淺析某煉鋼廠15#天車大車輪啃軌的原因和改進(jìn)措施

引言

橋式起重機(jī)是煉鋼生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵工藝設(shè)備,主要用于吊運(yùn)金屬熔融液體、鋼坯作業(yè),其生產(chǎn)作業(yè)頻率高、負(fù)荷大、工作條件惡劣。起重機(jī)在使用一定時(shí)間后,由于工況條件或運(yùn)行頻繁,都會(huì)出現(xiàn)不同程度的大車輪啃軌現(xiàn)象,輕則降低設(shè)備的工作效率,加重維護(hù)工作量和運(yùn)行成本費(fèi)用,重則導(dǎo)致安全隱患,釀成人身和設(shè)備事故。本文基于某煉鋼廠啃軌最為嚴(yán)重的精整跨15#天車運(yùn)行狀況以及煉鋼廠生產(chǎn)特點(diǎn),分析探討發(fā)生啃軌的原因,并尋求適合現(xiàn)場實(shí)際的改進(jìn)方法,以實(shí)現(xiàn)設(shè)備安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)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(jī),跨距36500mm,安裝有2個(gè)大車主動(dòng)輪、6個(gè)大車被動(dòng)輪,共計(jì)8個(gè)大車輪,是煉鋼生產(chǎn)工藝流程銜接的重要設(shè)備,工作頻率很高。2008年12月投入生產(chǎn)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(yán)重的趨勢。1.1縮短設(shè)備使用壽命,增加檢修次數(shù)和運(yùn)行成本

橋式起重機(jī)正常運(yùn)行過程中,中、重級(jí)別的起重機(jī)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(gè)月。統(tǒng)計(jì)表明,2012年15#天車更換大車主被動(dòng)車輪共計(jì)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(duì)增加檢修及備件材料費(fèi)用約54萬元,設(shè)備停工時(shí)間約120h,天車軌道的更換調(diào)整必須全停產(chǎn)進(jìn)行,同樣給生產(chǎn)組織造成了一定困難。

1.2增加運(yùn)行阻力,造成減速機(jī)打齒和電氣系統(tǒng)故障

15#天車采用大車走行減速機(jī)通過低速軸與車輪軸連在一起實(shí)現(xiàn)大車驅(qū)動(dòng),輸出軸中間由低速補(bǔ)償軸傳遞動(dòng)力。當(dāng)對(duì)稱兩臺(tái)大車減速機(jī)驅(qū)動(dòng)的兩個(gè)大車主動(dòng)輪啃軌時(shí),由于兩個(gè)車輪在軌道上位置不同而形成不同方向的阻力傳遞到補(bǔ)償軸上,容易造成減速機(jī)補(bǔ)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(jì)發(fā)生5次,造成設(shè)備非計(jì)劃停工12h,產(chǎn)生搶修、備件材料費(fèi)用約3萬元。

另外,天車嚴(yán)重啃軌增加了運(yùn)行阻力,使電氣系統(tǒng)及電機(jī)超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn),容易造成電氣系統(tǒng)故障和電機(jī)損壞。

1.3惡化廠房結(jié)構(gòu),存在安全隱患

天車運(yùn)行過程中車輪啃軌,必然對(duì)軌道有水平側(cè)向分力,對(duì)天車軌道梁及廠房結(jié)構(gòu)都有一定影響,會(huì)不同程度縮短廠

房結(jié)構(gòu)的壽命,造成廠房結(jié)構(gòu)變形和天車車輪啃軌的惡性循環(huán)。天車啃軌嚴(yán)重時(shí),特別是當(dāng)遇到軌道接頭的間隙較大時(shí),還有可能產(chǎn)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(yùn)行狀況,大車整體向南偏移,8個(gè)大車輪都是北側(cè)輪緣磨損(注:大車東西方向運(yùn)行）:另外15#天車在EF跨6線以東區(qū)域運(yùn)行基本無啃軌情況,在出坯跨6線以西運(yùn)行時(shí)啃軌嚴(yán)重,因此可基本排除天車本體及大車傳動(dòng)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(cè)車輪跨度、同一端梁下兩個(gè)車輪同位度、車輪水平度、車輪直徑及車體對(duì)角線偏差均在允許范圍之內(nèi)。

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(duì)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(jī)大包轉(zhuǎn)臺(tái)對(duì)稱區(qū)域,最大偏差為1.85/1000,嚴(yán)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(yán)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A(chǔ)s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(biāo)高

出坯精整跨天車軌道梁標(biāo)高偏差最大處為+15mm和-13mm,兩條軌道標(biāo)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(biāo)高超差嚴(yán)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(nèi)彎曲,每2m測長內(nèi)各點(diǎn)的偏差不得大于2mm。

通過對(duì)15#天車啃軌運(yùn)行情況進(jìn)行跟蹤檢測,并分析該天車本體各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)、出坯精整廠房結(jié)構(gòu)及天車軌道軌距標(biāo)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(dǎo)致軌道梁、軌道各項(xiàng)技術(shù)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(diào)整所需時(shí)間過長,對(duì)轉(zhuǎn)爐、精煉以及板坯大包轉(zhuǎn)臺(tái)等區(qū)域設(shè)備及生產(chǎn)組織影響較大,短期內(nèi)無法安排廠房立柱和軌道梁的調(diào)整檢修。因此,針對(duì)出坯精整跨天車軌道梁超差嚴(yán)重的現(xiàn)狀,為延長車輪使用周期,減少對(duì)大車減速機(jī)的損壞,縮短檢修時(shí)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(jī)檢修次數(shù)和時(shí)間,顯著降低了設(shè)備運(yùn)行成本。

3.1調(diào)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(diào)整后軌道直線度偏差最大為＋3mm和-1mm,雖然軌道直線度調(diào)整后車輪啃軌情況有所緩解,但不能達(dá)到"治病除根"的目的。

3.2被動(dòng)輪調(diào)轉(zhuǎn)180°,二次使用

由于15#天車兩側(cè)大車輪均為單面輪緣啃軌,針對(duì)此現(xiàn)狀,當(dāng)車輪的一面輪緣磨損達(dá)到報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)時(shí),即將該車輪的安裝位置調(diào)轉(zhuǎn)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(shí)間,每年可節(jié)約檢修備材費(fèi)約35萬元。

3.3加寬主動(dòng)輪踏面

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

4結(jié)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(jī)檢修次數(shù)和時(shí)間,每年可降低運(yùn)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(yùn)行成本還是相對(duì)較高的,要徹底解決15#天車大車輪啃軌問題,必須盡早調(diào)整廠房結(jié)構(gòu)、軌道大梁。