門座式起重機(jī)回轉(zhuǎn)支承斷齒修復(fù)工藝

摘 要：對(duì)港口門座式起重機(jī)回轉(zhuǎn)支承外齒斷裂原因進(jìn)行分析，提出快速有效的修復(fù)方案，降低門機(jī)停機(jī)損失，延長(zhǎng)回轉(zhuǎn)支承使用壽命，改進(jìn)門機(jī)回轉(zhuǎn)支承的使用管理與維護(hù)，防范回轉(zhuǎn)支承斷齒故障再次發(fā)生。

關(guān)鍵詞：港口；門座式起重機(jī)；回轉(zhuǎn)支承；斷齒修復(fù)

1 回轉(zhuǎn)支承概述

回轉(zhuǎn)支承又叫轉(zhuǎn)盤(pán)軸承，它有內(nèi)外圈、保持架、滾動(dòng)體、密封體等構(gòu)成，分為無(wú)齒式、外齒式、內(nèi)齒式的四點(diǎn)接觸球軸承、雙排角接觸球軸承、圓柱滾子、三排圓柱滾子軸承等多種型式，可以同時(shí)承受較大的軸向、徑向載荷和傾覆力矩，主要用于港口機(jī)械、鋼鐵、冶金、工程機(jī)械等重型行業(yè)。

2007年以來(lái)，連云港港口建設(shè)加快步伐，特別是“一體兩翼”戰(zhàn)略實(shí)施，據(jù)統(tǒng)計(jì)，近10年連云港及其兩翼港區(qū)累計(jì)安裝門座式起重機(jī)約60多臺(tái)，以東源港務(wù)公司為例，4個(gè)10萬(wàn)噸級(jí)泊位分別安裝了4臺(tái)40-37、2臺(tái)40-39和10臺(tái)40-43型門機(jī)，全部都使用了回轉(zhuǎn)支承。

回轉(zhuǎn)支承主要用于起重機(jī)上部轉(zhuǎn)盤(pán)和下部圓筒體門架的聯(lián)接，通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)小齒輪與回轉(zhuǎn)支承外齒嚙合，承接和傳遞回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)全部載荷。

2 回轉(zhuǎn)支承斷齒情況分析

2.1 回轉(zhuǎn)支承斷齒情況

2012年11月3日5時(shí)，東源港務(wù)分公司門機(jī)一班某司機(jī)駕駛MQ40型門機(jī)在58#泊位“海州6”輪5艙進(jìn)行紅土鎳礦卸船作業(yè)，門機(jī)起升過(guò)程中，抓斗臨近艙口時(shí)，忽然聽(tīng)到回轉(zhuǎn)齒圈部位異響，遂停機(jī)檢查，發(fā)現(xiàn)在回轉(zhuǎn)支承平行于軌道方向海側(cè)45°位置處一外齒斷裂，見(jiàn)圖1。

該門機(jī)2009年1月安裝調(diào)試，8月正式投入使用，作業(yè)時(shí)工屬具為輕型鎳礦抓斗，抓斗重15.6t、容積18m3，貨物比1.3t/m3，力矩裝置顯示實(shí)時(shí)負(fù)荷31t（含抓斗），船艙內(nèi)無(wú)機(jī)械，艙口無(wú)刮擦、無(wú)變形。

2.2 回轉(zhuǎn)支承斷齒原因分析

回轉(zhuǎn)支承斷齒的原因主要有兩種：疲勞強(qiáng)度斷裂、沖擊過(guò)載斷裂。

疲勞斷裂主要是齒根受彎曲應(yīng)力，引起初始疲勞裂紋，裂紋不斷擴(kuò)展，最終導(dǎo)致齒輪折斷；沖擊過(guò)載斷裂主要是由于短時(shí)過(guò)載或嚴(yán)重沖擊，靜強(qiáng)度不夠而導(dǎo)致全齒折斷或局部折斷。

據(jù)調(diào)查，回轉(zhuǎn)支承設(shè)計(jì)壽命為25000工作小時(shí)，全負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)數(shù)15萬(wàn)次，發(fā)生斷齒的回轉(zhuǎn)支承累計(jì)工作臺(tái)時(shí)11007小時(shí)，尚未到疲勞斷裂期，回轉(zhuǎn)支承外齒系突然斷裂，斷齒痕跡清晰，無(wú)明顯老舊痕跡，說(shuō)明回轉(zhuǎn)支承受力異常，沖擊過(guò)載引起外齒斷裂。

側(cè)隙大小是影響回轉(zhuǎn)支承載荷和兩側(cè)回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)齒輪受力的重要因素。經(jīng)檢測(cè)，回轉(zhuǎn)支承一側(cè)與小齒輪嚙合側(cè)隙為3mm，嚙合標(biāo)準(zhǔn)側(cè)隙為0.8mm-1.5mm，側(cè)隙偏大導(dǎo)致齒輪嚙合面積減少，局部應(yīng)力過(guò)大，造成外齒斷裂。

3 回轉(zhuǎn)支承斷齒的修復(fù)工藝

2008-2012年，連云港及周邊港口門座式起重機(jī)回轉(zhuǎn)支承發(fā)生斷齒等故障約有5起，普遍采用的方法都是更換新的回轉(zhuǎn)支承。

港口作為服務(wù)型單位，一切都是以船舶和生產(chǎn)裝卸為核心，東源公司58#泊位是連云港港10萬(wàn)噸級(jí)重點(diǎn)通用泊位，長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)勢(shì)必對(duì)生產(chǎn)造成巨大影響。更換新回轉(zhuǎn)支承，采購(gòu)周期要30天，維修成本高達(dá)82萬(wàn)元，回轉(zhuǎn)支承就此報(bào)廢。經(jīng)技術(shù)人員調(diào)研，公司決定對(duì)回轉(zhuǎn)支承斷齒進(jìn)行修復(fù)，主要方法是局部補(bǔ)焊和鑲齒修復(fù)。

一是殘齒修補(bǔ)。檢查、清理、清潔殘齒，用500℃高溫多層融焊方式局部修補(bǔ)、打磨，保持殘齒齒根足夠回火強(qiáng)度、外觀平整，進(jìn)行齒輪根部探傷，確認(rèn)齒輪根部及相鄰位置無(wú)裂紋，見(jiàn)圖2。

二是新齒焊接。準(zhǔn)備一個(gè)大小、模數(shù)相同的新齒，根部加工雙45°×10角，根據(jù)齒隙和齒高調(diào)整定位，雙邊坡口交互焊接，用異種鋼焊條進(jìn)行分層堆焊，緩慢加溫，避免冷風(fēng)。

三是修補(bǔ)打磨。新齒堆焊結(jié)束加溫到300℃保溫2小時(shí)慢冷，對(duì)焊縫進(jìn)行100%UT+RT探傷，確保焊縫質(zhì)量，保證齒根強(qiáng)度，開(kāi)展相鄰齒隙、節(jié)圓厚度、齒頂高測(cè)量，進(jìn)行修補(bǔ)打磨。

四是監(jiān)護(hù)使用。取消回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)高速檔，降至額定負(fù)荷80%監(jiān)護(hù)運(yùn)行，連續(xù)運(yùn)行8小時(shí)后，檢查修復(fù)齒輪及無(wú)異常，恢復(fù)正常使用。

4 結(jié)束語(yǔ)

（1）東源公司58#泊位3#門座式起重機(jī)回轉(zhuǎn)支承外齒斷齒修復(fù)僅用時(shí)2天，修復(fù)費(fèi)用1.6萬(wàn)元，直接節(jié)約維修費(fèi)用80多萬(wàn)元，極大的減少了門機(jī)停機(jī)時(shí)間，降低了設(shè)備故障給港口生產(chǎn)帶來(lái)的損失。

（2）截止2016年8月底，修復(fù)后的回轉(zhuǎn)支承使用情況良好，回轉(zhuǎn)支承修復(fù)后累計(jì)使用16200h，裝卸貨物約470萬(wàn)t，延長(zhǎng)了回轉(zhuǎn)支承的使用壽命，創(chuàng)造了較好的經(jīng)濟(jì)效益，并對(duì)回轉(zhuǎn)支承類似斷齒故障的處理提供了極大的借鑒。

（3）回轉(zhuǎn)支承斷齒修復(fù)后，公司先后開(kāi)展了港口門座式起重機(jī)回轉(zhuǎn)支承軟帶位置調(diào)整、密封圈及保持架材料優(yōu)化、回轉(zhuǎn)支承潤(rùn)滑點(diǎn)增設(shè)、回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)齒輪定位圈調(diào)整、開(kāi)式齒輪固體復(fù)合潤(rùn)滑技術(shù)及規(guī)范操作等一系列課題研究，取得了非常顯著的成果。

作者簡(jiǎn)介：丁炳乙（1985-），男，漢族，江蘇連云港，學(xué)士，本科，助理工程師，港口機(jī)械。