基于案例的吊车卡轨原因分析及其处理方法研究

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1概论

桥式吊车在生产中占有重要的地位。吊车在运行中卡轨是最常见的故障之一，有统计资料表明，吊车运行6～10年有卡轨问题的占80%。吊车在运行中卡轨不仅加速了车轮的磨损，缩短了轨道的使用寿命，增加了维修费用，有时还使吊车不能正常运行，影响生产和使用安全。本文通过几例桥式吊车卡轨案例来探讨引起吊车卡轨的原因及其处理方法。

2基础不均匀沉降及水平位移引起的卡轨。案例一、某大型工具库为露天单跨工业厂房，厂房跨度28.5m,柱距9m,轨顶标高10m,设有50t/10t,30t/5t吊车各一台，钢筋混凝土工字形柱，该厂房部分柱基础建在深lOm的冲沟填土层上，建成投产5年后，柱子向内倾斜达61～83mm，最大为127mm,吊车运行时严重卡轨，吊车梁与柱的连接螺栓多次剪断，大车轨道严重磨损，大车轮每隔二个月就得更换一次，影响正常生产。

案例二、某公司用钢渣处理的厂房地基，厂房跨度28.5m,钢筋混凝土矩形柱，柱距6m，轨顶标高13.2m，设有125t/75t桥吊一台，15t磁力抓斗吊车两台，柱基础建在厚6～12m的钢渣垫层上，钢渣垫层经过强夯处理，基础埋置深度4.5m。该厂房正式投入使用不到2年，就开始出现吊车卡轨，继而卡轨愈趋严重，测量结果表明，柱列大部分外倾、平移，最大倾移发生在厂房中部使用最频繁的区段，倾斜加位移值达148mm。

吊车卡轨原因分析：基础不均匀沉降及水平位移是这类卡轨的显著特征。案例二卡轨的主要原因是生产过程中有很强的冲击动能作用在地面上。生产时用磁力吊车吸取重7t的铁锤距地面9m高后使之自由落下，砸在被破碎的钢渣块体上，达到破碎的目的。经计算建在松散材料钢渣回填层上的基础，正好处在落锤冲击能影响范围内，冲击波的作用使得钢渣层相互挤压，推动基础发生较大的水平位移。对桥式吊车运行影响最大，卡轨最严重的是承受吊车梁荷载的排架柱基础不均匀沉降和水平位移，并引起排架柱产生内倾、外倾、平移等。遇到这种情况，调整轨道或调整吊车往往不能奏效。此时，需要进行纠偏、加固处理地基才能满足吊车运行的要求，尤其是无屋盖的露天厂房，更容易产生此类问题。

处理方法：经过对厂房柱基进行加压纠偏加固，并对轨道重新调整，才使吊车运行恢复正常。针对这种情况采用挖孔灌注桩进行纠偏加固是有效的措施。对于柱内倾、外倾、平移引起吊车卡轨是容易判断的，变形较大时，沿纵向观察就可看出柱内倾或外倾的趋势，然后进行精密测量，如用带拉力器的钢尺测量轨距，用水准仪对柱进行水平和垂直测量，再根据测量数据进行分析判断。

上述两例是吊车卡轨极端问题，在有盖工业厂房，跨度的增大或减小，受屋面结构的约束。由于屋架的撑杆作用，柱子内倾或外倾后，跨距的变化不很大，吊车卡轨不严重，此时主要矛盾是相邻柱基不均匀沉降沿纵向轨道高差较大，经常产生吊车爬坡溜车甚至出现三个轮子着地，―个轮子悬空的现象。处理这类问题，采取调整轨道和调整吊车梁就可解决。

另外，在生产中利用制动平台堆放重物，引起吊车梁和轨道旁弯扭曲；以及吊车梁与柱子连接不牢固，也是造成吊车卡轨的原因。在冶金企业高炉、转炉、加热炉等高温区域，经常可以见到吊车梁下挠扭曲产生卡轨。因此对直接受到高温幅射的构件应采取隔热措施，制动平台上不允许堆放重物，防止吊车梁和轨道变形过大，影响吊车的运行。

3轨道连接不当引起的卡轨

轨道连接不当是吊车卡轨的又一重要原因。轨道连接不可靠，吊车运行时发生串动，常常引起卡轨，甚至出现断轨现象。

案例三、某厂钢筋混凝土吊车梁，固定轨道采用的是斜螺栓孔(见图1)斜形螺栓孔横向相对孔距在施工中形成的误差超过了设计允许的范围，螺栓帽紧贴在轨底边缘，个别螺栓还处于轨道底的下面，吊车轨道的安装无法进行。根据现场实际情况，设计改成在16mm厚的钢垫板上塞焊螺杆固定。因焊缝长度不够，连接很不可靠，所以吊车在正式投入使用不到一年时间，轨道连接脱焊松动，轨道蛇形串动，卡轨明显但无规则，经多次对轨道和连接进行调整和补焊，仍不能保证吊车的正常运行。

图1斜形螺栓连接

1一压板；2焊牢

案例四、某厂散状料厂房轨道连接采用槽钢连接(见图2)，吊车轮传来的各种荷载通过轨道，传给两个并排槽钢，再传给混凝土吊车梁。使用初始阶段，槽钢内填充了木枕，在检修中发现枕木破碎，就取消了木枕，因此，吊车的全部荷载及轨道等附件的重量，全部由槽钢的四肢传给梁上表面。该种连接方法缺点是槽钢的脚肢容易嵌入混凝土中，使钢筋混凝土吊车梁的翼缘破损，还会由于槽钢嵌入混凝土深度的不同而使轨道歪斜，引起卡轨甚至断轨。

图2槽钢连接

1一槽钢；2―垫片

案例五、钩头螺栓连接(见图3)，这种连接方式在新的设计中很少见，基本不采用了，原因是轨道固定的可靠度不够，不适应轨道胀缩的需要，虽然采用该连接形式对轨道的校直方便，但当其受到较大的刹车力时容易使连接螺栓的弯钩拉直松动，轨道串动幅度大。

图3 钩头螺栓连接

轨道连接可靠性差，不仅使吊车运行时卡轨，而且会影响轨道和吊车梁的尺寸偏差。轨道的尺寸偏差对吊车梁结构的影响很大，必须给予充分的注意，重级工作制吊车的厂房每年应进行轨道垂直和水平测量，对连接普遍检查一次；其它厂房2～3年检查一次。要特别注意轨道接头的连接状况；若在轨道底设置低弹性模量的垫层，则要检查垫层是否被挤出或老化。对于焊接长轨，要在冷热季节检查轨道有否断裂或弯曲现象。

4吊车自身缺陷引起的卡轨

除上述建筑结构的原因引起吊车卡轨外，还有不可忽视的吊车自身的缺陷引起的卡轨。

案例六、某轧钢厂46号吊车运行卡轨严重，经理论计算复核，吊车结构的强度及刚度设计均满足要求，检测查明吊车卡轨基本原因是：车轮安装偏差大，如水平偏斜和垂直偏斜，特别是车轮与车轮组间的同位差，同时，小车轨和大车轨安装精度存在严重缺陷等多方面原因长期累积造成。

某厂46号吊车测量结果与存在主要问题统计（表一、表二）

表一

表二

下面就吊车桥架、大车轮的缺陷引起卡轨的形式及检查要点进行原因分析及处理方法进行探讨：

1、桥式吊车由于设计、制造和使用方面不够完善，在使用一段时间之后或吊车超设计能力使用后，吊车桥架产生永久性下挠变形，即主梁的位置不垂直于吊车轨道。若吊车桥架的刚度不够，在吊重时亦会产生过大的挠度。这些都会引起大车卡轨，小车爬坡和溜车。长期不正常使用，危及设备和人身安全，造成轨道磨损加速，车轮轮缘超常磨损。吊车桥架的检查方法：将小车置于桥架的中央，在无负荷状态下(检查桥架刚度是负荷状态)用琴线或水准仪测定挠度。其标准是下挠小于跨距的1/800，否则需要矫正。修复的方法目前主要有火焰矫正法，假焊反变形法以及预应力法等。

2、大车轮精度和安装不合要求时也会引起卡轨，当车轮与轨道不平行或桥吊两车轮运行阻力不同时，车轮的轮缘向外倒，对轨道产生很大的侧压力。装在同一轴线上的车轮，即使直径差很小，由于回转速度相同，直线速度差将越来越大，所以大直径车轮比小直径车轮多运行，产生以小车轮为中心的扭曲倾向，车轮有周期性的卡轨。此时，须对车轮踏面进行加工，使其直径达到一致，对于驱动轮还必须两轮一起更换，使直径相等。桥式吊车大车轮的检查要点，一是检查车轮缘与轨道接触的规律性，是否经常同边接触或两侧轮缘交替接触，观察桥吊蛇形的倾向。二是检查车轮的两则磨损是否一致。若车轮蛇形，则是车轮与轨道不平直，需要重新调整车轮。若吊车桥架呈棱形(斜行)，可认为车轮直径不相等，则要更换或加工车轮踏画。当磨损较轻，可采取在车轮上安装布油器的方法减少磨擦。

3、冶金企业桥式吊车吨位很大，高达100～450t，作用在轨道上的侧向力也就较大。设计规范中吊车的横向刹车力是以横向制动力T乘水平力加大系数X来确定的，按此式计算的吊车横向刹车力往往偏小，由此产生的对轨道的推力不是引起轨道和连接损坏的主要原因。大量调查表明，吊车最大水平侧向力主要来源于吊车行驶中的卡轨力，而卡轨力的大小，又取决于吊车桥架本身的刚度、桥架与车轮安装尺寸的准确度、轨距的偏差以及轨道的高度差、轨道的歪斜程度、吊车的运行工作制等。轨道沿纵向的直线差也会导致吊车水平力的增加。所以卡轨力是使轨道和连接早期损坏的决定因素，必须充分重视。

总结分析

吊车卡轨在工业企业，特别是冶金企业生产中较为普遍，本文通过工程实例对引起吊车卡轨的原因进行了分析，并根据生产过程中的实际经验对此类问题的处理方法进行探讨。