孫國鑒

0 引言

輪胎式集裝箱門式起重機（以下簡稱RTG）是集裝箱碼頭場橋的主力設備，目前RTG 小車普遍采用無輪緣車輪，在一邊軌道上增加導向裝置（水平輪）的設計。這種結構形式減小了制造偏差以及小車負載情況下軌距變化對小車運行的影響，水平輪與軌道側面之間是以滾動摩擦代替滑動摩擦，運行機構承受的摩擦阻力大為減小。

但在實際作業過程中，經常出現小車跑偏啃軌的現象，即小車在往返運行過程中，車輪中心嚴重偏離軌道中心，導致水平輪擠壓軌道側面，增大了兩者之間的摩擦，致使水平輪與軌道異常磨損二手吊車，特別是當小車以全速70 m/min 時，給小車的運行帶來重大安全隱患。

1 小車跑偏危害

1）小車跑偏時，在較大水平側向力（合力）的作用下，造成水平輪內部的調心軸承超載損壞，甚至發生整個水平輪斷軸墜落的嚴重后果。

2）小車跑偏會使小車運行阻力增大，增大小車電動機的功率消耗和機械傳動機構的負荷，嚴重時將造成電機燒毀、減速器斷軸，加大了日常維護成本。

3）小車跑偏時的水平輪與軌道、車輪與軌道產生異常擠壓，使軌道的使用壽命縮短，對大梁和小車都產生沖擊載荷，產生的水平側向推力傳遞到主結構上，會使其產生晃動，主結構容易形變和焊縫開裂。

2 小車跑偏原因

由于RTG 是通過柔性的輪胎與地面接觸，其小車跑偏原因相對于常規龍門起重機更加復雜，除了設計的原因，還有制造及使用等方面的原因。

2.1 制造原因

1）軌道踏面傾斜度如果超差會引起運行中的車輪發生側移，導致小車跑偏，縱向：0.3%，橫向：0.3%

2）門框拼裝時對角線如果偏差過大，會造成小車跑偏。鋼結構制作過程中產生的焊接應力要在RTG 使用一段時間后才會釋放，在應力釋放過程中也會產生一定變形。

3）小車軌道在垂直于小車移動方向平面內的高低偏差△H 不應大于軌距K 的0.15%吊車公司，最大不超過10mm。如果軌道兩側的高低偏差過大，就會使小車在運行過程中產生橫向移動，導致跑偏。

4）4 個車輪位置在水平面內的投影不是矩形，呈平行四邊形或梯形。同一側軌道上車輪的同位差大于2mm，加上小車架鋼結構在制作過程中產生的焊接應力在釋放過程中也會產生一定的變形，導致小車跑偏。

5）當小車架在水平位置時，小車4 個車輪的踏面高度應在同一平面，車輪的高低差t 不應大于軌距K 的千分之一。

6）小車車輪的安裝偏差：水平偏斜p ≤（0.4/1000）/L ，車輪的垂直度α ≤（0 ～ 2.5/1 000）L ，如果偏差超出規定值，導致車輪踏面的單位面積壓力變大，進而造成車輪踏面和軌道不均勻磨損。

2.2 使用原因

1）RTG 堆場地面不平，大車輪胎氣壓不均勻，或小車軌道發生變形，都會導致小車跑偏。新機使用一段時間后，應力的釋放和制造累計誤差也會導致小車跑偏，這種情況調整后一般很少再出現。

2）啟動或停止操作過猛，使車輪空轉打滑，造成車輪在兩側軌道上不同步，導致小車跑偏。

綜合以上情況，雖然車輪跑偏啃軌產生的原因很多，但制造原因是引起小車跑偏的主要原因之一。

3 改善方法

近年來隨著RTG 結構對于偏軌梁結構（方鋼焊接式軌道位于箱形主梁內側）的采用逐漸增多，對制造的要求也就更高。下面以此結構為例，從構件制作、加工等制造方面進行改善。

3.1 主梁與軌道焊接的工序改進

1）加強方鋼軌道（冷拔加工）的進料控制直線度：上下、左右、2 個方向在2 m 長度內≤ 1

mm。扭曲度：任意2 個截面的扭曲在1 m 長度內≤ 1mm，單根軌道長度范圍內不大于4 mm。

2）軌道與主梁面板先焊接，能保證軌道與主梁面板的緊密貼合，然后再進行箱體結構成形制作。

3）主梁在三面成形和四面成形過程中始終以軌道面為基準來控制相關聯的裝配質量，最終完工劃線時，以零位點的軌道上表面橫向水平為基準進行劃線，也就確保了門框拼裝時的基準和軌道的水平一致。

3.2 主梁預旁彎

當小車載荷（固定載荷+ 小車自重+ 上架吊具等）運行時，軌距將會變小，從而使小車軌道偏離小車輪中心，造成跑偏，小車在跨中和門框端部時的變化量差別較大。根據計算和以往的制造經驗，對于偏軌梁的軌道直線度需要增加預旁彎的要求。

1）主梁在結構件出車間時（附屬件均裝焊完畢）旁彎控制在+5 ～ +8 mm（“+”表示朝門框外側）吊具使用，從軌道部端到跨距中間平滑過渡，不允許出現超出直線度（2 m 范圍內±1 mm）要求的急彎情況。

2）主梁和支腿在地面拼裝時，在主梁中間隔板位置增加一處胎架，預先頂出上拱反變形，用于抵消主梁自重產生的下撓。在主梁與支腿的接頭焊接時，按照合理的焊接順序進行焊接。

3）門框豎立后，門框的小車軌距控制在以下公差內端部：≤ ±3 mm跨距中間：+4 ～ +12 mm

3.3 小車架的振動時效處理振動時效處理技術旨在通過專業的振動時效設備，使被處理的工件產生共振，并通過這種共振方式將一定的振動能量傳遞到工件的所有部位，使工件內部發生微觀的塑性變形，被歪曲的晶格逐漸回復平衡狀態。使工件內部的殘余應力得以消除和均化，最終防止工件在加工和使用過程中變形和開裂，保證工件尺寸精度的穩定性。

RTG 小車架結構焊接量較大，結構中存在大量的殘余應力，焊接完成后要先消除應力，才能進行鏜孔，以防止由于焊接變形產生同軸度誤差。對小車架整體進行振動時效處理，可使小車架構件內部的殘余應力得到釋放，從而消除或均化構件內部殘余應力，達到尺寸穩定不變形。

1）根據RTG 小車架的特點，在做振動處理時，在小車架主工字梁下方選擇4 個支撐點，靠端部大約1 m處，用軟木墊實，位置可根據具體情況做調整。

2）將振動處理所用的激振器弓形卡具卡在主工字梁上（具體位置可根據實際激振效果調整），保證激振器底座與法蘭板緊密貼合，中間不能有鐵屑等異物，拾振器吸緊在小車架另一側。

3）用電纜線將激振器、拾振器和控制器連接起來，按照RTG 小車架的質量和結構特點，振動處理時間選取為10 min。

4）振動完成后對主要焊縫（主工字梁對接焊縫，車輪板各聯系焊縫）進行100%MT 檢驗，如果出現裂紋，按照焊接修補工藝進行返修。

3.4 小車架軸孔劃線、鏜孔

小車架在負載運行狀態下，主結構會產生彈性變形，從而導致車輪產生相對于水平面的偏斜。對于腹板鏜孔式的小車軸承結構，在小車架車輪軸孔劃線時，用壓配重塊的方法來模擬小車架在實際運行時承受的載荷（固定載荷+ 小車自重+ 上架吊具等）。根據小車架的載荷分布情況，將預先制作的配重壓塊放置到位，將小車架四角頂水平狀態，再進行軸孔的劃線和加工。

通過以上工藝措施，改善了導致小車軌道、小車架結構偏差存在的基礎，為車輪排裝和RTG 試車創造有利條件，降低了小車試車時的糾偏難度。

4 小車糾偏調整方法

因場地水平、累積偏差和應力釋放等因素導致小車發生跑偏時，需要采取糾偏措施。小車車輪總成在設計時一般采用可調偏心套形式來彌補制造方面的偏差，均布20 個調節螺栓孔，每個螺栓孔可以調節18°，通過左右兩側偏心套的角度組合，可以實現車輪在水平及垂直方向上的偏斜，從而達到調整小車跑偏的目的。

確定小車跑偏方向的方法主要是看小車水平輪與軌道摩擦時在外面還是在里面，如果摩擦時在外面吊具使用，小車是向內側跑偏，反之則是向外側跑偏。弄清小車跑偏方向后，再確定需要調整的車輪，一般情況下是先調整有水平輪一側的車輪偏心套。

調整車輪偏心套之前, 首先應使用千斤頂將小車調整到車輪中心線與軌道中心線對中；然后將小車架端梁頂起, 使車輪處于懸空不受載荷狀態；最后，松開偏心套的緊固螺栓，逐步旋轉偏心套進行調整。調整后吊具拉高，再開動小車做空載快速和慢速，觀察小車運行狀況，如果仍有跑偏，可繼續轉動偏心套進行調試。

5 結語

小車跑偏啃軌作為復雜問題，其中的影響因素和可改善方法有很多，只有在設計、制造、安裝和維修等方面，依據標準的要求，加強過程控制和重要指標的驗收。同時，制造商根據自身RTG 的結構特點，加入適當的制造工藝和預防措施，才能減少或避免跑偏啃軌的發生，確保RTG 的安全運行。