起重機(jī)回轉(zhuǎn)支承故障的預(yù)防和控制

滕召勇 陳武

摘 要：回轉(zhuǎn)支承是起重機(jī)承載、回轉(zhuǎn)的重要零部件之一，如果其出現(xiàn)故障，不僅會(huì)影響起重機(jī)正常作業(yè)，而且會(huì)造成極大的安全風(fēng)險(xiǎn)。該文以起重機(jī)回轉(zhuǎn)支承運(yùn)行原理為入手點(diǎn)，從系統(tǒng)壓力不穩(wěn)、回轉(zhuǎn)制動(dòng)閥門無法閉合、回轉(zhuǎn)支承曠動(dòng)等方面對起重機(jī)回轉(zhuǎn)支承故障進(jìn)行了簡單的分析，并依據(jù)起重機(jī)回轉(zhuǎn)支承故障因素，提出了幾點(diǎn)起重機(jī)回轉(zhuǎn)支承故障預(yù)防及控制措施。

關(guān)鍵詞：起重機(jī)；回轉(zhuǎn)支承；故障預(yù)防；故障控制

中圖分類號(hào)：TH213 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 前言

某一金屬結(jié)構(gòu)廠所采用的起重機(jī)為繩索式變幅門座式起重機(jī)，其最大額定重量為6×104 kg，最大起重高度為40 m，最大起升幅度為50 m。門座式起重機(jī)運(yùn)行時(shí)間較長，且大多在露天場地進(jìn)行工作。為了降低該起重機(jī)運(yùn)作風(fēng)險(xiǎn)，保證整體作業(yè)場地安全，需要對起重機(jī)關(guān)鍵模塊進(jìn)行定期檢修。該文以該起重機(jī)回轉(zhuǎn)支承故障為例，對其預(yù)防及控制進(jìn)行了簡單分析，具體如下。

1 起重機(jī)回轉(zhuǎn)支承運(yùn)作機(jī)理

起重機(jī)回轉(zhuǎn)支承具有多種運(yùn)作模式，在具體設(shè)計(jì)過程中大多以滾道直徑為主要參數(shù)，依據(jù)承載能力要求進(jìn)行逐級遞增。同時(shí)為了滿足起重設(shè)備對軸向尺寸及承載重量的多樣化要求，在實(shí)際滾動(dòng)體設(shè)計(jì)過程中，還可以選擇單排四點(diǎn)接觸球式、三排滾珠式、雙排球式、單排交叉滾珠式等幾種類型。以三排滾珠式為例，其主要包括上、中、下3個(gè)層面均勻排列的滾珠及內(nèi)外兩層滾圈。根據(jù)具體起重機(jī)承重荷載，在實(shí)際設(shè)計(jì)中可設(shè)定不同的滾動(dòng)直徑，保證起重機(jī)可以組合承受徑向力、軸向力等各種作用力。

2 起重機(jī)回轉(zhuǎn)支承常見故障

2.1 回轉(zhuǎn)支承無法順利運(yùn)作

回轉(zhuǎn)支承無法順利運(yùn)作除了過載問題，還可能為液態(tài)馬達(dá)故障、減速器手動(dòng)控制閥故障、溢流閥故障等因素。除此之外，如果起重機(jī)回轉(zhuǎn)支承內(nèi)部出現(xiàn)鋼柱碎裂、變形卡死、滾動(dòng)軌道壓塌等情況，也會(huì)影響回轉(zhuǎn)支承正常運(yùn)作。

2.2 轉(zhuǎn)盤軸承游隙曠動(dòng)

轉(zhuǎn)盤軸承曠動(dòng)主要由于轉(zhuǎn)盤軸承即回轉(zhuǎn)軸承內(nèi)部相關(guān)部件老化或損害，導(dǎo)致轉(zhuǎn)盤軸承游隙超出標(biāo)準(zhǔn)值。

2.3 回轉(zhuǎn)軸承出現(xiàn)異響

回轉(zhuǎn)軸承出現(xiàn)異響主要是由于滾動(dòng)體破裂、滾動(dòng)硬度層破損或者出現(xiàn)脫落情況。

2.4 回轉(zhuǎn)支承系統(tǒng)壓力低于標(biāo)準(zhǔn)值

回轉(zhuǎn)支承系統(tǒng)壓力低于標(biāo)準(zhǔn)值主要出現(xiàn)于起重機(jī)滿載或重載的情況，在其空載、輕載時(shí)表現(xiàn)正常，甚至?xí)霈F(xiàn)無法回轉(zhuǎn)或回轉(zhuǎn)阻力過大等問題。

3 起重機(jī)回轉(zhuǎn)支承故障預(yù)防及控制

3.1 起重機(jī)回轉(zhuǎn)支承故障預(yù)防

起重機(jī)回轉(zhuǎn)支承故障大多為機(jī)械、電氣等方面故障。一方面為了最大限度地降低起重機(jī)回轉(zhuǎn)支承故障發(fā)生概率，維修人員應(yīng)加大對熱繼電器、熔斷器、自動(dòng)空氣開關(guān)、過電流繼電器等電動(dòng)機(jī)保護(hù)元件的核查，避免其長期處于不正常工作狀況導(dǎo)致的回轉(zhuǎn)支承故障。另一方面由于起重機(jī)電氣設(shè)備大多處于空氣濕度較大的環(huán)境中，因此應(yīng)加大對電氣線路維護(hù)工作的重視，避免接線端子排對地絕緣值低于標(biāo)準(zhǔn)值0.50 MΩ導(dǎo)致的回轉(zhuǎn)支承故障。

3.2 起重機(jī)回轉(zhuǎn)支承異響故障控制

以某起重機(jī)回轉(zhuǎn)支承故障為例，該起重機(jī)在某次裝船作業(yè)中，起重機(jī)臂架回轉(zhuǎn)階段出現(xiàn)異常響動(dòng)。經(jīng)后期檢測發(fā)現(xiàn)，該起重機(jī)回轉(zhuǎn)支承異響位置主要為起重機(jī)某側(cè)驅(qū)動(dòng)裝置出現(xiàn)摩擦聲、機(jī)械撞擊聲，在起重機(jī)反向回轉(zhuǎn)階段異響出現(xiàn)增加情況，隨后減弱。針對上述故障情況，首先應(yīng)對起重機(jī)彈性柱銷聯(lián)軸器進(jìn)行檢測，經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)該起重機(jī)彈性墊圈、柱銷位置間隔距離超出標(biāo)準(zhǔn)值；在彈性墊圈更換之后，回轉(zhuǎn)支承異常響動(dòng)仍然存在，隨后采用電阻表對電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子、電子繞組對地絕緣進(jìn)行逐一檢測，均在標(biāo)準(zhǔn)限度；將電動(dòng)機(jī)解體后，其內(nèi)部構(gòu)件均無明顯故障，且各構(gòu)件錐面配合度較高。

最后，通過與起重機(jī)維修人員溝通，發(fā)現(xiàn)該起重機(jī)回轉(zhuǎn)支承尾部軸承、端蓋間缺乏有效的隔離裝置，促使該回轉(zhuǎn)支承無法進(jìn)行正常軸向定位。為了驗(yàn)證上述猜想正確性，在將電動(dòng)機(jī)解體之后，對定子、轉(zhuǎn)子線圈外觀進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子線圈某一匝絕緣漆位置出現(xiàn)燒壞變色，在更換至備用電動(dòng)設(shè)備后，故障問題得到了有效的解決。

3.3 起重機(jī)回轉(zhuǎn)支承曠動(dòng)故障控制

依據(jù)起重機(jī)回轉(zhuǎn)支承組裝要求，起重機(jī)回轉(zhuǎn)支承滾道、滾動(dòng)體裝配間隙應(yīng)在0.30 mm～0.49 mm。但是在實(shí)際起重機(jī)組裝過程中，由于工藝參數(shù)、制造工藝等多種因素的影響，起重機(jī)回轉(zhuǎn)支承滾道、滾動(dòng)體間距離大多在標(biāo)準(zhǔn)值以下。這種情況下起重機(jī)回轉(zhuǎn)支承曠動(dòng)現(xiàn)象發(fā)展概率就大大增加。因此為了從根本上降低起重機(jī)回轉(zhuǎn)支承曠動(dòng)問題，維修人員可依據(jù)起重機(jī)回轉(zhuǎn)支承運(yùn)作標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行回轉(zhuǎn)支承載荷計(jì)算，并進(jìn)行具體承載能力曲線的繪制。以門式起重機(jī)回轉(zhuǎn)支承為例，其回轉(zhuǎn)360°壽命最高靜荷載系數(shù)為1.450，而其安全使用系數(shù)為1.69，考慮到起重機(jī)回轉(zhuǎn)支承在一定范圍內(nèi)會(huì)出現(xiàn)疲勞失效情況，因此在具體計(jì)算過程中，應(yīng)依據(jù)實(shí)際回轉(zhuǎn)角度數(shù)值，進(jìn)行2次重復(fù)回轉(zhuǎn)計(jì)算。在起重機(jī)回轉(zhuǎn)支承承載能力曲線繪制完畢之后，可嚴(yán)格依據(jù)回轉(zhuǎn)支承制造標(biāo)準(zhǔn)，選擇50Mn材料，或者42CrMo作為替換裝置。

為了降低起重機(jī)回轉(zhuǎn)支承運(yùn)作期間松動(dòng)、斷裂風(fēng)險(xiǎn)概率，首先在起重機(jī)回轉(zhuǎn)支承運(yùn)作超出4天以后，應(yīng)進(jìn)行螺栓預(yù)緊力檢測，并在其工作周期達(dá)到20天后，進(jìn)行預(yù)緊力重復(fù)檢查。而在回轉(zhuǎn)支承運(yùn)作時(shí)間超出600天后，進(jìn)行新型螺栓的更換。其次，在起重機(jī)回轉(zhuǎn)支承運(yùn)作期間，綜合考慮潤滑脂、潤滑周期、潤滑油路暢通度等因素，可進(jìn)行定期潤滑維護(hù)。如果在回轉(zhuǎn)支承運(yùn)作軌道內(nèi)已存在一定的潤滑優(yōu)良，則可以根據(jù)具體工作要求進(jìn)行潤滑油的適當(dāng)添加。根據(jù)不同的運(yùn)行機(jī)構(gòu)，潤滑液添加間隔時(shí)期也有不同的要求，如在球式回轉(zhuǎn)支承潤滑時(shí)，需要間隔4天進(jìn)行一次；而滾柱式回轉(zhuǎn)支承潤滑周期則為2天。最后，在起重機(jī)回轉(zhuǎn)支承運(yùn)行過程中，需要每隔10天進(jìn)行一次全面清洗，避免硬質(zhì)異物堆積對回轉(zhuǎn)支承的不利影響。

3.4 起重機(jī)回轉(zhuǎn)支承據(jù)動(dòng)故障控制

起重機(jī)回轉(zhuǎn)作業(yè)進(jìn)行過程中，驅(qū)動(dòng)力主要由回轉(zhuǎn)電機(jī)發(fā)出，經(jīng)聯(lián)軸器、減速機(jī)、回轉(zhuǎn)小齒輪，達(dá)到回轉(zhuǎn)支承大齒圈。在整個(gè)過程中，齒輪、大齒圈的嚙合對回轉(zhuǎn)作業(yè)順利進(jìn)行非常重要。因此，在起重機(jī)回轉(zhuǎn)支承據(jù)動(dòng)問題發(fā)生后，維修人員可首先對回轉(zhuǎn)支承外部結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測，然后逐步對滾道、鋼柱、液態(tài)馬達(dá)柱、軸承、減速器齒輪、蝸桿等進(jìn)行檢查維修，并根據(jù)具體問題因素進(jìn)行有針對性地解決。特別是在起重機(jī)回轉(zhuǎn)支承外圈大齒輪更換過程中，應(yīng)將起重機(jī)回轉(zhuǎn)平臺(tái)上層、臂架系統(tǒng)進(jìn)行完全拆除。然后在回轉(zhuǎn)支承齒輪材料選擇過程中，適當(dāng)調(diào)整齒輪模數(shù)、壽命安全系數(shù)。結(jié)合合理的齒輪根部過渡圓角半徑選擇，可有效提升齒輪抗彎曲效能。

最后，在齒輪重組過程中，可以在調(diào)整齒輪嚙合齒側(cè)間隙及連接剛度的基礎(chǔ)上，添加合理的阻尼元件，最大限度地降低外部荷載對起重機(jī)回轉(zhuǎn)支承的不利影響。

此外，在日常檢修過程中，應(yīng)注意對齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)靈活度、光潔度及齒輪邊緣完整性進(jìn)行檢測。如果齒輪槽位置出現(xiàn)3.0 mm以上的磨損量，或者齒輪槽直徑減少量為驅(qū)動(dòng)繩直徑的49 %時(shí)，則需要進(jìn)行齒輪更換措施。

4 結(jié)語

綜上所述，回轉(zhuǎn)支承故障的出現(xiàn)，對整體起重機(jī)順利、安全運(yùn)行造成了嚴(yán)重的威脅。因此在實(shí)際起重機(jī)應(yīng)用過程中，維修人員應(yīng)定期對回轉(zhuǎn)支承進(jìn)行維護(hù)管理，并針對起重機(jī)回轉(zhuǎn)支承異響、曠動(dòng)、壓力過低、據(jù)動(dòng)等問題，進(jìn)行集中分析處理。逐步完善故障控制機(jī)制，保證起重機(jī)回轉(zhuǎn)支承故障的及時(shí)、有效解決。

參考文獻(xiàn)

[1]高雨.港口大型門座起重機(jī)回轉(zhuǎn)支承故障機(jī)理分析[J].中國水運(yùn)， 2015（9）：66-67.

[2]李倩，王世博，毛勇.平面滑動(dòng)回轉(zhuǎn)支承設(shè)計(jì)方法[J].機(jī)械設(shè)計(jì)，2013，30（4）：44-47.

[3]張學(xué)東.塔式起重機(jī)回轉(zhuǎn)支承常見故障分析及對策[J].山西建筑，2018，44（7）：226-228.