遲曉雨

津冀國際集裝箱碼頭有限公司

1 引言

隨著公司集裝箱裝卸量的增加，軌道式集裝箱龍門起重機(jī)(以下簡稱場橋)的各類故障開始出現(xiàn)，其中較普遍的是場橋起重小車跑偏現(xiàn)象。跑偏帶來軌道及車輪磨損、零部件的損壞、運(yùn)行時(shí)的異響、壓板松動(dòng)等，甚至造成小車脫軌，帶來安全危害。因此需及時(shí)找到小車跑偏現(xiàn)象產(chǎn)生原因，并采取必要措施，予以修復(fù)。

2 小車跑偏原因分析

場橋小車在設(shè)計(jì)、制造、安裝、使用等環(huán)節(jié)均有可能引起跑偏，主要因素如下。

(1)設(shè)計(jì)時(shí)未針對具體產(chǎn)品參數(shù)，如跨度、速度、分別驅(qū)動(dòng)和集中驅(qū)動(dòng)，對小車行走驅(qū)動(dòng)選型考慮不足，可能導(dǎo)致后期運(yùn)行跑偏[1]。

(2)制造過程中，行走機(jī)構(gòu)零部件加工精度不足，如小車浮動(dòng)軸內(nèi)外齒圈傳動(dòng)間隙大、竄動(dòng)嚴(yán)重，會(huì)造成從減速箱傳遞運(yùn)動(dòng)到小車輪時(shí)車輪行走速度不一致，造成跑偏[2]。

(3)安裝過程中，軌道及驅(qū)動(dòng)裝置等的安裝精度不符合要求，導(dǎo)致后期出現(xiàn)跑偏。

(4)使用過程中，車輪等零部件磨損，造成軸、鍵之間的配合間隙加大，傳動(dòng)軸與車輪之間發(fā)生徑向竄動(dòng)，使車輪的傳動(dòng)不同步，引起跑偏。

(5)其他因素，如地面大車軌道基礎(chǔ)長時(shí)間使用后的沉降問題，會(huì)間接引起小車跑偏[3]。

3 常規(guī)解決方案

通常情況下，通過調(diào)整行走機(jī)構(gòu)的水平導(dǎo)向輪、調(diào)節(jié)小車軌道、調(diào)整行走車輪來解決小車跑偏問題。

(1)水平輪調(diào)整，通過調(diào)整水平輪偏移距離，啃軌故障可以得到解決，但水平輪、軸承、基座承載負(fù)荷加大，易損壞，無形中又增加了一項(xiàng)維修項(xiàng)目，且無法徹底解決啃軌問題。

(2)軌道的維修和更換，通過調(diào)整小車軌道的頂面高低差、軌距和直線度，使其符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定；長時(shí)間使用后，需根據(jù)小車軌道出現(xiàn)的松動(dòng)現(xiàn)象及時(shí)予以調(diào)整。

(3)小車車輪的改造，通過對大量小車啃軌現(xiàn)場的觀察及資料收集、分析，大部分小車跑偏是由于車輪軸孔鏜孔偏差及長時(shí)間使用后裝配不符合要求造成的，因此考慮加裝車輪偏心裝置，補(bǔ)償小車偏斜運(yùn)行量。

4 車輪偏心套糾偏原理

根據(jù)場橋小車跑偏情況，對小車輪外側(cè)加裝偏心套(見圖1)。因?yàn)槠奶椎暮穸葟闹虚g向兩端均勻增加，將偏心套厚的兩端垂直于軌道安裝時(shí)，車輪軸處于正常位置；如果順時(shí)針或者逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，車輪軸也會(huì)發(fā)生一定量的偏移，從而帶動(dòng)車輪實(shí)現(xiàn)向里和向外的轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到調(diào)整車輪跑偏的效果。

圖1 偏心套結(jié)構(gòu)圖

4.1 機(jī)械調(diào)整法

小車傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為齒條傳動(dòng)，通過齒輪與齒條的偏斜程度可確定小車的跑偏情況。由圖2小車車輪跑偏情況示意圖可知，根據(jù)p1、p2的差值可確定小車具體跑偏的數(shù)值。

圖2 小車各車輪跑偏情況

以1#車輪為例，車輪向內(nèi)側(cè)跑偏，因?yàn)槠奶装惭b時(shí)是按照上厚下薄的位置安裝，故此小車輪偏心套要按照逆時(shí)針的方向轉(zhuǎn)動(dòng)偏心套，使小車輪向外偏斜。4個(gè)車輪調(diào)整完畢后讓小車來回行走，觀察小車跑偏情況，確定繼續(xù)調(diào)整小車輪的方法，直至小車按直線行走為止。在實(shí)際調(diào)整過程中會(huì)有輕微的誤差，可忽略不計(jì)。

4.2 公式計(jì)算調(diào)整法

當(dāng)車輪的兩側(cè)安裝偏心套時(shí)，車輪水平方向上的偏差X和車輪垂直方向上的偏差Y可表示為：

式中，r為偏心距，D為車輪直徑，L為偏心套與另外一側(cè)軸套的間距；θ1、θ2分別為偏心套1和偏心套2沿逆時(shí)針方向的旋轉(zhuǎn)角度。

通過公式計(jì)算解得：

θ1=

由于我司場橋小車只安裝外側(cè)單側(cè)偏心套，故公式可改為：

θ1=2arctan(-Y/X)

當(dāng)車輪通過精確測量后，可以得到X、Y的偏差值，代入公式計(jì)算，即可得出偏心套理論上需要調(diào)整的角度，使車輪在水平方向上與垂直方向上的偏差趨近于零。

舉例說明：偏心量為1 mm的偏心套，車輪直徑500 mm，偏心套與軸套之間的中心距289 mm，偏心套θ1初始角度為36°，偏心套θ2初始角度為0°。通過精確測量，得出車輪在水平方向上的偏差X為0.21 mm，在垂直方向上的偏差Y為1 mm。

代入公式可以計(jì)算出θ1≈-156°，由此可得偏心套需要順時(shí)針旋轉(zhuǎn)156°。為了提高調(diào)整精確度，并且根據(jù)場橋車輪尺寸和偏心套強(qiáng)度的要求，設(shè)計(jì)了20個(gè)調(diào)節(jié)螺栓孔，每個(gè)螺栓孔可以調(diào)節(jié)18°?？紤]到固定螺栓的安裝角度，不能準(zhǔn)確到156°，故根據(jù)現(xiàn)場具體情況確定轉(zhuǎn)動(dòng)8個(gè)螺栓距或9個(gè)為最佳。

調(diào)整后再使小車在運(yùn)行線上來回跑動(dòng)，觀察小車實(shí)際運(yùn)行情況，可再做一些微調(diào)。

5 結(jié)語

本次技術(shù)改造，通過對標(biāo)準(zhǔn)的研究、小車結(jié)構(gòu)的

分析并結(jié)合精確測量和計(jì)算，對車輪跑偏以及偏心套的調(diào)整量有了定量的判斷。采用車輪加裝偏心套的方案，很好地解決了小車跑偏的情況，從而降低了作業(yè)噪聲，延長了部件壽命，減少了維護(hù)保養(yǎng)成本，大大提高集裝箱作業(yè)的效率，可為類似問題的技術(shù)改造提供參考。