孫國鑒

0 引言

輪胎式集裝箱門式起重機(jī)（以下簡稱RTG）是集裝箱碼頭場(chǎng)橋的主力設(shè)備，目前RTG 小車普遍采用無輪緣車輪，在一邊軌道上增加導(dǎo)向裝置（水平輪）的設(shè)計(jì)。這種結(jié)構(gòu)形式減小了制造偏差以及小車負(fù)載情況下軌距變化對(duì)小車運(yùn)行的影響，水平輪與軌道側(cè)面之間是以滾動(dòng)摩擦代替滑動(dòng)摩擦，運(yùn)行機(jī)構(gòu)承受的摩擦阻力大為減小。

但在實(shí)際作業(yè)過程中，經(jīng)常出現(xiàn)小車跑偏啃軌的現(xiàn)象，即小車在往返運(yùn)行過程中，車輪中心嚴(yán)重偏離軌道中心，導(dǎo)致水平輪擠壓軌道側(cè)面，增大了兩者之間的摩擦，致使水平輪與軌道異常磨損二手吊車，特別是當(dāng)小車以全速70 m/min 時(shí)，給小車的運(yùn)行帶來重大安全隱患。

1 小車跑偏危害

1）小車跑偏時(shí)，在較大水平側(cè)向力（合力）的作用下，造成水平輪內(nèi)部的調(diào)心軸承超載損壞，甚至發(fā)生整個(gè)水平輪斷軸墜落的嚴(yán)重后果。

2）小車跑偏會(huì)使小車運(yùn)行阻力增大，增大小車電動(dòng)機(jī)的功率消耗和機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的負(fù)荷，嚴(yán)重時(shí)將造成電機(jī)燒毀、減速器斷軸，加大了日常維護(hù)成本。

3）小車跑偏時(shí)的水平輪與軌道、車輪與軌道產(chǎn)生異常擠壓，使軌道的使用壽命縮短，對(duì)大梁和小車都產(chǎn)生沖擊載荷，產(chǎn)生的水平側(cè)向推力傳遞到主結(jié)構(gòu)上，會(huì)使其產(chǎn)生晃動(dòng)，主結(jié)構(gòu)容易形變和焊縫開裂。

2 小車跑偏原因

由于RTG 是通過柔性的輪胎與地面接觸，其小車跑偏原因相對(duì)于常規(guī)龍門起重機(jī)更加復(fù)雜，除了設(shè)計(jì)的原因，還有制造及使用等方面的原因。

2.1 制造原因

1）軌道踏面傾斜度如果超差會(huì)引起運(yùn)行中的車輪發(fā)生側(cè)移，導(dǎo)致小車跑偏，縱向：0.3%，橫向：0.3%

2）門框拼裝時(shí)對(duì)角線如果偏差過大，會(huì)造成小車跑偏。鋼結(jié)構(gòu)制作過程中產(chǎn)生的焊接應(yīng)力要在RTG 使用一段時(shí)間后才會(huì)釋放，在應(yīng)力釋放過程中也會(huì)產(chǎn)生一定變形。

3）小車軌道在垂直于小車移動(dòng)方向平面內(nèi)的高低偏差△H 不應(yīng)大于軌距K 的0.15%吊車公司，最大不超過10mm。如果軌道兩側(cè)的高低偏差過大，就會(huì)使小車在運(yùn)行過程中產(chǎn)生橫向移動(dòng)，導(dǎo)致跑偏。

4）4 個(gè)車輪位置在水平面內(nèi)的投影不是矩形，呈平行四邊形或梯形。同一側(cè)軌道上車輪的同位差大于2mm，加上小車架鋼結(jié)構(gòu)在制作過程中產(chǎn)生的焊接應(yīng)力在釋放過程中也會(huì)產(chǎn)生一定的變形，導(dǎo)致小車跑偏。

5）當(dāng)小車架在水平位置時(shí)，小車4 個(gè)車輪的踏面高度應(yīng)在同一平面，車輪的高低差t 不應(yīng)大于軌距K 的千分之一。

6）小車車輪的安裝偏差：水平偏斜p ≤（0.4/1000）/L ，車輪的垂直度α ≤（0 ～ 2.5/1 000）L ，如果偏差超出規(guī)定值，導(dǎo)致車輪踏面的單位面積壓力變大，進(jìn)而造成車輪踏面和軌道不均勻磨損。

2.2 使用原因

1）RTG 堆場(chǎng)地面不平，大車輪胎氣壓不均勻，或小車軌道發(fā)生變形，都會(huì)導(dǎo)致小車跑偏。新機(jī)使用一段時(shí)間后，應(yīng)力的釋放和制造累計(jì)誤差也會(huì)導(dǎo)致小車跑偏，這種情況調(diào)整后一般很少再出現(xiàn)。

2）啟動(dòng)或停止操作過猛，使車輪空轉(zhuǎn)打滑，造成車輪在兩側(cè)軌道上不同步，導(dǎo)致小車跑偏。

綜合以上情況，雖然車輪跑偏啃軌產(chǎn)生的原因很多，但制造原因是引起小車跑偏的主要原因之一。

3 改善方法

近年來隨著RTG 結(jié)構(gòu)對(duì)于偏軌梁結(jié)構(gòu)（方鋼焊接式軌道位于箱形主梁內(nèi)側(cè)）的采用逐漸增多，對(duì)制造的要求也就更高。下面以此結(jié)構(gòu)為例，從構(gòu)件制作、加工等制造方面進(jìn)行改善。

3.1 主梁與軌道焊接的工序改進(jìn)

1）加強(qiáng)方鋼軌道（冷拔加工）的進(jìn)料控制直線度：上下、左右、2 個(gè)方向在2 m 長度內(nèi)≤ 1

mm。扭曲度：任意2 個(gè)截面的扭曲在1 m 長度內(nèi)≤ 1mm，單根軌道長度范圍內(nèi)不大于4 mm。

2）軌道與主梁面板先焊接，能保證軌道與主梁面板的緊密貼合，然后再進(jìn)行箱體結(jié)構(gòu)成形制作。

3）主梁在三面成形和四面成形過程中始終以軌道面為基準(zhǔn)來控制相關(guān)聯(lián)的裝配質(zhì)量，最終完工劃線時(shí)，以零位點(diǎn)的軌道上表面橫向水平為基準(zhǔn)進(jìn)行劃線，也就確保了門框拼裝時(shí)的基準(zhǔn)和軌道的水平一致。

3.2 主梁預(yù)旁彎

當(dāng)小車載荷（固定載荷+ 小車自重+ 上架吊具等）運(yùn)行時(shí)，軌距將會(huì)變小，從而使小車軌道偏離小車輪中心，造成跑偏，小車在跨中和門框端部時(shí)的變化量差別較大。根據(jù)計(jì)算和以往的制造經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于偏軌梁的軌道直線度需要增加預(yù)旁彎的要求。

1）主梁在結(jié)構(gòu)件出車間時(shí)（附屬件均裝焊完畢）旁彎控制在+5 ～ +8 mm（“+”表示朝門框外側(cè)）吊具使用，從軌道部端到跨距中間平滑過渡，不允許出現(xiàn)超出直線度（2 m 范圍內(nèi)±1 mm）要求的急彎情況。

2）主梁和支腿在地面拼裝時(shí)，在主梁中間隔板位置增加一處胎架，預(yù)先頂出上拱反變形，用于抵消主梁自重產(chǎn)生的下?lián)稀Ｔ谥髁号c支腿的接頭焊接時(shí)，按照合理的焊接順序進(jìn)行焊接。

3）門框豎立后，門框的小車軌距控制在以下公差內(nèi)端部：≤ ±3 mm跨距中間：+4 ～ +12 mm

3.3 小車架的振動(dòng)時(shí)效處理振動(dòng)時(shí)效處理技術(shù)旨在通過專業(yè)的振動(dòng)時(shí)效設(shè)備，使被處理的工件產(chǎn)生共振，并通過這種共振方式將一定的振動(dòng)能量傳遞到工件的所有部位，使工件內(nèi)部發(fā)生微觀的塑性變形，被歪曲的晶格逐漸回復(fù)平衡狀態(tài)。使工件內(nèi)部的殘余應(yīng)力得以消除和均化，最終防止工件在加工和使用過程中變形和開裂，保證工件尺寸精度的穩(wěn)定性。

RTG 小車架結(jié)構(gòu)焊接量較大，結(jié)構(gòu)中存在大量的殘余應(yīng)力，焊接完成后要先消除應(yīng)力，才能進(jìn)行鏜孔，以防止由于焊接變形產(chǎn)生同軸度誤差。對(duì)小車架整體進(jìn)行振動(dòng)時(shí)效處理，可使小車架構(gòu)件內(nèi)部的殘余應(yīng)力得到釋放，從而消除或均化構(gòu)件內(nèi)部殘余應(yīng)力，達(dá)到尺寸穩(wěn)定不變形。

1）根據(jù)RTG 小車架的特點(diǎn)，在做振動(dòng)處理時(shí)，在小車架主工字梁下方選擇4 個(gè)支撐點(diǎn)，靠端部大約1 m處，用軟木墊實(shí)，位置可根據(jù)具體情況做調(diào)整。

2）將振動(dòng)處理所用的激振器弓形卡具卡在主工字梁上（具體位置可根據(jù)實(shí)際激振效果調(diào)整），保證激振器底座與法蘭板緊密貼合，中間不能有鐵屑等異物，拾振器吸緊在小車架另一側(cè)。

3）用電纜線將激振器、拾振器和控制器連接起來，按照RTG 小車架的質(zhì)量和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，振動(dòng)處理時(shí)間選取為10 min。

4）振動(dòng)完成后對(duì)主要焊縫（主工字梁對(duì)接焊縫，車輪板各聯(lián)系焊縫）進(jìn)行100%MT 檢驗(yàn)，如果出現(xiàn)裂紋，按照焊接修補(bǔ)工藝進(jìn)行返修。

3.4 小車架軸孔劃線、鏜孔

小車架在負(fù)載運(yùn)行狀態(tài)下，主結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生彈性變形，從而導(dǎo)致車輪產(chǎn)生相對(duì)于水平面的偏斜。對(duì)于腹板鏜孔式的小車軸承結(jié)構(gòu)，在小車架車輪軸孔劃線時(shí)，用壓配重塊的方法來模擬小車架在實(shí)際運(yùn)行時(shí)承受的載荷（固定載荷+ 小車自重+ 上架吊具等）。根據(jù)小車架的載荷分布情況，將預(yù)先制作的配重壓塊放置到位，將小車架四角頂水平狀態(tài)，再進(jìn)行軸孔的劃線和加工。

通過以上工藝措施，改善了導(dǎo)致小車軌道、小車架結(jié)構(gòu)偏差存在的基礎(chǔ)，為車輪排裝和RTG 試車創(chuàng)造有利條件，降低了小車試車時(shí)的糾偏難度。

4 小車糾偏調(diào)整方法

因場(chǎng)地水平、累積偏差和應(yīng)力釋放等因素導(dǎo)致小車發(fā)生跑偏時(shí)，需要采取糾偏措施。小車車輪總成在設(shè)計(jì)時(shí)一般采用可調(diào)偏心套形式來彌補(bǔ)制造方面的偏差，均布20 個(gè)調(diào)節(jié)螺栓孔，每個(gè)螺栓孔可以調(diào)節(jié)18°，通過左右兩側(cè)偏心套的角度組合，可以實(shí)現(xiàn)車輪在水平及垂直方向上的偏斜，從而達(dá)到調(diào)整小車跑偏的目的。

確定小車跑偏方向的方法主要是看小車水平輪與軌道摩擦?xí)r在外面還是在里面，如果摩擦?xí)r在外面吊具使用，小車是向內(nèi)側(cè)跑偏，反之則是向外側(cè)跑偏。弄清小車跑偏方向后，再確定需要調(diào)整的車輪，一般情況下是先調(diào)整有水平輪一側(cè)的車輪偏心套。

調(diào)整車輪偏心套之前, 首先應(yīng)使用千斤頂將小車調(diào)整到車輪中心線與軌道中心線對(duì)中；然后將小車架端梁頂起, 使車輪處于懸空不受載荷狀態(tài)；最后，松開偏心套的緊固螺栓，逐步旋轉(zhuǎn)偏心套進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整后吊具拉高，再開動(dòng)小車做空載快速和慢速，觀察小車運(yùn)行狀況，如果仍有跑偏，可繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)偏心套進(jìn)行調(diào)試。

5 結(jié)語

小車跑偏啃軌作為復(fù)雜問題，其中的影響因素和可改善方法有很多，只有在設(shè)計(jì)、制造、安裝和維修等方面，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的要求，加強(qiáng)過程控制和重要指標(biāo)的驗(yàn)收。同時(shí)，制造商根據(jù)自身RTG 的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，加入適當(dāng)?shù)闹圃旃に嚭皖A(yù)防措施，才能減少或避免跑偏啃軌的發(fā)生，確保RTG 的安全運(yùn)行。