电动葫芦桥式起重机主梁与端梁连接螺栓松动原因分析

陈锋

广东省特种设备检测研究院惠州检测院起重机室 

摘要：电动葫芦桥式起重机主梁与端梁相连接螺栓松动，会影响整台起重机的稳定性和安全性，通过分析连接螺栓松动原因，对于降低起重机事故发生率起到一定的作用。

关键词： 电动葫芦桥式起重机  主梁 端梁 连接螺栓松动

前言：

电动葫芦桥式起重机是桥架在高架轨道上运行的一种桥架型起重机，由机械部分、金属结构、电气设备等组成。机械部分包括起升机构、小车运行机构、大车运行机构；金属结构包括主梁、端梁、司机室等；电气设备包括电动机、控制电器等。因其既不占据地面作业面积，又不妨碍地面上作业，可以在起升高度和大小轨道允许的空间内承担吊运工作，所以广泛应用于工厂内。我院起重机室8月对某一钢结构厂的电动葫芦桥式起重机定期检验，其型号为：LHTG10-21.5-A3，检验发现电动葫芦桥式起重机主梁与端梁相连接螺栓有松动（见图1），存在安全隐患。

图1 主梁与端梁相连接螺栓松动位置

电动葫芦桥式起重机主梁与端梁相连接螺栓松动原因分析

（一）桥架拼装对角线差过大

起重机车轮中心之间跨度S（见图2）的极限偏差△S，应符合如下规定 ：

a)S≤10m时，△S=±2mm；

b)S＞10m时，△S=±[2+0.1(S-10)]mm。

经圆整后见表1。

表1

跨度 S M	7.5	10.5	16.5	19.5	22.5	25.5	28.5	31.5	34.5
△S mm	2	2	2.6	3	3.2	3.5	3.8	4	4.5

起重机大车基距W（见图2）的极限偏差△W，当W≤3m时，△W=±3mm；当W＞3m时，△W=±W／1000。

                            图2桥架对角线差

桥架对角线差是以大车运行机构车轮组装基准点或车轮中心作为测量基准点，测得的桥架对角线差｜S1-S2｜不大于5mm（见图2），此值允许在运行机构组装前测量控制。

（二）选择适合起重机整机的工作级别

起重机通过起升和移动所吊运的物品完成搬运作业，为适应起重机不同的使用情况和工作要求，在设计和选用起重机时，应对起重机进行工作级别的划分。起重机的工作级别由起重机的使用等级和起重机的载荷状态级别决定。

起重机的使用等级表征起重机在整个设计寿命期间的使用频繁程度，按设计寿命期内总的工作循环次数CT分为十级（见表2）。

表 2  起重机的使用等级

起重机的载荷状态级别是起重机受载的轻重程度，代表载荷值的大小及各相对应的起吊次数。起重机的载荷状态按名义载荷谱系数KP分为四级（见表3）。

表3起重机的载荷状态级别

根据起重机的10个使用等级和4 个载荷状态级别，起重机整机的工作级别划分为A1～A8共8个级别（见表4）。

表 4  起重机整机的工作级别

该厂原主要业务是钢结构别墅，吊运钢材料的起重机不频繁使用，很少吊运额定载荷，经常吊运较轻载荷，随着钢结构建筑得到普及和持续发展，钢结构广泛应用到大型建筑、铁路、桥梁中，起重机吊运材料的使用等级和载荷状态级别也变为中等频繁使用，有时吊运额定载荷，较多吊运较重载荷，故建议选用工作级别A6以上的电动葫芦桥式起重机。

（三）大车驱动电机的输出特性存在一定的差异

桥式起重机一般由大车、小车和起升机构组成。其大车大多采用双侧同时驱动，并借助桥架的机械刚度达到两侧同步。由于大车驱动电机的输出特性存在一定的差异（包括转矩、转速），桥架受到频繁多变应力，连接螺栓可能会缓慢松动。

（四）启动及制动

起重机在水平面内进行横向运动起（制）动时，起重机自身质量和总起升质量的水平惯性力，按该质量与运行加速度乘积的Φ5倍计算，但不大于主动车轮与轨道之间的黏着力，用来考虑起重机驱动力突变时结构的动力效应。这些惯性力都作用在各相应质量上，挠性悬挂的总起升质量视为与起重机刚性连接。启动及制动的原因可分为三种：一是启动或制动时运行惯性力作用起重机产生剧烈抖动和振动加速固定螺栓松动和内部元件损坏；二是司机违章操作或误操作，当起重机向一个方向运行时突然反向操作使电机反转造成冲击扭矩过大；三是大车运行电机的左右制动力矩不平衡，在制动过程中左右制动扭矩不等，从而产生侧扭转而造成振动。

（五）水平偏斜运行

在实际设计中，起重机偏斜运行时的水平侧向载荷PS可按式（1）作简化计算：

PS=½∑P·λ      ……………………（1）

式中：

PS：起重机偏斜运行时的水平侧向载荷，单位为牛顿（N）；

∑P：起重机承受侧向载荷一侧的端梁上与有效轴距有关的相应车轮经常出现的最大轮压之和，单位为牛顿（N），不考虑各种动力系数；

λ：水平侧向载荷系数，与起重机跨度S和起重机基距W （或有效轴距α）的比值S/W (S/a）有关。

小车长期在主梁的一侧满载吊运，起重机水平侧向载荷增加，大车电机受到不均匀的载荷，两端运行的速度存在相差，久而久之，在不相等的反作用力下螺栓可能产生松动。

（六）日常维护保养和自行检查

在用起重机械至少每月进行一次日常维护保养和自行检查，每年进行一次全面检查，保持起重机械的正常状态。日常维护保养和自行检查、全面检查应当按照本规则和产品安装使用维护说明的要求进行，发现异常情况，应当及时进行处理，并且记录，记录存入安全技术档案。

结论

本文通过分析电动葫芦桥式起重机主梁与端梁连接螺栓松动情况，得出影响连接螺栓松动的原因有：桥架拼装对角线差过大；选择适合起重机整机的工作级别；大车驱动电机的输出特性存在一定的差异；启动及制动；水平偏斜运行；日常维护保养和自行检查。对起重机的安装、改造、维修、使用、检验检测具有重要的现实意义。

参考文献

[1]GBT3811-2008起重机设计规范[S].

[2]JBT3695-2008电动葫芦桥式起重机[S].

[3]GB_T 14405-2011  通用桥式起重机[S].

[4]虞强， 刘国江，谭军.桥式起重机卡轨、啃轨原因分析与解决方法研究[J]. 机电工程技术， 2013，42(1):88-91.