電動單梁起重機(jī)常見問題分析

1、摘要 對電動單梁起重機(jī)各部件常見問題進(jìn)行分 析,并針對各問題的處理和防范進(jìn)行了探討。 電動單梁起重機(jī)被廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的各 個領(lǐng)域和部門， 是現(xiàn)代大工業(yè)生產(chǎn)中不可缺少的重 要設(shè)備。由于電動單梁起重機(jī)的使用環(huán)境特殊，在 使用過程中一旦發(fā)生垮塌事故，會造成機(jī)毀人亡。 筆者根據(jù)這幾年的檢驗(yàn)經(jīng)驗(yàn) ,對電動單梁起重機(jī)的 幾個常見問題作出分析和探討。 一、 主梁 2002 年，順德陳村南涌某分條廠 購得六臺舊電動單梁起重機(jī)。但是，該公司這六臺 特種設(shè)備未經(jīng)法定安全檢驗(yàn)部門檢驗(yàn)、 未取得安全 檢驗(yàn)合格證， 擅自安裝投入使用 ,后經(jīng)特種設(shè)備安全 監(jiān)察部門監(jiān)督指導(dǎo)下 ,該公司向順德特種設(shè)備質(zhì)量 安全檢測所

2、申請對這六臺設(shè)備進(jìn)行檢測。 順德特種 設(shè)備質(zhì)量安全檢測所接到申請后 ,馬上派出檢驗(yàn)工 程師對這六臺特種設(shè)備進(jìn)行了細(xì)致的檢查,發(fā)現(xiàn)這批設(shè)備中重要的承載部位 主梁均出現(xiàn)了焊縫 開裂，若繼續(xù)發(fā)展下去足以導(dǎo)致起重機(jī)垮塌。經(jīng)焊 縫探傷檢驗(yàn)、金相組織分析等進(jìn)一步的檢驗(yàn)，查明 了焊縫開裂的原因是由于經(jīng)常超負(fù)荷運(yùn)行所致。 后 經(jīng)相關(guān)單位的共同努力。 及時消除了這一重大安全 隱患。 主梁腹板的母材或焊縫由于在低于材料屈服極限的交變應(yīng)力的反復(fù)作用下， 經(jīng)過一定的 循環(huán)次數(shù)以后，在應(yīng)力集中部位產(chǎn)生裂紋，并在一 定條件下繼續(xù)擴(kuò)展，直到最終突然斷裂。材料的實(shí) 際疲勞壽命即疲勞破壞前所經(jīng)歷的應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 低于理論計算的循

3、環(huán)次數(shù)大于一萬次， 理論上按常 規(guī)疲勞計算方法計算。假定沒有初始裂紋，應(yīng)以材 料試樣疲勞試驗(yàn)得到的材料疲勞極限或SN 曲線為依據(jù)再考慮由于表面形狀、 尺寸及幾何形狀引起 的應(yīng)力集中等因素。 由于材料疲勞試驗(yàn)數(shù)據(jù)離散 性很大， 試件的疲勞壽命和應(yīng)力水平并不是一一對 應(yīng)的單值關(guān)系， 而是與試件試驗(yàn)時的存活率有密切 關(guān)系。存活率愈高，在相同疲勞壽命情況下的疲勞 強(qiáng)度就愈低。根據(jù)我國起重機(jī)設(shè)計規(guī)范，鋼結(jié)構(gòu)由 于重要性的要求，疲勞強(qiáng)度應(yīng)按存活率90%的 SN 曲線選取。電動單梁起重機(jī)的設(shè)計應(yīng)力循環(huán)數(shù) N 大于疲勞曲線上材料屈服極限對應(yīng)的循環(huán)數(shù) NA 105但小于應(yīng)力循環(huán)基數(shù) NO 107。根據(jù)N對 應(yīng)的

4、疲勞強(qiáng)度對主梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限壽命疲勞計算， 并考慮應(yīng) 力 循 環(huán) 特征 和有 效應(yīng) 力 集中 系數(shù) 。 二、大車電動單梁起重機(jī)被廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的各個領(lǐng)域和部門， 是現(xiàn)代大工業(yè) 生產(chǎn)中不可缺少的重要設(shè)備。 而影響電動單梁起重機(jī)的使用和人身設(shè)備安全的大車啃道現(xiàn)象極為常 見，因此解決啃道問題，對維護(hù)好、使用好起重機(jī) 顯得尤其重要。 所謂啃道就是橋架型起重機(jī) 或起重小車在運(yùn)行過程中，車輪輪緣與承載軌道的 側(cè)面產(chǎn)生擠壓和摩擦，也稱啃軌。 起重機(jī)啃 道所產(chǎn)生的水平側(cè)向力對起重機(jī)軌道、車輪、金屬 結(jié)構(gòu)及房梁結(jié)構(gòu)架會產(chǎn)生破壞性的影響， 啃道所引 起的水平側(cè)向力可由下式計算：Ps=1/2藝PX入式中丫 P

5、重機(jī)發(fā)生側(cè)向力一側(cè)經(jīng)常出現(xiàn)最不利的輪壓之和 入平側(cè)向力系數(shù)，與起重機(jī)跨度和軌距有關(guān)，一般取 0.10.2起重機(jī)啃道的原因很復(fù)雜，啃道的破壞形式也是多種多樣。但 可歸納以下幾方面。1軌道問題。檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，不少單位的大車軌道安裝質(zhì)量不符合要求， 軌道固定方法不科學(xué)、規(guī)范。首先軌道出現(xiàn)波浪型， 軌距超出國家標(biāo)準(zhǔn)。檢驗(yàn)規(guī)程規(guī)定：軌距sw 10m則極限偏差 S = ± 3mm S> 10m, $= ±3十 0.25(S 10) mm，最大不超過 ±15mm。其次，固定 軌道的壓板不符合要求，檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)金屬結(jié)構(gòu)房架 越來越多，鋼梁軌道越來越多，固定軌道的壓板， 是經(jīng)簡單

6、折彎的鐵塊固定，大大降低了壓板在水平 和垂直兩方向的緊固力，而起重機(jī)在使用中會產(chǎn)生較大的沖擊力和振動。 因此，不能有效地阻止壓板、 軌道移動。最后，兩條軌道的高低差超標(biāo)，若同一 截面兩條軌道高低差超出國標(biāo)要求， 則起重機(jī)運(yùn)行 時會向一邊傾斜，引起啃道。規(guī)定同一截面兩條軌 道高低差不應(yīng)超過10mm。但實(shí)際檢測中，發(fā)現(xiàn)由 于地形、布局、安裝等原因造成軌道高低差超過軌 道安裝要求范圍，為是不允許的。2大車輪水平和垂直偏斜超標(biāo)造成啃道。 車輪的水平偏斜 規(guī)定不大于 L/1000 （ L 為測量長度），如果超出標(biāo) 準(zhǔn)車輪寬度中心線與軌道中心線形成一夾角a,如果兩主動輪同向偏斜，則車輪將沿著與軌道偏離a角

7、的方向運(yùn)行，車輪必然啃道。車輪垂直偏斜超出 標(biāo)準(zhǔn)亦引起啃道， 車輪安裝時端面的垂直偏斜不大 于 L/400 （ L 為測量長度）。車輪垂直方向產(chǎn)生偏斜 即車輪踏面中心線與鉛垂線形成一夾角3,垂直偏斜超差則增加了車輪的運(yùn)行半徑， 原運(yùn)行半徑為 R， 車輪運(yùn)行一周所走的路為 2 nR產(chǎn)生垂直偏斜后， 其運(yùn)行半徑變?yōu)?R1 ，此時車輪運(yùn)行一周所走的路 為2 n R1每運(yùn)行一周車輪多運(yùn)行 2 n R1 2 n R=2 n（R1 R）的路程，此即為車輪的超前量，但因有 輪緣及軌道的限制不能過量超前，從而造成啃輪。 車輪垂直偏斜超標(biāo)引起啃道雖只與主動車輪垂直偏斜有關(guān)，與被動輪無關(guān)，但從車輪軸承均勻受力 及

8、車輪與軌道的接觸面等因素考慮， 也不允許被動 車輪的垂直偏斜超出公差。 同一組車輪（主動或 被動）的垂直偏斜方向應(yīng)采取反面布置，即同時向 外或同時向內(nèi)偏斜，這樣，當(dāng)橋架承載后，將減少 車輪的垂直偏斜量。3傳動系統(tǒng)誤差引起起重機(jī)運(yùn)行時啃道。對于分別驅(qū)動的大車運(yùn)行機(jī) 構(gòu)，若電動機(jī)不同步，兩制動器調(diào)的松緊不均勻， 導(dǎo)致起重機(jī)大車啃道， 為種情況可以通過調(diào)整或更 換傳動系統(tǒng)的零部件，減小傳動系統(tǒng)誤差來解決， 最終達(dá)到同步運(yùn)行。4加工安裝時間失誤引起起重機(jī)啃道。 如起重機(jī)的大車兩主動輪直徑加 工誤差超標(biāo)，或?yàn)楸苊饪械?，起重機(jī)的主動輪踏面 加工成一定錐形，以便起重機(jī)在運(yùn)行時能自動調(diào) 節(jié)，但若安裝時方向布置

9、錯誤， 將加劇起重機(jī)啃道。 總之，造成起重機(jī)啃道的因素很多，但只要通過啃 道的表現(xiàn)形式認(rèn)真分析，采取科學(xué)的方法和步驟， 啃軌問題 就迎刃 而解。三、小 車電動單梁起重機(jī)是指以電動葫蘆為起升機(jī)構(gòu)的起 重機(jī)，其小車就是指電動葫蘆 ,其工作原理等同于葫 蘆式起重機(jī)。由于其結(jié)構(gòu)簡單、操作方便（主要以 地面操作形式為主） 、造價低，在機(jī)械、化工、輕工等行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。 由于這種起重機(jī)械的特 殊性，地面操作者往往一人身兼數(shù)職，同時擔(dān)任操 作、司索、指揮的任務(wù)，操作中存在許多不安全的 隱患。 為防范這類起重機(jī)械發(fā)生起重傷害事 故，GB6067-1985起重機(jī)械安全規(guī)程等相關(guān)國 家標(biāo)準(zhǔn)已要求電動葫蘆必須有

10、安全防護(hù)裝置， 如限 位器、端部止擋、緩沖器、安全制動裝置等，這些 安全防護(hù)裝置的配備有效地提高了葫蘆式起重機(jī) 的安全可靠性，但由于設(shè)計、制造產(chǎn)生本身缺陷等 多種原因， 目前葫蘆式起重機(jī)的安全防護(hù)措施還不 夠完善， 根據(jù)日常的檢驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)葫蘆式起重機(jī)在 錯斷相保護(hù)、防斷軸保護(hù)、緩沖器的設(shè)置等方面仍 存在缺陷或不足。由于葫蘆式起重機(jī)采用三相異步錐形制動電動機(jī)作為動力裝置， 而三相異步 電動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)方向與供電電源的相序有關(guān)。 當(dāng)供電 電源相序發(fā)生變化時， 電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)方向與原方向相 反，此時按操手電門的 “下降 ”按鈕時，吊具上升， 且上升極限位置限制器不起作用，因容易造成事 故，每年此類起重機(jī)都會

11、發(fā)生因錯相造成的卷筒擠 碎、吊鉤組擠壓變形、鋼絲繩拉斷等起重事故。而 目前我國生產(chǎn)且廣泛使用的 CD、MD 型電動葫蘆 沒有采取錯斷相保護(hù)措施 （在電動葫蘆標(biāo)準(zhǔn)里是要 求安裝的 ），為防止錯相引發(fā)起重傷害事故的發(fā)生， 在葫蘆式起重機(jī)電器控制系統(tǒng)中加入錯斷相保護(hù) 器，當(dāng)供電電源發(fā)生斷相或錯相時，錯斷相保護(hù)器 起作用，使總電源接觸器斷開，必須待供電電源恢 復(fù)正常后起重機(jī)才能繼續(xù)工作。 這樣既可防止電源 錯相引發(fā)卷揚(yáng)，又可防止電機(jī)缺相運(yùn)轉(zhuǎn)被燒毀。所 以，斷錯相保護(hù)器的作用是十分可靠的。 電 動葫蘆在運(yùn)行過程中， 由于車輪輪緣和車輪踏面的 磨損，車輪與軌道的間隙逐漸增大，此時若不能及 時調(diào)節(jié)運(yùn)行間隙，

12、電動葫蘆有可能脫離軌道，造成 起重傷害事故； 同時由于車輪輪軸裝配位置的特殊 性，輪軸發(fā)生裂紋不易被發(fā)現(xiàn)，當(dāng)裂紋得不到有效 控制時，輪軸有可能發(fā)生斷裂，引發(fā)墜落事故。為 預(yù)防由此造成的電動葫蘆墜落事故的發(fā)生， 可在電 動葫蘆的合適位置增設(shè)防斷軸保護(hù)裝置， 當(dāng)葫蘆脫 軌或斷軸時， 防斷軸保護(hù)裝置可有效地懸掛在軌道 上，從而避免起重傷害事故的發(fā)生。 按照 GB6067-1985起重機(jī)械安全規(guī)程的規(guī)定，在電 動葫蘆運(yùn)行軌道的終端必須裝設(shè)緩沖器， 但對裝設(shè) 位置沒有具體規(guī)定。 目前我國國內(nèi)使用的電動葫蘆 的緩沖器一般裝在工字鋼的中間部位， 當(dāng)電動葫蘆 運(yùn)行車輪與緩沖器相碰撞時， 緩沖器起到吸收能量的作用。但由于電動葫蘆結(jié)構(gòu)的特殊性，運(yùn)行車輪 輪緣與緩沖器碰撞時，在慣性的作用下，車輪輪緣 使緩沖器的磨損極為嚴(yán)重，當(dāng)電動葫蘆運(yùn)行一段時 間后，緩沖器就喪失了原有的設(shè)計功能，從而使電 動葫蘆運(yùn)行過程中不安全因素增加，電力葫蘆運(yùn)行 的平穩(wěn)性急劇下降。為防止這一故障的出現(xiàn)，可將 緩沖器的安裝位置選在工字鋼的下表面，利用緩沖 器與電動葫蘆懸掛耳板的碰撞起到緩沖作用取勝 有效地延