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如何防止轮式起重机臂架坠落

 
2008-11-25
 
我单位使用的上海QL163型、红光QL168型等轮式起重机,其变幅系统都采用电机通过弹性联轴节、蜗轮蜗杆减速器带动变幅卷筒旋转,再通过变幅钢丝绳、人字架上的定滑轮和动滑轮组等实现臂架的起落。
  轮式起重机的变幅制动机构多采用电动瓦块常闭式制动器,制动轮安装在减速器的蜗杆上,制动时制动瓦块压紧制动轮实现制动。制动力传递过程为:制动器→制动轮→蜗杆蜗轮→卷筒→钢丝绳系统→臂架。由此可见,臂架坠落的主要原因之一就是制动失控;具体表现为制动轮于蜗杆平键因连接损坏而失效。由于起重机工作时,制动机构须频繁地正、反向启动和制动,使键与键槽受到冲击载荷、剪切和挤压应力地作用,制动轮与螺杆极易损坏。以上海QL163型机为例,根据该机近几年的修理记录,从1999年至2001年,发生平键连接松动故障9起,臂架坠落事故4起。其中,有3起都是因为平键连接损坏失效而造成地。具体情况为:其中1起使由于平键、蜗杆轴槽孔、制动轮毂槽孔松动引起冲击,导致制动轮毂开裂、臂架失控而坠落。修复方法是:对蜗杆轴补焊后精车,恢复原来尺寸,重新开键槽;制动轮用新件,配平键后即可使用。从维修的过程中总结出臂架坠落的原因主要来自4个方面。
  1.设计
  该平键连接的配合面为:制动轮毂孔与蜗杆轴,平键侧面与轴槽和轮毂槽的侧面。通过分析原图,我们作了如下改动:
  ⑴将原来轴、孔的配合公差由H7/n6改为H7/r6(轻型过盈配合),确保轴孔为过盈配合,使之与平键一起传递扭矩;经验数据;过盈量为50~80μm。
  ⑵为了保证键侧与键槽之间有足够地接触面积和避免安装困难及安装时挤压破坏其工作面,新增加了轴键槽和轮毂键槽地对称度公差的规定。
  ⑶键宽与键槽的配合改为P9(较紧键配合),加上形位误差影响,使之结合紧密可靠。修改后的配合尺寸见附图。
  2.材料
  ⑴材质不当。制动轮材料要求为ZG310~570,但从两台事故机的检查来看,轮毂开裂的制动轮材料都为灰铸铁,明显说明材料强度不足,厂家选材考虑欠妥。其次,在平时修理中,对平键用料比较随意,往往造成平键强度不足。
  ⑵制动轮有铸造缺陷,影响轮毂的强度。解决办法:
  ① 确保制动轮材料为ZG310-570;平键选用标准件(机拉强度≥600MPa),常用45#钢。
  ② 对制动轮要进行铸造缺陷检查。对非加工面可进行表面缺陷检查;加工面如为轮毂孔,应进行加工后内表面的缺陷检查,主要检查气孔、砂眼、缩孔、夹渣和裂纹等。对不合要求的制动轮不准使用。

  3.加工
  ⑴忽视配合公差的要求,导致轴与孔的配合、键与槽的配合松动。
  ⑵忽视表面粗糙度的要求。由于表面的粗糙度不合理,当过盈配合时因为装配时将微凸峰挤平而产生塑性变形,使实际有效的过盈量减小,降低了连接强度,导致配合松动。
  ⑶蜗杆轴补焊有误。补焊修复时发生的夹渣、气孔导致螺杆轴精车后的工作间有缺陷,因而降低了连接强度。
  ⑷在蜗杆轴上重新铣键槽时未与原键槽错开足够距离,造成键槽开在补焊的金属上,导致强度不够。解决办法:严格按公差、精度要求加工:补焊时选用合适电流逐层清渣补焊;技术人员要检查所有组件的配合尺寸及加工精度,不合要求的不准使用。
  4.装配
  ⑴技术不熟练。
  ⑵粗暴装配,在未定心对中情况下强行进行锤击安装,这很容易损坏平键、键槽的工作面,导致连接松动。解决办法:
  ① 加强技术培训,督促工人进行规范化操作。
  ② 因为轴孔配合选用轻型过盈配合;过盈量为50~80μm,因此要求安装时全部采用热安装,即用氧乙炔焰对制动轮毂进行加热后安装,以确保安装质量。
  综上所述,通过对其设计、材料、加工和装配4个方面工作的改进,对制动轮、蜗杆轴与平键连接的修理进行了规范化管理,从2001年至今,使用的轮式起重机再没出现过连接失效的故障,证明我们的管理措施是有效的,较好地从维修方面消除了臂架坠落的隐患。
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