摘要：目前轮胎式集装箱门式起重机小车普遍采用无轮缘车轮，一侧轨道上安装水平轮装置的设计，小车往返过程中经常会出现跑偏现象。文中分析产生小车跑偏的制造和使用方面的原因，采取在制造过程中，通过主梁与小车轨道焊接的工序改变、主梁预旁弯、小车架结构件制作，小车架完工后的振动时效处理和小车架轴孔划线镗孔等一系列改善方法，对小车跑偏现象进行调整。
关键词：轮胎式集装箱；门式起重机；小车跑偏；调整方法
1、小车跑偏危害
第一，小车跑偏时，在较大水平侧向力（合力）的作用下，造成水平轮内部的调心轴承超载损坏，甚至发生整个水平轮断轴坠落的严重后果。小车跑偏会使小车运行阻力增大，增大小车电动机的功率消耗和机械传动机构的负荷，严重时将造成电机烧毁、减速器断轴，加大了日常维护成本。第二，小车跑偏时的水平轮与轨道、车轮与轨道产生异常挤压，使轨道的使用寿命缩短，对大梁和小车都产生冲击载荷，产生的水平侧向推力传递到主结构上，会使其产生晃动，主结构容易形变和焊缝开裂。
2、小车跑偏原因
2.1 制造原因
1）轨道踏面倾斜度如果超差会引起运行中的车轮发生侧移，导致小车跑偏，纵向：0.3%，横向：0.3%。2）门框拼装时对角线如果偏差过大，会造成小车跑偏。钢结构制作过程中产生的焊接应力要在轮胎吊使用一段时间后才会释放，在应力释放过程中也会产生一定变形。3）小车轨道在垂直于小车移动方向平面内的高低偏差△ H 不应大于轨距 K 的 0.15%，最大不超过 10mm。如果轨道两侧的高低偏差过大，就会使小车在运行过程中产生横向移动，导致跑偏。4）4 个车轮位置在水平面内的投影不是矩形，呈平行四边形或梯形。同一侧轨道上车轮的同位差大于 2mm，加上小车架钢结构在制作过程中产生的焊接应力在释放过程中也会产生一定的变形，导致小车跑偏。5）当小车架在水平位置时，小车 4 个车轮的踏面高度应在同一平面，车轮的高低差 t 不应大于轨距 K 的千分之一。6）小车车轮的安装偏差：车轮水平、垂直方向的偏差超出规定值，导致车轮踏面的单位面积压力变大，进而造成车轮踏面和轨道不均匀磨损。
2.2 使用原因
1）轮胎吊堆场地面不平，大车轮胎气压不均匀，或小车轨道发生变形，都会导致小车跑偏。新机使用一段时间后，应力的释放和制造累计误差也会导致小车跑偏，这种情况调整后一般很少再出现。2）启动或停止操作过猛，使车轮空转打滑，造成车轮在两侧轨道上不同步，导致小车跑偏。
综合以上情况，虽然车轮跑偏啃轨产生的原因很多，但制造原因是引起小车跑偏的主要原因。
3、改善方法
近年来随着轮胎吊对于偏轨梁结构（方钢焊接式轨道位于箱形主梁内侧）的采用逐渐增多，对制造的要求也就更高。下面以此结构为例，从构件制作、加工等制造方面进行改善。
3.1 主梁与轨道焊接的工序改进
1）加强方钢轨道（冷拔加工）的进料控制直线度：上下、左右、2 个方向在 2 m 长度内≤ 1mm。扭曲度：任意 2 个截面的扭曲在 1 m 长度内≤ 1mm，单根轨道长度范围内不大于 4 mm。2）轨道与主梁面板先焊接，能保证轨道与主梁面板的紧密贴合，然后再进行箱体结构成形制作。3）主梁在三面成形和四面成形过程中始终以轨道面为基准来控制相关联的装配质量，最终完工划线时，以零位点的轨道上表面横向水平为基准进行划线，也就确保了门框拼装时的基准和轨道的水平一致。
3.2 主梁预旁弯
当小车载荷（固定载荷 + 小车自重 + 上架吊具等）运行时，轨距将会变小，从而使小车轨道偏离小车轮中心，造成跑偏，小车在跨中和门框端部时的变化量差别较大。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆根据计算和以往的制造经验，对于偏轨梁的轨道直线度需要增加预旁弯的要求。1）主梁在结构件出车间时（附属件均装焊完毕）旁弯控制，从轨道端部到跨距中间平滑过渡，不允许出现超出直线度（2 m 范围内 ±1 mm）要求的急弯情况。2）主梁和支腿在地面拼装时，在主梁中间隔板位置增加一处胎架，预先顶出上拱反变形，用于抵消主梁自重产生的下挠。在主梁与支腿的接头焊接时，按照合理的焊接顺序进行焊接。3）门框竖立后，门框的小车轨距（偏轨梁）控制在以下公差范围内：端部：±3 mm，中间：+4mm ~~ +12mm。
3.3 小车架的振动时效处理
振动时效处理技术旨在通过专业的振动时效设备，使被处理的工件产生共振，并通过这种共振方式将一定的振动能量传递到工件的所有部位，使工件内部发生微观的塑性变形，被歪曲的晶格逐渐回复平衡状态。使工件内部的残余应力得以消除和均化，最终防止工件在加工和使用过程中变形和开裂，保证工件尺寸精度的稳定性。轮胎吊小车架结构焊接量较大，结构中存在大量的残余应力，焊接完成后要先消除应力，才能进行镗孔，以防止由于焊接变形产生同轴度误差。对小车架整体进行振动时效处理，可使小车架构件内部的残余应力得到释放，从而消除或均化构件内部残余应力，达到尺寸稳定不变形。1）根据轮胎吊小车架的特点，在做振动处理时，在小车架主工字梁下方选择 4 个支撑点，靠端部大约 1 m处，用软木垫实，位置可根据具体情况做调整。2）将振动处理所用的激振器弓形卡具卡在主工字梁上（具体位置可根据实际激振效果调整），保证激振器底座与法兰板紧密贴合，中间不能有铁屑等异物，拾振器吸紧在小车架另一侧。3）用电缆线将激振器、拾振器和控制器连接起来，按照轮胎吊小车架的质量和结构特点，控制振动处理时间。4）振动完成后对主要焊缝（主工字梁对接焊缝，板各联系焊缝）进行检验，如果出现裂纹，按照焊接修补工艺进行返修。
3.4 小车架轴孔划线、镗孔
小车架在负载运行状态下，主结构会产生弹性变形，从而导致车轮产生相对于水平面的偏斜。对于腹板镗孔式的小车轴承结构，在小车架车轮轴孔划线时，用压配重块的方法来模拟小车架在实际运行时承受的载荷（固定载荷 + 小车自重 + 上架吊具等）。根据小车架的载荷分布情况，将预先制作的配重压块放置到位，将小车架四角顶水平状态，再进行轴孔的划线和加工。通过以上工艺措施，为车轮排装和轮胎吊试车创造有利条件，降低小车试车时的纠偏难度。
4、小车纠偏调整方法
因场地水平、累积偏差和应力释放等因素导致小车发生跑偏时，需要采取纠偏措施。小车车轮总成在设计时一般采用可调偏心套形式来弥补制造方面的偏差，均布 20 个调节螺栓孔，每个螺栓孔可以调节 18°，通过左右两侧偏心套的角度组合，可以实现车轮在水平及垂直方向上的偏斜，从而达到调整小车跑偏的目的。确定小车跑偏方向的方法主要是看小车水平轮与轨道摩擦时在外面还是在里面，如果摩擦时在外面，小车是向内侧跑偏，反之则是向外侧跑偏。弄清小车跑偏方向后，再确定需要调整的车轮，一般情况下是先调整有水平轮一侧的车轮偏心套。调整车轮偏心套之前，首先应使用千斤顶将小车调整到车轮中心线与轨道中心线对中；然后将小车架端梁顶起，使车轮处于悬空不受载荷状态；最后，松开偏心套的紧固螺栓，逐步旋转偏心套进行调整。调整后吊具拉高，再开动小车做空载快速和慢速，观察小车运行状况，如果仍有跑偏，可继续转动偏心套进行调整。
结语
综上所述，小车跑偏啃轨作为复杂问题，其中的影响因素和可改善方法有很多，只有在设计、制造、安装和维修等方面，依据标准的要求，加强过程控制和重要指标的验收。同时，制造商根据自身轮胎吊的结构特点，加入适当的制造工艺和预防措施，才能减少或避免跑偏啃轨的发生，确保轮胎吊的安全运行。
参考文献：
[1] GB/T 14783—2009 轮胎式集装箱门式起重机 [S].
[2] 付荣柏 . 起重机钢结构焊接制造技术 [M]. 北京：机械工业出版社，2008.
[3] 周攀 . RTG 小车跑偏分析及解决办法 [J]. 港口装卸，2007（5）：10.
论文作者:刘建南
论文发表刊物:《防护工程》2019年第3期
论文发表时间:2019/5/24
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