輪式起重機(jī)臂架墜落的4方面原因

一上海QL163型、紅光QL168型等輪式起重機(jī)，其變幅系統(tǒng)都采用電機(jī)通過(guò)彈性聯(lián)軸節(jié)、蝸輪蝸桿減速器帶動(dòng)變幅卷筒旋轉(zhuǎn)，再通過(guò)變幅鋼絲繩、人字架上的定滑輪和動(dòng)滑輪組等實(shí)現(xiàn)臂架的起落。

輪式起重機(jī)的變幅制動(dòng)機(jī)構(gòu)多采用電動(dòng)瓦塊常閉式制動(dòng)器，制動(dòng)輪安裝在減速器的蝸桿上，制動(dòng)時(shí)制動(dòng)瓦塊壓緊制動(dòng)輪實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。制動(dòng)力傳遞過(guò)程為：制動(dòng)器→ 制動(dòng)輪→蝸桿蝸輪→卷筒→鋼絲繩系統(tǒng)→臂架。由此可見(jiàn)，臂架墜落的主要原因之一就是制動(dòng)失控；具體表現(xiàn)為制動(dòng)輪于蝸桿平鍵因連接損壞而失效。由于起重機(jī)工作時(shí)，制動(dòng)機(jī)構(gòu)須頻繁地正、反向啟動(dòng)和制動(dòng)，使鍵與鍵槽受到?jīng)_擊載荷、剪切和擠壓應(yīng)力地作用，制動(dòng)輪與螺桿極易損壞。以上海QL163型機(jī)為例，根據(jù)該機(jī)近幾年的修理記錄，從1999年至2001年，發(fā)生平鍵連接松動(dòng)故障9起，臂架墜落事故4起。其中，有3起都是因?yàn)槠芥I連接損壞失效而造成地。具體情況為：其中1起使由于平鍵、蝸桿軸槽孔、制動(dòng)輪轂槽孔松動(dòng)引起沖擊，導(dǎo)致制動(dòng)輪轂開(kāi)裂、臂架失控而墜落。修復(fù)方法是：對(duì)蝸桿軸補(bǔ)焊后精車，恢復(fù)原來(lái)尺寸，重新開(kāi)鍵槽；制動(dòng)輪用新件，配平鍵后即可使用。從維修的過(guò)程中總結(jié)出臂架墜落的原因主要來(lái)自4個(gè)方面。

1．設(shè)計(jì)

該平鍵連接的配合面為：制動(dòng)輪轂孔與蝸桿軸，平鍵側(cè)面與軸槽和輪轂槽的側(cè)面。通過(guò)分析原圖，我們作了如下改動(dòng)：

⑴將原來(lái)軸、孔的配合公差由H7/n6改為H7/r6（輕型過(guò)盈配合），確保軸孔為過(guò)盈配合，使之與平鍵一起傳遞扭矩；經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)；過(guò)盈量為50～80μm。

⑵為了保證鍵側(cè)與鍵槽之間有足夠地接觸面積和避免安裝困難及安裝時(shí)擠壓破壞其工作面，新增加了軸鍵槽和輪轂鍵槽地對(duì)稱度公差的規(guī)定。

⑶鍵寬與鍵槽的配合改為P9(較緊鍵配合)，加上形位誤差影響，使之結(jié)合緊密可靠。修改后的配合尺寸見(jiàn)附圖。

2．材料

⑴材質(zhì)不當(dāng)。制動(dòng)輪材料要求為ZG310~570,但從兩臺(tái)事故機(jī)的檢查來(lái)看，輪轂開(kāi)裂的制動(dòng)輪材料都為灰鑄鐵，明顯說(shuō)明材料強(qiáng)度不足，廠家選材考慮欠妥。其次，在平時(shí)修理中，對(duì)平鍵用料比較隨意，往往造成平鍵強(qiáng)度不足。

⑵制動(dòng)輪有鑄造缺陷，影響輪轂的強(qiáng)度。解決辦法：

① 確保制動(dòng)輪材料為ZG310-570;平鍵選用標(biāo)準(zhǔn)件（機(jī)拉強(qiáng)度≥600MPa），常用45#鋼。

② 對(duì)制動(dòng)輪要進(jìn)行鑄造缺陷檢查。對(duì)非加工面可進(jìn)行表面缺陷檢查；加工面如為輪轂孔，應(yīng)進(jìn)行加工后內(nèi)表面的缺陷檢查，主要檢查氣孔、砂眼、縮孔、夾渣和裂紋等。對(duì)不合要求的制動(dòng)輪不準(zhǔn)使用。

3．加工

⑴忽視配合公差的要求，導(dǎo)致軸與孔的配合、鍵與槽的配合松動(dòng)。

⑵忽視表面粗糙度的要求。由于表面的粗糙度不合理，當(dāng)過(guò)盈配合時(shí)因?yàn)檠b配時(shí)將微凸峰擠平而產(chǎn)生塑性變形，使實(shí)際有效的過(guò)盈量減小，降低了連接強(qiáng)度，導(dǎo)致配合松動(dòng)。

⑶蝸桿軸補(bǔ)焊有誤。補(bǔ)焊修復(fù)時(shí)發(fā)生的夾渣、氣孔導(dǎo)致螺桿軸精車后的工作間有缺陷，因而降低了連接強(qiáng)度。

⑷在蝸桿軸上重新銑鍵槽時(shí)未與原鍵槽錯(cuò)開(kāi)足夠距離，造成鍵槽開(kāi)在補(bǔ)焊的金屬上，導(dǎo)致強(qiáng)度不夠。解決辦法:嚴(yán)格按公差、精度要求加工：補(bǔ)焊時(shí)選用合適電流逐層清渣補(bǔ)焊；技術(shù)人員要檢查所有組件的配合尺寸及加工精度，不合要求的不準(zhǔn)使用。

4．裝配

⑴技術(shù)不熟練。

⑵粗暴裝配，在未定心對(duì)中情況下強(qiáng)行進(jìn)行錘擊安裝，這很容易損壞平鍵、鍵槽的工作面，導(dǎo)致連接松動(dòng)。解決辦法：

① 加強(qiáng)技術(shù)培訓(xùn)，督促工人進(jìn)行規(guī)范化操作。

② 因?yàn)檩S孔配合選用輕型過(guò)盈配合；過(guò)盈量為50～80μm，因此要求安裝時(shí)全部采用熱安裝，即用氧乙炔焰對(duì)制動(dòng)輪轂進(jìn)行加熱后安裝，以確保安裝質(zhì)量。

綜上所述，通過(guò)對(duì)其設(shè)計(jì)、材料、加工和裝配4個(gè)方面工作的改進(jìn)，對(duì)制動(dòng)輪、蝸桿軸與平鍵連接的修理進(jìn)行了規(guī)范化管理，從2001年至今，使用的輪式起重機(jī)再?zèng)]出現(xiàn)過(guò)連接失效的故障，證明我們的管理措施是有效的，較好地從維修方面消除了臂架墜落的隱患。