥架的连接是刚性的，因此，当桥架弯曲时，门腿中心线就会形成一个绕着桥架与门腿之间的连接点转动的趋势。假定转角为 ，门腿不发生弯曲，那么门腿下端点会产生垂直于大车轨道方向的水平位移量Htg (H为桥架中心线高度)。
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图2 桥架弯曲
; g2 t' \2 {( g! U0 F实践证明，门腿下端的水平位移方向通常是向外的，使跨度产生正公差，造成大车行走轮内侧轮缘压在轨道上而啃轨。
: h3 r; T8 h3 U1 X2 l7 V解决这类问题的办法是：
) q; [9 ~2 i+ i4 n1） 刚——柔腿结构 当跨度S≥30m时，宜采用刚—柔腿结构，即两侧门腿不等刚度，门腿与桥架的连接方式仍然是刚性连接。这种结构对因大梁弯曲而产生的门腿下端水平位移具有一定的调整作用，同时还能消除温度应力，起到减轻啃轨的作用
# }! ]: ]0 f, C$ V) I; M% |7 l2） 预留跨度负公差 当跨度S 26m时，应预留跨度负公差。实践证明，大梁弯曲的结果通常会产生跨度正公差，设计及制造时预留适当的跨度负公差能有效地抵消结构变形引起的跨度正公差，使跨度偏差保持在合理的范围内，以减轻啃轨现象。
* P/ v$ r5 I7 Z3 L1 Q8 @1 p1 L2.2车轮轴线偏斜引起的啃轨
( w$ ]- n$ V" N# B9 u当车轮轴线不与运行方向垂直时， 车轮踏面与轨道顶面之间就会发生滑动，从而产生摩擦力。对于从动轮来说，这个摩擦力在运行方向的分量构成运行的附加阻力，与运行方向垂直的分量构成车轮的侧压力；对主动轮来说，它在运行方向的分量构成运行驱动力，与运行方向垂直的分量构成车轮的侧压力。这种侧压力与其他原因产生的侧压力一样都要只能由轮缘承受，以致产生啃轨现象，引起轮缘磨损。0 q( H$ `; z# T
作为车轮支承装置的台车架应具有足够的强度及刚度，能承受各种载荷而保持良好的稳定性；车轮轴的安装孔或座在加工过程中应具有良好的精度，以尽可能保证车轮轴准确安装。在安装过程中，当用测量车轮端面的办法来控制这种偏斜时，水平偏斜量应小于0.001L（L为测量长度）。4 F- n! v: K1 }, ^
另外，当轨道支承部分的刚性不足时，也会造成车轮与轨道之间的滑动，产生周期性的弹动现象及剧烈的啃轨，在安装轨道时必须保证纵向及横向都有足够的刚度，避免发弹动现象。同时还必须保证轨距的安装精度。- i* r7 x: V6 }7 i+ v0 j
2.3两侧运行阻力差异引起的啃轨
. e0 `1 u8 A7 d* v; P0 p两侧运行阻力的差异来源于门腿压力的差别。当小车运行时，它与两侧门腿的距离是经常变化的，导致两侧门腿压力不一样，那么左右两侧大车行走的运行阻力也就不一样，而两侧运行电机的功率是一样的，因此会出现运行阻力小的一侧电机输出速度快过另一侧，该侧的行走车轮因产生导行现象造成桥架偏转，引起啃轨。
) O$ @( ~* X7 ~9 I: a& g! x解决这种啃轨问题的有效办法是在电气控制系统中安装同步器。随着PLC控制技术及变频调速技术的广泛运用，同步装置也变得越来越简单。方法之一是在电控系统中使用两个同一型号的变频器分别控制两侧的运行电机，并在两侧各对称车轮轴上安装一个编码器。编码器的作用是采集车轮轴运动数据并反馈给PLC，数据经PLC处理后再传递给变频器， 通过调整变频器输出信号，控制两侧运行电机同步。5 U& [0 G( n2 o
6 S4 }9 R9 q. D3 F0 a3 结束语
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; C' t' e. M C. W$ b# }2 _6 h) z5 l引起港口轨道式集装箱门式起重机大车运行啃轨的原因可能是多种的，因此，啃轨现象很难完全消除。通过上述分析，可以了解其中的主要原因及相应措施。实践证明，上述措施及其他的办法，诸如轨道侧面涂润滑脂、在车轮踏面与轮缘之间的过渡位置采用合理的形状等均具有不同程度的效果。因此，在设计、制造及使用过程中有针对性地运用这些办法，能有效地减轻或控制大车运行啃轨程度，达到提高相关零部件寿命，降低故障率的目的。
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[ 本帖最后由 wjfjy 于 2007-1-16 17:25 编辑 ] |
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楼主
还是请版主帮忙吧，我没有办法改了- e4 V" n1 L# d3 E4 z1 A