一、天車使用基本狀況 中國鋁業青海分公司于2001年引進4臺國產電解多功能天車，該型天車仿制了法國ECL電解多功能天車，大車采用箱型偏軌雙梁橋架結構，運行機構為4輪支撐雙邊單輪驅動（1/2驅動），采用軸裝式圓弧面蝸輪蝸桿減速器，并設有懸吊緩沖裝置，大車行走制動方式為液壓推動式機械抱閘。大車行走電機原設計采用兩臺15kW雙速電機，由于該車投入使用后出現了大車啟動、換向困難，啟動、停車時機械沖擊大，且雙速電機定子繞組頻繁燒損等一系列問題，與天車生產廠家研究后認為電機功率偏小，啟動轉矩不足，于是將大車行走電機改為22kW繞線電機，通過電機轉子串電阻進行調速。改造后大車行走狀況有所改善，但仍存在啟動、停車時機械沖擊大，天車大梁扭動的現象。 二、天車大梁開裂情況 003年9月，電解六車間該型1#天車在日常檢查中發現西大梁與南端梁連接部位大梁側板上出現裂紋，立即與生產廠家、相關單位聯系，經有關專家現場檢查和分析，認為大梁加工及安裝存在缺陷，導致天車在運行過程中大梁與端梁連接處應力集中，造成大梁側板在運行中撕裂。建議進行補焊處理，并在裂紋尾部打止裂孔防止應力擴散。經使用J506型合金焊條對裂紋進行了補焊處理，并在尾部打了止裂孔防止應力擴散。天車補焊后運行一個多月焊接部位又出現裂紋，且在該大梁與北端梁連接部位發現新裂紋，繼續對裂紋進行補焊處理，然而裂紋仍不斷擴大，最終擴散至端梁上。2004年6月該車大梁、端梁進行了整體更換。2005年2月在設備檢查中發現西大梁與北端梁連接部位大梁立板與腹板焊縫處及腹板處均出現裂紋。 經與生產廠家聯合對該車進行了全面測試分析，發現該車大梁開裂一側大車行走減速機傳動軸偏心，于是整體更換了該減速機并對開裂部位打破口進行了補焊。但至2005年6月中旬，補焊部位再次發現裂紋。 三、天車開裂原因分析 該車大梁在一年多的時間里在同一位置連續開裂，補焊、更換大梁、更換大車行走減速機均未能解決大梁開裂的問題。經長時間跟蹤、檢測、分析，終于找到了大梁開裂的原因，具體分析如下。 更換大梁時，筆者進行了全程跟蹤，經全車檢測完全符合設計圖紙及國家起重設備安裝、檢測標準，質檢部門檢測后合格。更換新梁后仍然出現裂紋表明，大梁結構設計一不是大梁開裂的原因。 該車2005年6月大梁再次出現裂紋后，曾對該車主要工作區段的天車軌道進行了水平度測量，誤差在±5mm以內，屬于《國家起重設備軌道施工驗收標準》合格范圍之內。另外由同型天車在該段軌道上進行行走對比實驗時未發生車輪啃軌的現象，大車運行正常。由此表明，天車軌道不是該車大梁開裂的原因。 1.大車行走動力因素 該型天車大車行走電機由18kW雙速電機改為22kW繞線電機后，兩臺電機各自依靠一組電阻器進行調速。由于國產繞線式電機受制造精度的限制，加之兩臺電阻器由于本身電阻值的差異及安裝位置距電機距離不同最終導致電機轉速差的存在，造成大車兩側行走不同步。 2.大車行走制動因素 該型天車大車傳動系統中的制動裝置為傳統液壓推動式機械抱閘，依靠閘片與減速機蝸桿輪摩擦力制動。天車制動時電機失電的同時抱閘抱緊減速機蝸桿輪，由于天車運行的巨大慣性，天車停車時沖擊較大，且由于抱閘的松緊由人工調整，難免存在松緊偏差，極易造成天車停車瞬間大梁兩側扭動。 3.大車行走傳動因素 該型天車采用的軸裝式圓弧面蝸輪蝸桿減速器，由于蝸輪蝸桿減速機由蝸輪蝸桿按固定傳動比進行傳動，適用于恒速及平滑調速電機的傳動，依我國傳統使用的繞線電機串電阻調速系統配合多級齒輪減速機和進口ECL天車使用電機變頻調速系統配合SEW一體式傳動機構均能平穩傳動的經驗來看，繞線電機串電阻調速系統配合蝸輪蝸桿減速機進行傳動是不合理的。當電機轉速突然變化時，蝸桿與蝸輪間沖擊較大，不能平穩傳遞變化轉矩，導致大梁受力不均。 筆者由此認為，大車行走電機的速差，減速機與電機調速方式選型不合理及制動方式落后是造成該型天車大梁頻繁開裂的主要原因。 四、大車改造對策與效果 為有效解決天車大梁開裂這一長期困擾公司的難題，于2005年底對該車進行了大車行走變頻及減速系統改造，將原來的繞線電機串電阻調速系統配合蝸輪蝸桿減速機傳動改為變頻器調速系統配合SEW J合一傳動機構（電機、減速機、電磁抱閘一體）傳動。由于改造后天車實現了大車電機行走時平滑調速，兩側大車電機同步性能大為改善，兩側電機速度差＜2‰；且由于電機采取了能耗制動方式，實現了大車平穩制動。電磁抱閘受天車PLC程序控制延時動作（該延時時間長于能耗制動時間），不再參與減速機的減速過程，只起定位作用，另外，由于選用的SEW減速機為傳統多級齒輪減速機，加卜精度較高，較適合頻繁調速的使用環境。改造后大車運行平穩，啟動、停車、變速過程無沖擊，大梁扭動現象消失，完全達到了改造設計要求，運行幾個月來大梁未出現裂紋，改造效果良好。改造前后大車行走機構性能對比見表1。 表1 變頻改造前后大車行走機構性能比較 通過改造，該車大車行走時存在的一系列問題得到了徹底的解決，天車性能得到了全面的發揮，工作效率較改造前有了大幅的提高，這進一步證明：大車行走電機的速差，減速機與電機調速方式選型不合理及制動方式落后是造成該型天車大梁頻繁開裂的主要原因。 天車大梁頻繁開裂這一長期困擾公司的設備難題通過改造終于得到了徹底解決，但所反映出的設計選型不合理、設備各系統間不匹配問題仍值得深思，如何在設備設計、選型時避免木桶效應出現，運用新技術，提高設備的系統整合能力，應是今后我國設備制造業應重點關注的問題。