塔式起重機是建筑施工中重要的物料垂直運輸機械。但由于作業(yè)環(huán)境惡劣,維修保養(yǎng)不能及時,操作人員水平參差不齊,致使塔式起重機使用過程中容易出現(xiàn)機械故障,給塔式起重機的安全使用造成很大的隱患。塔式起重機回轉(zhuǎn)電機斷軸就是中小型塔式起重機經(jīng)常會發(fā)生的機械故障之一?;剞D(zhuǎn)電機斷軸主要是電機轉(zhuǎn)子懸伸軸斷裂,原因有塔式起重機生產(chǎn)廠家的質(zhì)量問題,也有施工工地使用塔式起重機上存在的缺陷和不足。其中施工工地非正確使用塔式起重機造成回轉(zhuǎn)電機斷軸的原因主要表現(xiàn)在:塔式起重機回轉(zhuǎn)定位時急打反轉(zhuǎn):塔式起重機回轉(zhuǎn)過程中急剎車;回轉(zhuǎn)支承和回轉(zhuǎn)減速器的齒輪嚙合狀況不良;回轉(zhuǎn)減速器潤滑油缺乏等,現(xiàn)分別予以簡述。
一、塔式起重機回轉(zhuǎn)定位時急打反轉(zhuǎn)造成回轉(zhuǎn)電機斷軸
1.原因
目前我國塔式起重機回轉(zhuǎn)機械普遍采用電機—液力偶合器—回轉(zhuǎn)減速器—回轉(zhuǎn)支承的結(jié)構(gòu)形式。大型塔式起重機上回轉(zhuǎn)電機采用變頻調(diào)速或者使用繞線轉(zhuǎn)子異步電動機,以降低回轉(zhuǎn)啟動速度,減小塔式起重機回轉(zhuǎn)啟動力矩,而中小型塔式起重機由于生產(chǎn)成本的限制,多采用異步電動機或多速異步電動機,僅靠液力偶合器緩和啟動沖擊,但使用的液力偶合器一般都是靜壓傾泄式的,防護動力過載性能較差,致使中小型塔式起重機的回轉(zhuǎn)啟動力矩較大,也不能有效地防護整個機構(gòu)動力過載。假如施工工地在塔式起重機回轉(zhuǎn)定位時,采用急打反轉(zhuǎn)的措施,也就是俗稱的“打反車”,這就使整個回轉(zhuǎn)機構(gòu)在承受正常的回轉(zhuǎn)力矩基礎上,又突然增加了一個反向的啟動力矩,這就很大程度地超過了回轉(zhuǎn)機構(gòu)所能承受的額定扭矩。雖然回轉(zhuǎn)減速器的輸入軸較回轉(zhuǎn)電機的輸出軸更細,但由于靜壓傾泄式液力偶合器能夠隔離振動、緩和沖擊,所以過量的扭矩必將造成回轉(zhuǎn)電機輸出軸斷裂。
2.預防措施
塔式起重機由于安裝高度高,受風面積大,為防止塔式起重機因暴風侵襲而傾覆,《塔式起重機技術(shù)條件》(GB/T9462-1999)中規(guī)定,在非工作狀態(tài)下,回轉(zhuǎn)機構(gòu)應允許臂架隨風自由轉(zhuǎn)動,以減小暴風侵襲時的塔式起重機受風面積。為了滿足國標的要求,目前塔式起重機上的回轉(zhuǎn)減速器都采用擺線針輪減速器或行星齒輪減速器,其中行星齒輪減速器能保證塔式起重機隨風自由回轉(zhuǎn)且效果最佳。塔式起重機能隨風回轉(zhuǎn),并且回轉(zhuǎn)部件質(zhì)量又較大,就必然造成回轉(zhuǎn)準確定位的困難,許多施工工地上的塔式起重機司機為了提高工效,就在塔式起重機回轉(zhuǎn)接近就位時急打反轉(zhuǎn),以保證回轉(zhuǎn)定位及時準確,這就為發(fā)生塔式起重機回轉(zhuǎn)電機斷軸的故障提供了條件,所以消除塔式起重機回轉(zhuǎn)定位時急打反轉(zhuǎn)現(xiàn)象是消除塔式起重機回轉(zhuǎn)電機斷軸的重要保障。消除塔式起重機回轉(zhuǎn)定位時急打反轉(zhuǎn)現(xiàn)象,有兩條途徑:一是在塔式起重機回轉(zhuǎn)電路中加一個時間繼電器,使塔式起重機回轉(zhuǎn)急打反轉(zhuǎn)時,有一個3~5秒的時間延時,從電路控制上消除回轉(zhuǎn)急打反轉(zhuǎn)現(xiàn)象發(fā)生的可能;二是嚴格堅持塔式起重機司機持證上崗的原則,加大對塔式起重機司機教育培訓的力度,使塔式起重機司機明白塔式起重機回轉(zhuǎn)急打反轉(zhuǎn)的危害,靠操作人員素質(zhì)提高,自覺清除塔式起重機回轉(zhuǎn)急打反轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。其中途徑一,雖然保證了塔式起重機不會有回轉(zhuǎn)急打反轉(zhuǎn)的現(xiàn)象,但由于每次塔式起重機回轉(zhuǎn)啟動時都有一個同樣的時間延時,給提高工效和方便操作都產(chǎn)生了不利影響,所以除非塔式起重機回轉(zhuǎn)急打反轉(zhuǎn)現(xiàn)象屢禁不止,一般不必采用這種措施。
二、塔式起重機回轉(zhuǎn)過程急剎車造成回轉(zhuǎn)電機斷軸
1.原因
《塔式起重機安全規(guī)程》(GB5144-94)要求:起重機上每一套機構(gòu)都應配備制動器或者具有同等功能的裝置。由于塔式起重機回轉(zhuǎn)機構(gòu)必須允許臂架隨風自由轉(zhuǎn)動,所以塔式起重機回轉(zhuǎn)機構(gòu)上設置的制動器都是常開式的,通電線路也是和回轉(zhuǎn)電機分開控制的。塔式起重機回轉(zhuǎn)機構(gòu)上的常開式制動器的功能,主要是防止回轉(zhuǎn)就位后,臂架隨風旋轉(zhuǎn)造成上料或卸料的困難,也就是說回轉(zhuǎn)制動器應在回轉(zhuǎn)機構(gòu)停機后才能使用。許多施工工地上的塔式起重機司機由于不了解回轉(zhuǎn)制動器的作用,總是誤將回轉(zhuǎn)制動器作為剎車來用,致使回轉(zhuǎn)機構(gòu)在承受正常載荷的情況下,又附加了制動扭矩,假如回轉(zhuǎn)機構(gòu)所承受的扭矩總量超過回轉(zhuǎn)機構(gòu)的額定載荷,則必將發(fā)生塔式起重機回轉(zhuǎn)電機斷軸的事故。
2.預防措施
預防塔式起重機回轉(zhuǎn)過程 急剎車,也有兩條措施:一是在回轉(zhuǎn)控制線路中,增加一個中間繼電器,用常閉觸點控制回轉(zhuǎn)制動器的通電線路,使得回轉(zhuǎn)機構(gòu)不斷電就無法接通回轉(zhuǎn)制動器的主線路,以防止回轉(zhuǎn)機構(gòu)運轉(zhuǎn)過程中急剎車;二是加強對塔式起重機司機的教育和培訓,讓他們了解回轉(zhuǎn)制動器的作用和使用程序,嚴格執(zhí)行回轉(zhuǎn)機構(gòu)停穩(wěn)后才能使用回轉(zhuǎn)制動器的操作程序,防止回轉(zhuǎn)機構(gòu)剛斷電,立刻使用回轉(zhuǎn)制動器,對塔式起重機的回轉(zhuǎn)機構(gòu)造成不良影響。以上兩條預防措施,由于互不干涉,也不影響塔式起重機的正常使用,可以同時并用。
三、塔式起重機回轉(zhuǎn)齒輪副嚙合狀況不良造成回轉(zhuǎn)電機斷軸
1.原因
目前塔式起重機回轉(zhuǎn)機構(gòu)的最后一級傳動都是齒輪傳動,齒輪嚙合狀況的好壞對回轉(zhuǎn)機構(gòu)及整臺塔式起重機的運載情況都有著重要的影響。由于塔式起重機上、下轉(zhuǎn)臺,回轉(zhuǎn)支承,回轉(zhuǎn)機構(gòu)的重量較重,有些塔式起重機拆裝隊伍可能在塔式起重機安裝時,選擇將下轉(zhuǎn)臺、回轉(zhuǎn)支承和上轉(zhuǎn)臺、回轉(zhuǎn)機構(gòu)分兩次吊裝,特別是那些非自升式的小型塔式起重機,無法安全地用架設吊桿將整個機構(gòu)一起吊裝,這就使得回轉(zhuǎn)機構(gòu)與回轉(zhuǎn)支承的齒輪嚙合狀況,每安裝一次就會變化一次。假如齒輪副側(cè)隙過大或齒輪嚙合面積太小,會造成傳動齒輪的磨損過快甚至斷裂,如果回轉(zhuǎn)齒輪副側(cè)隙過小,則增大了回轉(zhuǎn)機構(gòu)的傳動扭矩,當傳動扭矩超過回轉(zhuǎn)機構(gòu)的額定載荷時,就會致使塔式起重機回轉(zhuǎn)電機斷軸。
2.預防措施
對于重新安裝的塔式起重機,無論回轉(zhuǎn)部分是否分開吊裝,安裝完后都應對回轉(zhuǎn)機構(gòu)與回轉(zhuǎn)支承的齒輪嚙合狀況進行檢查,以確知塔式起重機回轉(zhuǎn)機構(gòu)是否應維修或者調(diào)整。用塞尺檢查齒輪副側(cè)隙是否在齒輪傳動精度要求之內(nèi),用著色法檢查齒輪嚙合面積是否符合要求,如果齒輪副側(cè)隙不合適或者齒輪嚙合面積太小,則應適當調(diào)整回轉(zhuǎn)機構(gòu)與回轉(zhuǎn)支承的相對位置,具體方法可用調(diào)整回轉(zhuǎn)支承與上轉(zhuǎn)臺的聯(lián)接位置,或者調(diào)整回轉(zhuǎn)機構(gòu)與上轉(zhuǎn)臺的聯(lián)接位置。由于上轉(zhuǎn)臺與回轉(zhuǎn)支承、上轉(zhuǎn)臺與回轉(zhuǎn)機構(gòu)的聯(lián)接形式為螺栓聯(lián)接,沒有防止周向位移的措施,所以塔式起重機在使用過程中,應經(jīng)常檢查回轉(zhuǎn)支承、回轉(zhuǎn)機構(gòu)與上轉(zhuǎn)臺的聯(lián)接螺栓是否緊固可靠,并定期緊固各部分的聯(lián)接螺栓。
四、其他原因造成回轉(zhuǎn)電機斷軸
造成塔式起重機回轉(zhuǎn)電機斷軸的原因除上述幾條外,還有回轉(zhuǎn)電機與回轉(zhuǎn)減速器軸心線同心度超差,回轉(zhuǎn)支承質(zhì)量不過關,上、下轉(zhuǎn)臺加工面平面度超差,回轉(zhuǎn)減速器故障和回轉(zhuǎn)減速器潤滑油缺乏等。其中涉及到塔式起重機生產(chǎn)廠家產(chǎn)品質(zhì)量問題的,應由塔式起重機生產(chǎn)廠家予以解決;對于使用塔式起重機的施工工地,應該建立起塔式起重機使用管理的各項制度,定期檢查塔式起重機各部件的運轉(zhuǎn)情況,及時維護、維修,確保塔式起重機在正常良好的狀態(tài)下工作。