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港口門機回轉(zhuǎn)支承的故障預(yù)防

2013-07-01

招商港務(wù)（深圳）有限公司（深圳　518067）胡勇
　　港口門機的回轉(zhuǎn)支承結(jié)構(gòu)目前主要有兩種，即轉(zhuǎn)盤式和轉(zhuǎn)柱式。由于制造方便、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、整機結(jié)構(gòu)簡單美觀，目前大多數(shù)門機，特別是大噸位門機主要采用轉(zhuǎn)盤式回轉(zhuǎn)支承結(jié)構(gòu)形式?；剞D(zhuǎn)支承作為門機固定結(jié)構(gòu)與回旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)相聯(lián)接的一個重要部件，其工作狀態(tài)直接影響門機的安全和正常使用。
　　考慮到回轉(zhuǎn)支承處于門機結(jié)構(gòu)承上啟下的關(guān)鍵部位，拆裝十分困難，維修周期長，費用高，因此在門機設(shè)計時回轉(zhuǎn)支承一般都按門機的終身壽命來計算選型。盡管如此，設(shè)計上的保證在實際使用中往往得不到完全體現(xiàn)。特別是對回轉(zhuǎn)支承這種結(jié)構(gòu)形式的運動和動力特性認識不足時，由于安裝精度的誤差、使用維護不當(dāng)?shù)纫蛩氐挠绊?，也會給回轉(zhuǎn)支承帶來一些故障和隱患，有時還嚴重影響到門機的正常使用，甚至產(chǎn)生重大的安全事故，造成巨大的經(jīng)濟損失。在這方面許多港口有深刻的教訓(xùn)。因此，有效地做好回轉(zhuǎn)支承的合理設(shè)計選型、安裝、使用、維護，做好故障預(yù)防更顯得十分重要。
　　1、合理選擇軸承型式和承載能力
　　回轉(zhuǎn)支承是高精度的產(chǎn)品，港口門機的回轉(zhuǎn)支承要同時承受很大的軸向載荷、徑向載荷及傾翻力矩的作用。目前回轉(zhuǎn)軸承主要有單排和雙排球型、單排交叉滾子和三排圓柱滾子等四種類型。不同類型的軸承，其承載能力各不相同。三排圓柱滾子軸承由于同時能承受很大的重直力、徑向力和傾復(fù)力矩，正適合港口門機回轉(zhuǎn)支承的受力特點，因此，在選型時應(yīng)該被首先考慮。軸承的承載能力是通過承載曲線給出的，計算選型時，應(yīng)使其許用力矩大于門機計算力矩的2倍以上，使其具有足夠的余量。我港曾經(jīng)發(fā)生過35t單臂架門機的回轉(zhuǎn)支承由于結(jié)構(gòu)型式不合理和設(shè)計選型偏小而不得不更換的事情。
　　2、保證回轉(zhuǎn)支承的聯(lián)接剛度
　　聯(lián)接剛度不足的問題在國內(nèi)早期設(shè)計的門機中較普遍，過去人們常常認為回轉(zhuǎn)支承本身剛度較好，可以幫助聯(lián)接構(gòu)件承受大的軸向力和彎矩。其實通過有限元分析計算表明，回轉(zhuǎn)支承是整機結(jié)構(gòu)剛度較薄弱之處，如果沒有足夠的上下聯(lián)接剛度，則極易造成變形，產(chǎn)生應(yīng)變能的非正常釋放，Z后造成聯(lián)接構(gòu)件的疲勞開裂或過大的周期性彈性變形，對滾道也產(chǎn)生附加的沖擊載荷。如我港Z近投產(chǎn)的40t門機的聯(lián)接圓筒，按通常設(shè)計選用18～20mm的鋼板就能滿足要求，后將圓筒鋼板厚度加大為22mm后，整機的晃動明顯降低。
　　3、克服回轉(zhuǎn)支承滾道局部變形
　　回轉(zhuǎn)支承滾道局部變形的原因有可能是制造廠家的質(zhì)量控制問題，有可能是運輸過程中造成的，有可能是安裝時聯(lián)接支承面碾磨不平造成的，也有可能是起重機大車行走軌道高低不平而誘發(fā)的。滾道變形的大小直接影響到回轉(zhuǎn)支承的使用壽命，過大的局部變形可以使回轉(zhuǎn)支承在短時間內(nèi)因滾動體破裂而失效。我港一臺16t門機采用在現(xiàn)場進行圓筒對接的施工工藝，結(jié)果由于上下圓筒對接的偏差，致使回轉(zhuǎn)支承法蘭面出現(xiàn)水平高差，雖用墊片作事后調(diào)整補償，但在運轉(zhuǎn)過程中回轉(zhuǎn)支承仍發(fā)出異響，大小齒輪出現(xiàn)不均勻嚙合，給整個回轉(zhuǎn)機構(gòu)帶來一系列的附加隱患。
　　4、控制回轉(zhuǎn)支承的裝配間隙
　　從理論上講，回轉(zhuǎn)支承滾動體和滾道軸向裝配間隙必須嚴格控制，其值應(yīng)小于0.3～0.5mm，但由于制造工藝等多方面的原因，往往未能達到控制要求，這樣就造成回轉(zhuǎn)時動載明顯增大，而且在門機臂架收放過程中，回轉(zhuǎn)支承在變幅平衡點位置時出現(xiàn)較大的異向竄動，對滾道造成損傷。此外，滾動體制造誤差控制不當(dāng)，也會造成安裝間隙過小。在軸向載荷向滾動體之間轉(zhuǎn)移過程中造成滾動體間的擠壓，使得局部運行阻力增大，滾動體與滾道間的滑動摩擦力增大，各運動副間磨損增加，使用壽命降低因此，要加強對回轉(zhuǎn)支承的質(zhì)量驗收，有條件時不妨駐廠監(jiān)造。
　　5、嚴格遵守回轉(zhuǎn)支承的安裝技術(shù)要求
　　作為重負荷、高精度的產(chǎn)品，回轉(zhuǎn)支承有其詳細的安裝技術(shù)要求，有幾點必須高度重視：
　　1）對于焊接圓筒，應(yīng)進行消除內(nèi)應(yīng)力熱處理，安裝基面需進行機械加工或碾磨處理。我公司定購的兩臺MQ1633轉(zhuǎn)盤式四連桿門機，由于安裝時質(zhì)量控制不嚴，同樣的設(shè)計，一臺機的性能質(zhì)量良好，而另一臺機由于受焊縫返工的質(zhì)量影響，聯(lián)接回轉(zhuǎn)支承的鋼結(jié)構(gòu)圓筒出現(xiàn)長達1.5m的裂縫，幸及時發(fā)現(xiàn)，否則將造成重大事故。
　　2）回轉(zhuǎn)支承在制造時會產(chǎn)生一個滾道淬火軟帶，這個軟帶應(yīng)置于非負荷區(qū)或者非經(jīng)常負荷區(qū)。對門機而言可安裝在與軌道平行的方向。這個問題常常被忽視，而回轉(zhuǎn)支承一旦裝上去后就很難再拆下來調(diào)整位置了。
　　3）回轉(zhuǎn)支承齒圈齒輪中往往有三個齒的跳動量Z大，制造商大多會在此作出明顯標(biāo)記，這個地方是調(diào)整驅(qū)動小齒輪的齒側(cè)間隙的Z佳位置。如果大小齒輪嚙合間隙調(diào)整不好，會給大齒輪帶來破壞性的磨損，也會給回轉(zhuǎn)驅(qū)動及其聯(lián)接部件帶來沖擊或阻力等附加載荷，影響回轉(zhuǎn)驅(qū)動電機、減速機的使用壽命，對操作的平穩(wěn)性帶來負面影響。
　　4）回轉(zhuǎn)支承的安裝應(yīng)采用合適強度等級的高強度螺栓，選用調(diào)質(zhì)平墊圈，禁止使用彈簧墊圈。安裝螺栓應(yīng)用力矩扳手，保證足夠的預(yù)緊力，在加力時千萬不要被瞬間沖擊力所蒙蔽。擰緊螺栓應(yīng)在180°方向?qū)ΨQ地連續(xù)進行，Z后全部再擰一遍，以保證圓周上的螺栓有相同的預(yù)緊力。
　　6、注意正確的操作使用和維護保養(yǎng)
　　回轉(zhuǎn)支承工作狀態(tài)的好壞和是否出現(xiàn)故障，與門機正確的使用操作和維護保養(yǎng)密切相關(guān)，必須引起高度重視。
　　1）按時做好潤滑工作?；剞D(zhuǎn)支承的潤滑主要體現(xiàn)在潤滑脂的選擇、潤滑周期的確定及潤滑油路是否暢通等幾個方面?？紤]到回轉(zhuǎn)支承主要是承受低速重載，必須按其技術(shù)要求，根據(jù)綜合工作條件等因素，選擇Z佳的潤滑油。否則由于潤滑不足，會使運動副之間的干摩擦現(xiàn)象增多，滾動體和滾道的異常磨損增加，疲勞點蝕加劇，工作壽命縮短。加注潤滑油時還必須注意，回轉(zhuǎn)支承出廠時滾道內(nèi)往往只涂有少量的潤滑油，在啟用時應(yīng)根據(jù)不同的工作條件重新充滿新的潤滑油。另外，在一般工作條件下，球式回轉(zhuǎn)支承每運轉(zhuǎn)100h，滾柱式回轉(zhuǎn)支承每運轉(zhuǎn)50h應(yīng)潤滑一次。對于港口門座起重機而言，每天工作10h小時是較普遍的，因此每周應(yīng)該注油一次。在熱帶地區(qū)和溫度高、溫差大、灰塵多、連續(xù)運轉(zhuǎn)的工況下，每周也應(yīng)注油一次。每次潤滑必須將滾道內(nèi)注滿油脂，直至從密封處滲出為止。為保證均勻潤滑，注油時還要慢慢地轉(zhuǎn)動回轉(zhuǎn)支承。若條件許可可安裝自動注油裝置。對于采用集中潤滑或局部集中潤滑的門機，要隨時注意潤滑油道是否通暢，不能被假相所蒙蔽。
　　2）嚴格控制超負荷作業(yè)。當(dāng)起吊貨物重量不明或者由于種種因素產(chǎn)生的巨大沖擊力的影響，可能使?jié)L道發(fā)生整體或局部變形，造成滾動體的變形或破裂，并由此引起滾道與滾動體的異常摩擦，導(dǎo)致滾道下沉而失效。這種回轉(zhuǎn)支承突然發(fā)生滾道下陷的事故在國內(nèi)外港口時有發(fā)生，教訓(xùn)深刻。設(shè)置可靠有效的超負荷保護裝置很有必要。
　　3）防止回轉(zhuǎn)支承聯(lián)接螺栓松動或斷裂。按一般要求，回轉(zhuǎn)支承運轉(zhuǎn)100h，應(yīng)檢查螺栓的預(yù)緊力以后每500h要檢查一次，以保持足夠的預(yù)緊力。通常每7年或者14000h之后要全部更新螺栓。由于螺栓的拉長或者斷裂往往帶有一定的隱蔽性，在檢查時很容易疏忽。由于多顆回轉(zhuǎn)支承聯(lián)接螺栓斷裂造成上部旋轉(zhuǎn)機構(gòu)外傾的事故也常有出現(xiàn)。我公司一臺使用6年的40t門機，在檢修時發(fā)現(xiàn)螺栓被拉長近10mm。
　　4）及時清理，防止雜物積聚。由于回轉(zhuǎn)支承的防塵裝置不好，雜物進入滾道間，將產(chǎn)生異響甚至加快滾動體的磨損。對其齒面一般每工作十天應(yīng)清除雜物一次，禁止用水直接沖刷回轉(zhuǎn)支承，防止水進入滾道，還需防止較硬異物接近或者進入齒輪嚙合區(qū)。
　　5）望聞問切，積極預(yù)防。我們可以通過引入中醫(yī)傳統(tǒng)的治療方法，望聞問切，及時了解回轉(zhuǎn)支承的技術(shù)狀況。望：掌握回轉(zhuǎn)支承磨損、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)性、聯(lián)接緊固情況等手資料；聞：了解回轉(zhuǎn)支承及其相連的各運動副，尤其是電動機的氣味，看是否有異常；問：從操作司機和維修人員手中獲得大量的信息；切：測量電機功率是否突然增大，噪音是否放大，必要時還可請專家來檢測，用理論數(shù)據(jù)來作出判斷。
來源：《港口裝卸》2002年04期