淺談塔機(jī)回轉(zhuǎn)支承系統(tǒng)抖動(dòng)異響故障及預(yù)防

郝瓊

摘 要：回轉(zhuǎn)支承是塔機(jī)的重要部件，然而塔機(jī)在回轉(zhuǎn)過(guò)程中時(shí)常會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)、異響等故障。本文主要從塔式起重機(jī)工件制造、裝配、使用過(guò)程簡(jiǎn)要分析回轉(zhuǎn)支承中各構(gòu)件可能產(chǎn)生的故障原因，針對(duì)每個(gè)故障提出相應(yīng)措施。

關(guān)鍵詞：塔機(jī)；回轉(zhuǎn)支承；故障；預(yù)防

0 引言

回轉(zhuǎn)支承應(yīng)用廣泛，工程機(jī)械是回轉(zhuǎn)支承最初應(yīng)用也是應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域，如塔機(jī)、挖掘機(jī)、解體機(jī)、堆取料機(jī)、平地機(jī)、壓路機(jī)、強(qiáng)夯機(jī)、鑿巖機(jī)械、掘進(jìn)機(jī)等，塔機(jī)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)主要由回轉(zhuǎn)支承裝置、回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置以及上下支座構(gòu)成。塔機(jī)在工作過(guò)程回轉(zhuǎn)總成經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)運(yùn)作不流暢（抖動(dòng)）并發(fā)出噪音超標(biāo)（異響）故障。筆者結(jié)合自己的工作經(jīng)驗(yàn)分別從回轉(zhuǎn)支承、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)及回轉(zhuǎn)支座可能產(chǎn)生的故障入手，在制造工藝，裝配檢測(cè)，設(shè)備保養(yǎng)等方面提出自己的意見(jiàn)和建議。

1 回轉(zhuǎn)支承抖動(dòng)及異響原因

剛出廠(chǎng)的回轉(zhuǎn)支承在空轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)發(fā)出鋼球滾動(dòng)的均勻響聲，其屬于正常。如在均勻正常的響聲同時(shí)伴有另種異常較大的響聲則為異響。產(chǎn)生故障的原因很多。

當(dāng)塔機(jī)的回轉(zhuǎn)支承運(yùn)轉(zhuǎn)頻繁和承載力較大時(shí)都會(huì)產(chǎn)生異響和抖動(dòng)故障。塔機(jī)應(yīng)用的回轉(zhuǎn)支承主要形式有外嚙合型和內(nèi)嚙合型，大小齒輪嚙合不良，時(shí)緊時(shí)松，在齒跳最大位置嚙合過(guò)緊產(chǎn)生異響。所以制造工藝至關(guān)重要。

1.1 齒輪的加工不夠精密

回轉(zhuǎn)支承其齒輪精度等級(jí)應(yīng)在7～11級(jí)之間，決定著回轉(zhuǎn)支承傳動(dòng)的平穩(wěn)性、載荷分布的均勻性及傳動(dòng)準(zhǔn)確性。齒輪精度越高，嚙合齒面接觸斑點(diǎn)就越密集，這樣其噪聲值減低、運(yùn)作平穩(wěn)性提高。

1.2 回轉(zhuǎn)支承內(nèi)部加工精度

單排四點(diǎn)接觸球式回轉(zhuǎn)支承內(nèi)部的鋼球加工精度和內(nèi)部滾道的加工精度不高，或存在質(zhì)量缺陷及滾道內(nèi)缺少潤(rùn)滑油滾體與隔塊碰撞，直接影響回轉(zhuǎn)支承運(yùn)轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性和噪聲的大小，因此檢查回轉(zhuǎn)支承缺陷時(shí)，有時(shí)候通過(guò)更換鋼球來(lái)降低故障發(fā)生頻率。

1.3 齒輪及啟動(dòng)電機(jī)的質(zhì)量問(wèn)題

由于齒輪受載工作時(shí)間長(zhǎng)后，齒面節(jié)線(xiàn)附近就會(huì)出現(xiàn)小塊金屬或者條形金屬鐵屑的脫落，形成點(diǎn)蝕或者啃齒。齒面點(diǎn)蝕隨工作時(shí)間的增大而不斷擴(kuò)展這樣使得嚙合的齒形損壞，塔機(jī)回轉(zhuǎn)時(shí)的噪聲和沖擊增大，周而復(fù)始沖擊下來(lái)的金屬顆粒又加快了齒面的磨損，形成惡性循環(huán)。再加上回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中啟動(dòng)電機(jī)的制造和裝配存在自身缺陷自身產(chǎn)生沖擊性抖動(dòng)，驅(qū)動(dòng)輪跟支承的嚙合過(guò)程工作不穩(wěn)定，這樣也增大了抖動(dòng)的頻率及異響噪聲的分貝。

1.4 塔機(jī)的上下支座焊接缺陷

塔機(jī)的上下支座結(jié)構(gòu)復(fù)雜，焊縫比較密集，焊縫的質(zhì)量對(duì)塔機(jī)回轉(zhuǎn)異響起到重要影響。

如果焊接的質(zhì)量不合格就需要對(duì)焊縫缺陷進(jìn)行返修、補(bǔ)焊。在補(bǔ)焊修復(fù)時(shí)不但會(huì)產(chǎn)生新的焊接應(yīng)力而且對(duì)機(jī)加工安裝面的平面度也會(huì)產(chǎn)生極大影響，同時(shí)焊接產(chǎn)生的電流在通過(guò)回轉(zhuǎn)支承時(shí)對(duì)內(nèi)部滾動(dòng)體和滾道也會(huì)造成一定的損害。另外，在制造裝配中產(chǎn)生的裝配誤差，現(xiàn)場(chǎng)安裝中銷(xiāo)軸的穿裝和螺栓的預(yù)緊如果達(dá)不到規(guī)定的要求，也會(huì)產(chǎn)生異響或者抖動(dòng)。

2 塔機(jī)回轉(zhuǎn)支承故障預(yù)防措施及維護(hù)保養(yǎng)

2.1 回轉(zhuǎn)支承齒輪要求

根據(jù)ISO6336-1：2006，ISO6336-2：2006和ISO6336-3：2006對(duì)齒輪極限載荷和疲勞載荷下的接觸強(qiáng)度和彎曲度分別進(jìn)行計(jì)算和驗(yàn)證，當(dāng)小齒輪最大輸出扭矩10700N-M，大齒輪的接觸強(qiáng)度計(jì)算安全系數(shù)Sh為1.14，彎曲強(qiáng)度計(jì)算安全系數(shù)Sf為1.48，齒輪嚙合間隙根據(jù)齒輪節(jié)圓徑向跳動(dòng)最高點(diǎn)調(diào)節(jié)齒側(cè)間隙。齒側(cè)間隙最小值一般為0.03～0.04x模數(shù)，在最終緊固支承之后需要對(duì)整個(gè)圓周上的小齒輪的齒輪嚙合間隙進(jìn)行重新檢查。

2.2 回轉(zhuǎn)支承內(nèi)部潤(rùn)滑

在日常的使用中應(yīng)當(dāng)及時(shí)、按時(shí)按使用說(shuō)明書(shū)中對(duì)各個(gè)部件按潤(rùn)滑劑、潤(rùn)滑方式、潤(rùn)滑周期規(guī)定進(jìn)行潤(rùn)滑。對(duì)應(yīng)球類(lèi)回轉(zhuǎn)支承一般每運(yùn)轉(zhuǎn)100小時(shí)加注一次，滾柱類(lèi)回轉(zhuǎn)支承每50小時(shí)加注一次，對(duì)于灰塵多、濕度大、溫差高的特殊工作環(huán)境應(yīng)當(dāng)縮短潤(rùn)滑周期。每次潤(rùn)滑必須將滾道注滿(mǎn)直至潤(rùn)滑油滲出，加注的同時(shí)需要慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)回轉(zhuǎn)支承使得潤(rùn)滑脂均勻填充。通過(guò)加注潤(rùn)滑油保養(yǎng)，可以減少齒輪副之間的摩擦力，減緩齒輪齒圈的磨損速度，形成的油膜也可以起到減震圈的作用，消除運(yùn)轉(zhuǎn)中產(chǎn)生的部分振動(dòng)能量。另外潤(rùn)滑油膜還可以很好的潤(rùn)滑清潔各摩擦面，防止銹蝕，消除了鐵屑對(duì)摩擦表面的影響。從而降低運(yùn)轉(zhuǎn)的摩擦噪音增大支承的使用壽命。

2.3 緊固螺栓

回轉(zhuǎn)支承與上下支座的連結(jié)螺栓除了承受預(yù)緊力外還有受軸向脈動(dòng)載荷，這樣就會(huì)造成螺栓拉長(zhǎng)或者連接面變形，使得螺栓松動(dòng)。螺栓聯(lián)結(jié)松動(dòng)預(yù)緊力達(dá)不到要求后軸向間隙增大，滾動(dòng)體受到較大傾覆力矩旋轉(zhuǎn)，滾道邊緣受到巨大的接觸應(yīng)力，造成滾道邊緣破壞。所以必須定期檢查回轉(zhuǎn)支承螺栓的緊固情況，使其達(dá)到規(guī)定的預(yù)緊力，其預(yù)緊力一般為400-500N.m。某市曾發(fā)生過(guò)一臺(tái)Q T Z 25塔機(jī)上部結(jié)構(gòu)傾覆事故， 直接原因是回轉(zhuǎn)支承與上支座聯(lián)結(jié)螺栓在非規(guī)定的條件下工作，致使各個(gè)螺栓組依次地、 陸續(xù)地受到超過(guò)其承載能力的載荷而失效， 最后導(dǎo)致塔機(jī)上部結(jié)構(gòu) （帶著回轉(zhuǎn)支承）脫開(kāi)塔身結(jié)構(gòu)而翻落。 經(jīng)計(jì)算當(dāng)有4根螺栓退出工作時(shí)，螺栓中最大拉力為原設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)的2.5倍，當(dāng)8根螺栓退出工作時(shí)' 螺栓中的最大拉力增加了6倍。因此， 回轉(zhuǎn)支承螺栓緊固及其強(qiáng)度等級(jí)選用非常重要。因此回轉(zhuǎn)支承螺栓緊固及其強(qiáng)度等級(jí)的選型非常重要。

2.4 安裝及運(yùn)行

安裝回轉(zhuǎn)支承應(yīng)選用高強(qiáng)度螺栓，螺栓及螺母應(yīng)符合GB3098.1及GB3098.2標(biāo)準(zhǔn)要求禁止使用彈簧墊圈。在安裝螺栓擰緊前，須進(jìn)行大小齒輪嚙合調(diào)整（側(cè)隙），應(yīng)保證回轉(zhuǎn)支承與小齒輪嚙合符合要求。擰緊安裝螺栓應(yīng)在180°，安裝平面必須清潔、平整，不得有毛邊、鐵屑等雜物，其平面必須滿(mǎn)足以下表要求：

塔機(jī)回轉(zhuǎn)支承在運(yùn)行中往往也會(huì)出現(xiàn)斷齒故障，所以塔機(jī)在運(yùn)行中也要考慮到風(fēng)力對(duì)回轉(zhuǎn)支承的影響，如果超過(guò)規(guī)定風(fēng)力作業(yè)或停止作業(yè)后吊臂不能隨風(fēng)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣可能會(huì)損壞與支承嚙合的齒輪或者回轉(zhuǎn)支承，嚴(yán)重就會(huì)發(fā)生安全事故。所以塔機(jī)在安裝及運(yùn)行都應(yīng)做好詳細(xì)檢查。

3 結(jié)束語(yǔ)

近幾年全國(guó)的塔機(jī)安全事故頻發(fā)，作為塔機(jī)操作者，我不可能去廠(chǎng)家參與設(shè)備的制造和驗(yàn)收，操作者無(wú)法根據(jù)自己的操作經(jīng)驗(yàn)控制回轉(zhuǎn)支承自身制作及裝配上的誤差，由于施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的特殊即便制造加工符合技術(shù)要求，回轉(zhuǎn)支承在使用過(guò)程也會(huì)偶爾出現(xiàn)振動(dòng)及異響。綜上所述回轉(zhuǎn)支承出現(xiàn)故障的因素很多，除了要把好設(shè)計(jì)制造的質(zhì)量關(guān)外，操作者更要做好日常的維護(hù)及保養(yǎng)工作。避免安全事故的發(fā)生。

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