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摘 要：分析了起重机啃轨现象的危害，原因及解决办法，以降低起重机啃轨带来的危害和损失。
桥式起重机是现代化生产中必不可少的生产设备，然而由于各种原因大部分桥式起重机都出现了不同程度的啃轨现象，起重机啃轨有极大的危害。因此，本文将对啃轨现象发生的危害、原因及解决方法进行详细探究，以降低起重机啃轨带来的危害和损失。
1.起重机啃轨现象
起重机理想的运行状况是车轮没有任何打滑现象，车轮轮缘不与轨道侧面接触，其车轮轮缘与轨道应保持20--30mm的间隙。但起重机实际运行时，因车轮跑偏而使轮缘与轨道的侧面接触，产生摩擦，加速轮缘的磨损，导致轮缘磨薄超标甚至整个车轮报废，使车轮过早损坏，这种现象就叫啃轨，又称“啃道”、“咬道”。
啃轨的主要表现形式有以下几种：（1）轨道侧面有明显磨痕，严重时痕迹上有毛刺； （2）车轮轮缘内侧有亮斑并有毛刺；（3）起重机大车行走时，在短距离内轮缘与轨道间隙有明显变化； （4）起重机大车行走时，尤其在起动或制动时，桥架出现扭摆、走偏； （5）起重机大车车体在运行中发出不正常的摩擦声响；（6）起重机大车车体运行时发闷，阻力增大，起动困难，电器元件与电机故障频繁。
2.起重机啃轨现象的危害
啃轨会有多种不良后果，常见的危害具体表现在：
（1）缩短车轮使用寿命
车轮经过淬火处理后，中级工作制度的起重机车轮的使用寿命约为8-10年。若有啃轨现象，寿命则降为1-2年，甚至半个月就得更换车轮。啃轨缩短了车轮使用寿命，使备件消耗大幅度提高。
（2）加剧轨道磨损
由于啃轨时车轮与轨道侧面剧烈摩擦，会加快起重机轨道的磨损，缩短轨道的使用寿命。
（3）增加运行阻力
起重机啃轨运行的阻力比正常阻力增大1.5-3.5倍。运行阻力的增加，会使运行电机和传动机构超负荷工作，严重时必然要烧毁电机和造成传动系统零部件的损坏。
（4）车轮易脱轨
啃轨严重时，车轮有可能爬到轨道顶面上去，从而造成车轮脱轨整机下坠的严重后果。
3. 起重机啃轨产生的原因及解决方法
起重机运行机构啃轨现象的发生是多种因素综合作用所造成的，常见的啃轨原因主要有以下几种。
3.1 由于车轮自身在垂直方向或水平方向的倾斜造成的啃轨
3.1.1车轮轴线偏斜
当车轮轴线与运行方向不垂直时，也即车轮水平方向偏斜，行驶时车轮有偏离轨道的倾向，车轮踏面与轨道顶面之间就会发生滑动，从而产生摩擦力，全靠轨道的侧面挡住轮缘。对于从动轮来说，这个摩擦力在运行方向的分量构成运行的附加阻力，与运行方向垂直的分量構成车轮的侧压力；对主动轮来说，它在运行方向的分量构成运行驱动力，与运行方向垂直的分量构成车轮的侧压力。这种侧压力与其他原因产生的侧压力一样都只能由轮缘承受，以致产生啃轨现象，引起轮缘磨损。
3.1.2车轮与轨道的垂直偏差过大
当车轮垂直偏斜时，如图1-1，由于车轮的运行半径增大（R1>R），线速度随之增大，会造成车体歪斜运行，引起啃轨。这类啃轨仅与主动轮有关，若同一端的两个主动轮同向偏斜且相等，空载时不啃轨，但承载后会啃轨；若同一端的两个主动轮均向外侧偏斜，不会造成啃轨。车轮垂直偏斜引起的啃轨，前后行驶时总啃一侧轨道，且车轮外轮缘啃轨道外侧，车轮内轮缘啃轨道内侧。在这种情况下，车轮的踏面与钢轨顶面的接触圆面积变小，车轮单位面积压力相对增大，形成车轮滚动面不均匀磨损。严重时会产生环形磨损沟槽，而且还会发出“嘶嘶”的“啃轨”声。倾斜严重时甚至还会使车轮轮缘与轨道侧面直接发生接触。
3.1.3车轮直径偏差
大车主动轮直径偏差会使大车两侧的运行速度不等，造成车体走斜而啃轨。这种原因的啃轨，对集中驱动的大车运行机构尤为明显。对分别驱动的大车运行机构，只要车轮直径偏差在允许范围内，就不容易发生啃轨。
3.2由于车轮相对位置误差引起的啃轨
3.2.1车轮跨距存在偏差
这时会造成钢轨的两侧都被啃，即同一条轨道上运行的两个车轮，一个啃轨道内侧，一个啃轨道外侧，啃轨的方向与地段不固定。
3.2.2前后两组车轮的直线度超标
当起重机四组轮子相对位置呈梯形时，跨距小的那一对车轮啃轨道的外侧，跨距大的那一对车轮啃轨道内侧。当四组轮子呈平行四边形时，轨道内外侧将同时被啃。
对于由于车轮自身安装偏差和相对位置误差造成的啃轨，一般是通过一定的测量手段检测出误差或变形位置，然后有针对性的进行校正。在设计和安装的过程中一般采用加大结构件刚度和提高安装精度，可以在一定程度上减少由于车轮原因而造成的啃轨。
3.3由于轨道原因引起的啃轨
①轨道间的相互标高不符合技术要求
轨道在安装时或运行一段时间后，两根轨道的相对标高超出规定的限度。通常在检测检验时规定两根轨道的相对标高差不能超过10mm。如超出该规定要求，由于重力作用，起重视在运行过程中将发生横向移动，会造成两侧轨道同时发生“啃轨”现象，严重时可能造成起重机停止运行。解决的办法是调整或更换轨道。
②由于轨道自身的直线性不好或轨道跨度误差过大
如果大车轨道安装水平弯曲过大，超过跨度极限偏差时，就会引起车轮轮缘与轨道侧面磨擦。《起重机检修规程》中规定跨度极限偏差为
这种啃轨常发生在轨道变形处固定的线段上。
③车轮与轨道的平行性超差过大
由于车轮水平方向倾斜、桥架变形或轨道直线性不好等原因所造成的车轮与轨道的平行性超差过大，会使车轮轮缘与轨道侧面发生啃轨。解决的办法，是调整车轮使之平行。 ④轨道支承部分的刚性不足
当轨道支承部分的刚性不足时，也会造成车轮与轨道之间的滑动，产生周期性的跳动现象及剧烈的啃轨，在安装轨道时必须保证纵向及横向都有足够的刚度，避免发生振动现象。同时还必须保证轨距的安装精度。
3.4由于传动系统误差造成的啃轨
①由于大车传动系统中的零部件磨损所造成的误差
由于齿轮间隙不等或键松动等原因造成分别驱动的两套传动机构中有一套的齿轮间隙较另一套的齿轮间隙大，或某一套转动机构的轴键松动，都会使得两主动车轮在起、制动时一个轮子开始转动，另一个轮子由于齿轮间隙过大或轴上的键有松动而延迟了起动时间，造成了两个主动轮的转速不一致，这种原因引起的啃轨常发生在大车起动阶段。
解决的办法是应检查大车传动系统中可能造成间隙的联接部位，然后考虑是否可以更换新的零件。
②由于支承车轮的滚动轴承或滑动轴承产生了过大的间隙，致使车轮在运行时发生扭摆而造成车轮的啃轨。这种啃轨应更换滚动轴承或修复车轮轴和轴套，使之配合良好。
③两套大车驱动机构的制动器松紧程度不同，也会使车体走斜而啃轨。解决方法是调整两侧制动器使它们的制动时间和制动距离相一致。
3.5由一于桥架变形造成啃轨
桥架、行走装置金属结构的变形，会反映到使四组车轮的对角线、跨距发生偏差，这种直线性偏斜都会使起重机运行时啃轨。因桥架结构变形促使端梁产生弯曲，造成车轮偏斜超差，也是造成啃轨的主要原因。
解决这类问题的办法是：1）加大起重机主梁的刚度。提高刚度可以减小主梁在载荷作用下的变形，起到减轻啃轨的作用。2）预留跨度负公差。当跨度S>26m时，应预留跨度负公差。实践证明，大梁弯曲的结果通常会产生跨度正偏差，设计及制造时预留适当的跨度负公差能有效地抵消结构变形引起的跨度正偏差，使跨度偏差保持在合理的范围内，以减轻啃轨现象。
3.6两侧运行阻力差异引起的啃轨
两侧运行阻力的差异来源于起重机轮压的差别。当小车运行时，它与两侧端梁的距离是经常变化的，导致两侧轮压不一样，那么大车行走时左右两侧的运行阻力也就不一样，而两侧运行电机的功率是一样的，因此会出现运行阻力小的一侧电机输出速度快过另一侧，该侧的行走车轮因产生导行现象造成桥架偏转，引起啃轨。
解决这种啃轨问题的有效办法是在电气控制系统中安装同步器。随着PLC控制技术及变频调速技术的广泛运用，同步装置也变得越来越简单。
4. 小结
起重机啃轨现象的发生有很大的危害和安全隐患，因此对于这种现象必须及时分析原因，并根据具体原因做出相應的措施，以降低起重机啃轨带来的危害和损失。
参考文献
[1] 王福绵.起重机械技术检验.北京：学苑出版社，2000. 12.
[2] 王宗振.通用桥式起重机技术基础.济南：济南出版社，1996.
[3] 张勇.起重机自动纠偏控制策略及系统研究.武汉：武汉科技大学，2005.
[4] 国家质量监督检验检疫总局起重机械监督检验规程，国质检锅（2002 ） 296号.
桥式起重机是现代化生产中必不可少的生产设备，然而由于各种原因大部分桥式起重机都出现了不同程度的啃轨现象，起重机啃轨有极大的危害。因此，本文将对啃轨现象发生的危害、原因及解决方法进行详细探究，以降低起重机啃轨带来的危害和损失。
1.起重机啃轨现象
起重机理想的运行状况是车轮没有任何打滑现象，车轮轮缘不与轨道侧面接触，其车轮轮缘与轨道应保持20--30mm的间隙。但起重机实际运行时，因车轮跑偏而使轮缘与轨道的侧面接触，产生摩擦，加速轮缘的磨损，导致轮缘磨薄超标甚至整个车轮报废，使车轮过早损坏，这种现象就叫啃轨，又称“啃道”、“咬道”。
啃轨的主要表现形式有以下几种：（1）轨道侧面有明显磨痕，严重时痕迹上有毛刺； （2）车轮轮缘内侧有亮斑并有毛刺；（3）起重机大车行走时，在短距离内轮缘与轨道间隙有明显变化； （4）起重机大车行走时，尤其在起动或制动时，桥架出现扭摆、走偏； （5）起重机大车车体在运行中发出不正常的摩擦声响；（6）起重机大车车体运行时发闷，阻力增大，起动困难，电器元件与电机故障频繁。
2.起重机啃轨现象的危害
啃轨会有多种不良后果，常见的危害具体表现在：
（1）缩短车轮使用寿命
车轮经过淬火处理后，中级工作制度的起重机车轮的使用寿命约为8-10年。若有啃轨现象，寿命则降为1-2年，甚至半个月就得更换车轮。啃轨缩短了车轮使用寿命，使备件消耗大幅度提高。
（2）加剧轨道磨损
由于啃轨时车轮与轨道侧面剧烈摩擦，会加快起重机轨道的磨损，缩短轨道的使用寿命。
（3）增加运行阻力
起重机啃轨运行的阻力比正常阻力增大1.5-3.5倍。运行阻力的增加，会使运行电机和传动机构超负荷工作，严重时必然要烧毁电机和造成传动系统零部件的损坏。
（4）车轮易脱轨
啃轨严重时，车轮有可能爬到轨道顶面上去，从而造成车轮脱轨整机下坠的严重后果。
3. 起重机啃轨产生的原因及解决方法
起重机运行机构啃轨现象的发生是多种因素综合作用所造成的，常见的啃轨原因主要有以下几种。
3.1 由于车轮自身在垂直方向或水平方向的倾斜造成的啃轨
3.1.1车轮轴线偏斜
当车轮轴线与运行方向不垂直时，也即车轮水平方向偏斜，行驶时车轮有偏离轨道的倾向，车轮踏面与轨道顶面之间就会发生滑动，从而产生摩擦力，全靠轨道的侧面挡住轮缘。对于从动轮来说，这个摩擦力在运行方向的分量构成运行的附加阻力，与运行方向垂直的分量構成车轮的侧压力；对主动轮来说，它在运行方向的分量构成运行驱动力，与运行方向垂直的分量构成车轮的侧压力。这种侧压力与其他原因产生的侧压力一样都只能由轮缘承受，以致产生啃轨现象，引起轮缘磨损。
3.1.2车轮与轨道的垂直偏差过大
当车轮垂直偏斜时，如图1-1，由于车轮的运行半径增大（R1>R），线速度随之增大，会造成车体歪斜运行，引起啃轨。这类啃轨仅与主动轮有关，若同一端的两个主动轮同向偏斜且相等，空载时不啃轨，但承载后会啃轨；若同一端的两个主动轮均向外侧偏斜，不会造成啃轨。车轮垂直偏斜引起的啃轨，前后行驶时总啃一侧轨道，且车轮外轮缘啃轨道外侧，车轮内轮缘啃轨道内侧。在这种情况下，车轮的踏面与钢轨顶面的接触圆面积变小，车轮单位面积压力相对增大，形成车轮滚动面不均匀磨损。严重时会产生环形磨损沟槽，而且还会发出“嘶嘶”的“啃轨”声。倾斜严重时甚至还会使车轮轮缘与轨道侧面直接发生接触。
3.1.3车轮直径偏差
大车主动轮直径偏差会使大车两侧的运行速度不等，造成车体走斜而啃轨。这种原因的啃轨，对集中驱动的大车运行机构尤为明显。对分别驱动的大车运行机构，只要车轮直径偏差在允许范围内，就不容易发生啃轨。
3.2由于车轮相对位置误差引起的啃轨
3.2.1车轮跨距存在偏差
这时会造成钢轨的两侧都被啃，即同一条轨道上运行的两个车轮，一个啃轨道内侧，一个啃轨道外侧，啃轨的方向与地段不固定。
3.2.2前后两组车轮的直线度超标
当起重机四组轮子相对位置呈梯形时，跨距小的那一对车轮啃轨道的外侧，跨距大的那一对车轮啃轨道内侧。当四组轮子呈平行四边形时，轨道内外侧将同时被啃。
对于由于车轮自身安装偏差和相对位置误差造成的啃轨，一般是通过一定的测量手段检测出误差或变形位置，然后有针对性的进行校正。在设计和安装的过程中一般采用加大结构件刚度和提高安装精度，可以在一定程度上减少由于车轮原因而造成的啃轨。
3.3由于轨道原因引起的啃轨
①轨道间的相互标高不符合技术要求
轨道在安装时或运行一段时间后，两根轨道的相对标高超出规定的限度。通常在检测检验时规定两根轨道的相对标高差不能超过10mm。如超出该规定要求，由于重力作用，起重视在运行过程中将发生横向移动，会造成两侧轨道同时发生“啃轨”现象，严重时可能造成起重机停止运行。解决的办法是调整或更换轨道。
②由于轨道自身的直线性不好或轨道跨度误差过大
如果大车轨道安装水平弯曲过大，超过跨度极限偏差时，就会引起车轮轮缘与轨道侧面磨擦。《起重机检修规程》中规定跨度极限偏差为
这种啃轨常发生在轨道变形处固定的线段上。
③车轮与轨道的平行性超差过大
由于车轮水平方向倾斜、桥架变形或轨道直线性不好等原因所造成的车轮与轨道的平行性超差过大，会使车轮轮缘与轨道侧面发生啃轨。解决的办法，是调整车轮使之平行。 ④轨道支承部分的刚性不足
当轨道支承部分的刚性不足时，也会造成车轮与轨道之间的滑动，产生周期性的跳动现象及剧烈的啃轨，在安装轨道时必须保证纵向及横向都有足够的刚度，避免发生振动现象。同时还必须保证轨距的安装精度。
3.4由于传动系统误差造成的啃轨
①由于大车传动系统中的零部件磨损所造成的误差
由于齿轮间隙不等或键松动等原因造成分别驱动的两套传动机构中有一套的齿轮间隙较另一套的齿轮间隙大，或某一套转动机构的轴键松动，都会使得两主动车轮在起、制动时一个轮子开始转动，另一个轮子由于齿轮间隙过大或轴上的键有松动而延迟了起动时间，造成了两个主动轮的转速不一致，这种原因引起的啃轨常发生在大车起动阶段。
解决的办法是应检查大车传动系统中可能造成间隙的联接部位，然后考虑是否可以更换新的零件。
②由于支承车轮的滚动轴承或滑动轴承产生了过大的间隙，致使车轮在运行时发生扭摆而造成车轮的啃轨。这种啃轨应更换滚动轴承或修复车轮轴和轴套，使之配合良好。
③两套大车驱动机构的制动器松紧程度不同，也会使车体走斜而啃轨。解决方法是调整两侧制动器使它们的制动时间和制动距离相一致。
3.5由一于桥架变形造成啃轨
桥架、行走装置金属结构的变形，会反映到使四组车轮的对角线、跨距发生偏差，这种直线性偏斜都会使起重机运行时啃轨。因桥架结构变形促使端梁产生弯曲，造成车轮偏斜超差，也是造成啃轨的主要原因。
解决这类问题的办法是：1）加大起重机主梁的刚度。提高刚度可以减小主梁在载荷作用下的变形，起到减轻啃轨的作用。2）预留跨度负公差。当跨度S>26m时，应预留跨度负公差。实践证明，大梁弯曲的结果通常会产生跨度正偏差，设计及制造时预留适当的跨度负公差能有效地抵消结构变形引起的跨度正偏差，使跨度偏差保持在合理的范围内，以减轻啃轨现象。
3.6两侧运行阻力差异引起的啃轨
两侧运行阻力的差异来源于起重机轮压的差别。当小车运行时，它与两侧端梁的距离是经常变化的，导致两侧轮压不一样，那么大车行走时左右两侧的运行阻力也就不一样，而两侧运行电机的功率是一样的，因此会出现运行阻力小的一侧电机输出速度快过另一侧，该侧的行走车轮因产生导行现象造成桥架偏转，引起啃轨。
解决这种啃轨问题的有效办法是在电气控制系统中安装同步器。随着PLC控制技术及变频调速技术的广泛运用，同步装置也变得越来越简单。
4. 小结
起重机啃轨现象的发生有很大的危害和安全隐患，因此对于这种现象必须及时分析原因，并根据具体原因做出相應的措施，以降低起重机啃轨带来的危害和损失。
参考文献
[1] 王福绵.起重机械技术检验.北京：学苑出版社，2000. 12.
[2] 王宗振.通用桥式起重机技术基础.济南：济南出版社，1996.
[3] 张勇.起重机自动纠偏控制策略及系统研究.武汉：武汉科技大学，2005.
[4] 国家质量监督检验检疫总局起重机械监督检验规程，国质检锅（2002 ） 296号.