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)通過彈性聯(lián)軸節(jié)、蝸輪蝸桿減速器帶動變幅卷筒旋轉(zhuǎn)，再通過變幅鋼絲繩、人字架上的定滑輪和動滑輪組等實(shí)現(xiàn)臂架的起落。

輪式起重機(jī)的變幅制動機(jī)構(gòu)多采用電動瓦塊常閉式制動器，制動輪安裝在減速器的蝸桿上，制動時制動瓦塊壓緊制動輪實(shí)現(xiàn)制動。制動力傳遞過程為：制動器→ 制動輪→蝸桿蝸輪→卷筒→鋼絲繩系統(tǒng)→臂架。由此可見，臂架墜落的主要原因之一就是制動失控；具體表現(xiàn)為制動輪于蝸桿平鍵因連接損壞而失效。由于起重機(jī)工作時，制動機(jī)構(gòu)須頻繁地正、反向啟動和制動，使鍵與鍵槽受到?jīng)_擊載荷、剪切和擠壓應(yīng)力地作用，制動輪與螺桿極易損壞。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、制動輪轂槽孔松動引起沖擊，導(dǎo)致制動輪轂開裂、臂架失控而墜落。修復(fù)方法是：對蝸桿軸補(bǔ)焊后精車，恢復(fù)原來尺寸，重新開鍵槽；制動輪用新件，配平鍵后即可使用。從維修的過程中總結(jié)出臂架墜落的原因主要來自4個方面。

1．設(shè)計

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

⑴將原來軸、孔的配合公差由H7/n6改為H7/r6（輕型過盈配合），確保軸孔為過盈配合，使之與平鍵一起傳遞扭矩；經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)；過盈量為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擠壓破壞其工作面，新增加了軸鍵槽和輪轂鍵槽地對稱度公差的規(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附圖。

2．材料

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

⑵制動輪有鑄造缺陷，影響輪轂的強(qiáng)度。解決辦法：

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

② 對制動輪要進(jìn)行鑄造缺陷檢查。對非加工面可進(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。對不合要求的制動輪不準(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。

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

⑶蝸桿軸補(bǔ)焊有誤。補(bǔ)焊修復(fù)時發(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未與原鍵槽錯開足夠距離，造成鍵槽開在補(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。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孔配合選用輕型過盈配合；過盈量為50～80μm，因此要求安裝時全部采用熱安裝，即用氧乙炔焰對制動輪轂進(jìn)行加熱后安裝，以確保安裝質(zhì)量。

綜上所述，通過對其設(shè)計、材料、加工和裝配4個方面工作的改進(jìn)，對制動輪、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)再沒出現(xiàn)過連接失效的故障，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。