引言

橋式起重機是煉鋼生產過程中的關鍵工藝設備,主要用于吊運金屬熔融液體、鋼坯作業(yè),其生產作業(yè)頻率高、負荷大、工作條件惡劣。起重機在使用一定時間后,由于工況條件或運行頻繁,都會出現(xiàn)不同程度的大車輪啃軌現(xiàn)象,輕則降低設備的工作效率,加重維護工作量和運行成本費用,重則導致安全隱患,釀成人身和設備事故。本文基于某煉鋼廠啃軌最為嚴重的精整跨15#天車運行狀況以及煉鋼廠生產特點,分析探討發(fā)生啃軌的原因,并尋求適合現(xiàn)場實際的改進方法,以實現(xiàn)設備安全、穩(wěn)定、高效運行,降低企業(yè)成本。

115#天車大車輪啃軌的危害

某煉鋼廠15#天車是由河南衛(wèi)華制造的16t+16t電磁懸掛梁式橋式起重機,跨距36500mm,安裝有2個大車主動輪、6個大車被動輪,共計8個大車輪,是煉鋼生產工藝流程銜接的重要設備,工作頻率很高。2008年12月投入生產使用,自2009年下半年開始出現(xiàn)大車輪啃軌現(xiàn)象,并有不斷發(fā)展嚴重的趨勢。1.1縮短設備使用壽命,增加檢修次數(shù)和運行成本

橋式起重機正常運行過程中,中、重級別的起重機車輪使用壽命普遍在3～5年,而15#天車車輪使用壽命平均為3～6個月。統(tǒng)計表明,2012年15#天車更換大車主被動車輪共計46件(同在EF跨同種作業(yè)方式的16#天車2012年更換大車輪4件）,相對增加檢修及備件材料費用約54萬元,設備停工時間約120h,天車軌道的更換調整必須全停產進行,同樣給生產組織造成了一定困難。

1.2增加運行阻力,造成減速機打齒和電氣系統(tǒng)故障

15#天車采用大車走行減速機通過低速軸與車輪軸連在一起實現(xiàn)大車驅動,輸出軸中間由低速補償軸傳遞動力。當對稱兩臺大車減速機驅動的兩個大車主動輪啃軌時,由于兩個車輪在軌道上位置不同而形成不同方向的阻力傳遞到補償軸上,容易造成減速機補償軸斷裂或聯(lián)軸器齒輪打齒故障。2009年以來,15#天車低速軸斷裂故障共計發(fā)生5次,造成設備非計劃停工12h,產生搶修、備件材料費用約3萬元。

另外,天車嚴重啃軌增加了運行阻力,使電氣系統(tǒng)及電機超負荷運轉,容易造成電氣系統(tǒng)故障和電機損壞。

1.3惡化廠房結構,存在安全隱患

天車運行過程中車輪啃軌,必然對軌道有水平側向分力,對天車軌道梁及廠房結構都有一定影響,會不同程度縮短廠

房結構的壽命,造成廠房結構變形和天車車輪啃軌的惡性循環(huán)。天車啃軌嚴重時,特別是當遇到軌道接頭的間隙較大時,還有可能產生爬軌,造成惡性安全事故。

215#天車大車輪啃軌原因分析

通過近8年來現(xiàn)場跟蹤觀察檢測15#天車啃軌運行狀況,大車整體向南偏移,8個大車輪都是北側輪緣磨損(注:大車東西方向運行）:另外15#天車在EF跨6線以東區(qū)域運行基本無啃軌情況,在出坯跨6線以西運行時啃軌嚴重,因此可基本排除天車本體及大車傳動系統(tǒng)造成啃軌的可能性。

2.1測量天車本體

測量15#天車兩側車輪跨度、同一端梁下兩個車輪同位度、車輪水平度、車輪直徑及車體對角線偏差均在允許范圍之內。

允許偏差:

(1）天車跨度偏差最大不得超過±[2+0.1(s-10）],即≤±4.65mm。(2）車輪中心線距軌道中心線的偏差不大于1mm。(3）車輪安裝精度符合tana≤0.0004。(4）對角線偏差不大于5mm。

2.2測量廠房立柱垂直度

EF跨廠房立柱垂直度超差,偏差最大位置位于3#和4#連鑄機大包轉臺對稱區(qū)域,最大偏差為1.85/1000,嚴重超出了1/1000的極限偏差。

2.3測量軌道梁中心距、軌道直線度

出坯精整跨天車軌道梁中心距和軌道直線度超差嚴重,軌距最大偏差為43mm,直線度最大偏差為+22mm和-35mm。

允許偏差:

(1）軌距極限偏差值As不得超過±[3+0.25×(s-10）],且最大不超過士15mm。(2）直線度極限偏差為士10mm。

2.4測量軌道梁標高

出坯精整跨天車軌道梁標高偏差最大處為+15mm和-13mm,兩條軌道標高最大偏差為23mm,6線以西區(qū)域整體呈波浪形起伏,軌道梁標高超差嚴重。

允許偏差:兩根軌道的高度差不得大于10mm,沿長度方向在垂直平面內彎曲,每2m測長內各點的偏差不得大于2mm。

通過對15#天車啃軌運行情況進行跟蹤檢測,并分析該天車本體各項技術指標、出坯精整廠房結構及天車軌道軌距標高,判斷得出15#天車大車輪啃軌問題主要由于6線以西區(qū)域軌道梁高低超差、軌道梁中心偏移及軌距超差等原因造成,而導致軌道梁、軌道各項技術參數(shù)超差的根本原因就是廠房立柱垂直度超差造成天車軌道梁變形。

3解決15#天車大車輪啃軌的措施

由于出坯精整跨廠房立柱和軌道梁調整所需時間過長,對轉爐、精煉以及板坯大包轉臺等區(qū)域設備及生產組織影響較大,短期內無法安排廠房立柱和軌道梁的調整檢修。因此,針對出坯精整跨天車軌道梁超差嚴重的現(xiàn)狀,為延長車輪使用周期,減少對大車減速機的損壞,縮短檢修時間及降低成本壓力,采取了以下三種方法,在一定程度上緩解了啃軌現(xiàn)象,減少了15#天車停機檢修次數(shù)和時間,顯著降低了設備運行成本。

3.1調整軌道直線度,消除S型彎

如圖1所示,出坯精整跨09線一1線調整后軌道直線度偏差最大為＋3mm和-1mm,雖然軌道直線度調整后車輪啃軌情況有所緩解,但不能達到"治病除根"的目的。

3.2被動輪調轉180°,二次使用

由于15#天車兩側大車輪均為單面輪緣啃軌,針對此現(xiàn)狀,當車輪的一面輪緣磨損達到報廢標準時,即將該車輪的安裝位置調轉180°繼續(xù)使用,此方法不僅使車輪使用周期翻倍,還縮短了1/3的更換檢修時間,每年可節(jié)約檢修備材費約35萬元。

3.3加寬主動輪踏面

將大車主動輪更換為寬踏面車輪,即由寬180mm增加到200mm,使得2個大車主動輪運行不啃軌,只有+個大車被動輪運行時輪緣與軌道摩擦。寬踏面主動車輪于2015年7月4日上線,至今已運行將近兩年時間,輪緣最大磨損量為10mm,其余大車被動輪使用周期無明顯縮短,此方法大大減少了更換主動車輪的停機檢修時間。另外,由于大車輪啃軌造成的大車減速機低速補償軸故障降低至平均每年一次,有效延長了設備壽命。

4結語

目前在15#天車上采取的3種解決大車輪啃軌問題的措施,有效緩解了大車輪啃軌造成的影響,減少了停機檢修次數(shù)和時間,每年可降低運行成本約35萬元。但大車輪啃軌問題仍然存在,與其他同噸位天車比較,15#天車的運行成本還是相對較高的,要徹底解決15#天車大車輪啃軌問題,必須盡早調整廠房結構、軌道大梁。