門座起重機(jī)起升減速機(jī)高速軸斷裂維修

王登科 李曉 山東陸海重工有限公司

一、故障簡述

2019年11月19日，中交航某局1臺(tái)MQ40t-25門座機(jī)在鋼板卸船后轉(zhuǎn)運(yùn)至堆場時(shí)，發(fā)生溜鉤現(xiàn)象，隨后制動(dòng)器緊急制動(dòng)，避免了事故發(fā)生。

二、原因分析

該起重機(jī)于2016年4月安裝完成并使用至今，一直運(yùn)行良好，僅發(fā)生減速機(jī)滲油現(xiàn)象，日常檢查正常。發(fā)生故障后，逐個(gè)檢查運(yùn)行部零件，發(fā)現(xiàn)主起升卷筒減速機(jī)高速軸與聯(lián)軸器孔安裝處出現(xiàn)斷裂（圖1-圖4）。減速機(jī)與底座連接螺栓松動(dòng)，造成減速機(jī)偏斜（圖5），制動(dòng)輪兩邊磨損不一致（圖6），減速機(jī)內(nèi)齒輪嚙合正常，無點(diǎn)蝕、剝落和齒面偏磨現(xiàn)象。高速軸斷裂在減速機(jī)軸伸根部的軸肩處，直徑95mm，該減速機(jī)型號(hào)為QY3D500-50VIIP/VIIIP，廠家為國內(nèi)一線品牌，質(zhì)量有一定保證。由圖4可見，斷口整體較為平齊，可區(qū)分出裂紋源區(qū)、擴(kuò)展區(qū)和瞬斷撕裂區(qū)。裂紋源區(qū)位于軸外徑處，有陳舊的撕裂棱，軸中間部分呈現(xiàn)海灘條帶切光亮，是運(yùn)轉(zhuǎn)過程中反復(fù)變形擠壓產(chǎn)生，符合裂紋擴(kuò)展區(qū)的特征。瞬斷區(qū)面積較小，有明顯撕裂金屬纖維狀。以上現(xiàn)象均符合疲勞破壞的特點(diǎn)。由此可以判斷，減速機(jī)高速軸在使用過程中受到較大的交變載荷是造成疲勞斷裂的根本原因。減速機(jī)螺栓松動(dòng)造成電機(jī)軸與減速機(jī)高速軸不同心時(shí)，使得減速機(jī)輸入軸增加徑向載荷，加大軸上的彎矩。同時(shí)制動(dòng)器制動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的沖擊載荷更加劇了裂紋的產(chǎn)生和增大，長期運(yùn)轉(zhuǎn)會(huì)發(fā)生斷軸現(xiàn)象。制動(dòng)輪與減速機(jī)軸是剛性聯(lián)接，偏斜制動(dòng)時(shí)減速機(jī)軸受徑向力，在低速和停車制動(dòng)時(shí)受到的徑向力更大，也是斷軸原因之一。

圖1 斷裂源區(qū)位置

圖4 斷裂過程對比

圖5 螺栓松動(dòng)

圖6 制動(dòng)輪偏磨損

三、維修方案與預(yù)防措施

（一）拆機(jī)與清洗

（1）清理減速機(jī)起升機(jī)構(gòu)處減速機(jī)、電機(jī)油污，用頂上的檢修葫蘆移開電機(jī)，拆去聯(lián)軸器。

圖2 瞬斷區(qū)位置

圖3 斷裂過程

（2）擰開減速機(jī)軸透蓋螺栓、上下箱體聯(lián)接螺栓，拆開減速機(jī)上蓋，取出斷軸及油封。

（3）檢查齒輪磨損情況。若磨損正常，可以在嚙合處做記號(hào)，取出其余齒輪軸系，用清潔煤油清洗干凈，包裹存放。

（4）放凈減速機(jī)箱體內(nèi)的機(jī)油，用棉紗浸煤油將上下箱體內(nèi)清洗干凈。

（5）將制動(dòng)輪內(nèi)的斷軸用壓力機(jī)壓出，在車床處車修制動(dòng)輪外圓，保證外圓與內(nèi)孔同軸。

（二）裝配與調(diào)試

（1）采購?fù)吞?hào)減速機(jī)高速軸、油封，按照標(biāo)記裝減速機(jī)齒輪軸系，檢查齒輪嚙合情況合格。

（2）將聯(lián)軸器制動(dòng)輪熱裝在減速機(jī)高速軸上，注意用水冷卻高速軸油封，防止油封過熱損壞，檢查制動(dòng)輪圓周跳動(dòng)情況合格。

（3）擰緊減速機(jī)與底座聯(lián)接螺栓、焊接定位塊，安裝電機(jī)與聯(lián)軸器，調(diào)整好軸線，擰緊電機(jī)與底座螺栓。

（三）預(yù)防措施

（1）設(shè)計(jì)和安裝時(shí)嚴(yán)格控制各軸線同軸，保證合格。使用一段時(shí)間后，應(yīng)再次校準(zhǔn)軸線偏差，并及時(shí)調(diào)整。

（2）設(shè)計(jì)減速機(jī)與底座定位銷或定位塊。調(diào)整同軸后，配鉆定位銷或配焊定位塊。

（3）安裝時(shí)嚴(yán)格調(diào)整制動(dòng)器對角線及襯瓦中心高度，保證制動(dòng)襯瓦抱緊中心與制動(dòng)輪中心重合，襯瓦與制動(dòng)輪間隙一致。

（4）調(diào)整制動(dòng)預(yù)緊力，符合制動(dòng)器說明書要求，保證無偏磨現(xiàn)象。

（5）注意檢查減速器安裝底座螺栓是否松動(dòng)，防止螺栓松動(dòng)引起的起制動(dòng)沖擊載荷，以及聯(lián)軸器不同步引起的附加載荷，造成疲勞裂紋。

（6）日常巡檢時(shí)關(guān)注檢查聯(lián)軸器運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，是否出現(xiàn)異?，F(xiàn)象，如異聲或振動(dòng)過大等。發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象，必須立即停車維修，防止故障擴(kuò)大。

四、試車

以上安裝完成后，帶電點(diǎn)動(dòng)試車，檢查電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向與以前一致，點(diǎn)動(dòng)制動(dòng)器制動(dòng)良好，減速器齒輪嚙合正常。帶電空負(fù)荷試車，檢查起升機(jī)構(gòu)功能無異常后可以負(fù)載運(yùn)行。

五、結(jié)束語

減速機(jī)高速軸斷裂是門座式起重機(jī)故障原因之一，對門座式起重機(jī)造成較大安全隱患。因此，加強(qiáng)門座式起重機(jī)的故障預(yù)防、分析以及維修保養(yǎng)工作非常重要。可以延長各部件的使用壽命，減少停工時(shí)間與維修成本，提高設(shè)備運(yùn)行的安全性及工作效率，使得企業(yè)獲取更多經(jīng)濟(jì)效益。該門座式起重機(jī)經(jīng)過近一周的停機(jī)維修，修復(fù)后運(yùn)行情況良好。