桥式起重机制动轮故障：圆周表面缺陷原因及处理方法

起重机作为工业生产中的关键设备，其安全可靠性直接影响生产效率和运行安全。

起重机制动轮是起重机的重要部件，在制动过程中承受高强度的摩擦和压力，因此容易出现各种缺陷，影响起重机的正常工作和使用寿命。

随着桥式起重机在各种恶劣环境下的广泛应用，制动轮发生故障的频率逐渐增多，特别是圆环状缺陷的出现，给设备的安全运行带来了严峻的挑战，但现有的研究大多集中于桥式起重机常见缺陷的分析研究，桥式起重机作为工业生产中的关键设备，其安全可靠性直接影响生产效率和运行安全。

桥式起重机制动轮是桥式起重机制动轮的重要部件，其表面裂纹、磨损等问题十分常见，而对桥式起重机制动轮表面圆形缺陷及产生原因的研究相对较少。本文将对桥式起重机制动轮的圆形缺陷进行分析，探究其具体产生原因，并提出有效的处理措施及预防策略。

通过对铸造工艺、热处理工艺、运行环境等进行全面的探讨，为桥式起重机制动轮的可靠性提供实践指导。

桥式起重机制动轮的主要缺陷及分析

环境因素对桥式起重机的影响

首先，起重机通常在粉尘、金属杂质较多的环境中运行，杂质很容易进入机械内部，从而加大零部件的磨损，长此以往，故障率就会增高，使用安全性能下降，寿命也会明显缩短。

其次，起重机工作载荷的大小和性质的影响，在起重机正常工作时，当各部件所受载荷大于平均设计载荷时，将加剧制动瓦的磨损和 桥式起重机制动轮长期高负荷运行，会影响起重机的使用寿命，实践证明，稳定的负荷磨损小，故障少，寿命长。

桥式起重机制动轮缺陷

桥式起重机制动轮由多个铸造件组成，铸造过程中出现的缺陷不可避免地会反映在制动轮上，主要表现在以下几个方面：

• 它表现在锻件的外部，如外表面粗糙，凹坑，折痕，未填满，折叠，裂纹等。
• 有些会表现在内部，如疏松、裂纹、粗晶、发纹、白点、偏析、夹杂、表面脱碳、树枝状晶体、粗晶环、缩孔残余、有色金属渗透、氧化膜、流线紊乱等。
• 有些则反映在微观结构上，如第二相的析出。
• 有些则体现在锻件的性能上，如室温强度或塑性、韧性、疲劳性能等不合格，瞬时强度、持久强度、持久塑性、蠕变强度等高温性能或冷热疲劳性能达不到使用要求。无论是起重机车轮锻件的表面质量问题，还是内部性能缺陷，通常都是互相影响的，往往是紧密相连、相伴而生，形成恶性循环。

桥式起重机制动轮缺陷的发现

桥式起重机由于使用频繁，载荷波动较大，其各机构经常经历启动、制动循环，在特定周期内需要进行制动操作时，其制动性能往往不理想，同时很多起重机操作人员缺乏专业、熟练的操作技能。

在作业过程中，他们经常将起重机斜置，起吊货物不在吊点铅垂位置；在起重机吊点未到位前，靠倒车来达到制动到位的目的。另外，起重机在工作过程中，制动瓦与制动轮之间经常发生摩擦，制动瓦磨损到一定程度，导致起重机制动轮出现较深的夹渣圆形缺陷。

用尖锤敲击起重机制动轮的凹坑时，能听到沙子破碎的声音，说明起重机制动轮的材质破碎且坚硬，表面的黑色圆形缺陷内有夹渣的倾向。

在对桥式起重机进行定期检查时，发现起升和运行结构系统各部件在运行过程中发出异常噪音，仔细检查发现桥式起重机制动轮表面存在一些圆形缺陷，这些缺陷内壁粗糙，呈深褐色，缺陷直径分别为7mm和3mm，深度分别为12mm和5mm，如图所示。

桥式起重机制动轮缺陷产生的原因

• 桥式起重机制动轮在铸造过程中，由于钢水脱气不充分，冶炼过程中钢水脱氧不充分，钢水中含有过多的气体，如图所示。 因此，往往因“过冷”而引起的局部收缩程度过大，使制动轮本身铸造不均匀，形成气泡。
• 型腔内存在残留物，灌注时型腔排气不畅；灌注过程中砂粒或其它杂物落入型腔内，使铸钢件零件未充满。由于物件内部存在空隙，在收缩时，表皮层由于自然温度的冷却作用，仍具有一定的硬度，但由于内部收缩作用，会在表面形成凹陷。
• 在铸造过程中，气体夹在金属流与型腔壁之间，不能完全排出，便在制动轮相应部位形成了气泡，如果这些气泡在型腔内大量聚集，就会出现在铸钢件的边缘和表面部位。

经过以上分析可以看出，材料、铸造工艺以及使用过程中的因素都会使制动瓦与桥式起重机制动轮接触面的应力集中区域产生明显的拉应力和压应力，这些应力超过了铸件的弹性强度的极限，再加上操作不当、摩擦频繁，使铸件暴露出较深的夹渣圆形缺陷。

治疗措施

起重机制动轮质量的控制

要提高起重机制动轮的使用寿命和使用性能，必须在制造过程中严格控制其质量和性能，加强生产工艺的质量控制。在起重机制动轮的制造过程中，其工艺流程和生产工艺应严格遵循铸造→正火→机加工→中频淬火、回火→磨削的工艺流程。

其中正火温度控制在830℃左右，在100kW台车式电阻炉中完成，保温时间控制在1h以内；回火温度控制在350℃左右，在95kW井式电阻炉中完成，回火时间控制在1h以内。

在桥式起重机制动轮热处理过程中，材料热处理表面硬度应控制在3545HR，淬硬层深度控制在23mm，这样可以提高桥式起重机制动轮的硬度和耐磨性，提高钢材的弹性极限和综合力学性能，从而改善钢材的材料性能或化学性能。

调整起重机制动轮与制动瓦之间的间隙

起重机制动瓦与桥式起重机制动轮之间的间隙在一定程度上决定了制动轮的制动性能。当制动轮与制动瓦之间的间隙较小时，在起重机制动轮频繁工作过程中，二者之间会形成严重的摩擦。当制动瓦表面的物质被摩擦压碎时，固定制动瓦的螺栓就会直接与桥式起重机制动轮产生磨擦。

这种摩擦对制动轮造成的损害是极其严重的，所以起重机操作人员必须严格检查起重机制动轮与制动瓦之间的间隙，一旦发现二者间隙过小，应立即调整到适当的标准，以保证正常运行。

加强检查

制动轮是起重机工作过程中最容易发生故障的零部件之一，因此操作人员在起重机正常使用过程中，应定期对制动轮进行检查，检查内容主要包括以下几个方面：

• 对制动轮与制动瓦之间的间隙进行详细的测量，确保工作过程中制动轮与制动瓦之间的间隙保持在科学合理的范围内。
• 起重机操作过程中，应注意运行过程中制动轮的声音是否正常。
• 定期对制动轮进行检查和保养，科学评估、合理预测磨损情况，检查制动轮表面是否存在影响安全的缺陷。
• 检查制动器制动瓦的压缩弹簧，如发现弹簧弹力不足，应立即更换。

安全技术检查

检查桥式起重机制动轮时，应遵循以下步骤：

• 每班都应认真检查一次。
• 检验人员可用卷尺测量制动轮两侧的间隙量，应符合国家标准的要求。
• 可以用游标卡尺测量制动轮轮辋厚度，要求制动轮轮辋磨损前的直径为整数值，才能快速准确地计算出制动轮轮辋的原始厚度，进而计算出磨损后的厚度。
• 保证制动轮摩擦面清洁，如发现油污等污物应立即清理。

桥式起重机检验过程中，应严格遵守下列注意事项。

• 检查过程中，检查人员应严格按照TSG 51-2023《特种设备安全技术规范》的规定对零部件进行逐一检查。
• 桥式起重机检验过程中，应对所发现的缺陷及主要几何尺寸进行详细记录或拍照，以便在以后的检验中有针对性的进行比较。
• 在进行零件检查和各项性能试验时，要仔细倾听起重机运转过程中是否有异常声音;仔细查看各运动部件是否有明显的变形、磨损、凹坑等缺陷;认真测量数据，并做好记录。
• 确保检验、检测过程中发现的问题及时通知使用单位，并提供详细的解释、整改意见和建议。

概括

桥式起重机制动轮圆形缺陷是影响设备安全运行及寿命的重要问题，文章通过对制动轮缺陷产生原因的分析及处理措施的探讨，提出以下三个针对性的改进方案：

• 铸造工艺改进：制动轮在铸造过程中需严格控制钢液的脱气、脱氧工艺，减少气泡、夹渣的产生，从源头上避免环状表面缺陷的形成。
• 热处理优化：通过合理的热处理工艺，提高制动轮材料的硬度和耐磨性，增强其在高应力、高温环境下的性能，延长使用寿命。
• 操作维护规范：加强制动轮的日常检查和维护，特别是制动轮与制动瓦之间的间隙的调整，减少不必要的磨损和应力集中，确保起重机的安全运行。

辛蒂

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我是Cindy，在起重机行业有10年的工作经验，积累了丰富的专业知识，为500+客户挑选了满意的起重机，如果您对起重机有任何需求或疑问，欢迎随时联系我，我会用我的专业知识和实践经验帮您解决问题！