斗輪堆取料機(jī)回轉(zhuǎn)軸承更換施工工藝

胡培森 歐榮年

國投中煤同煤京唐港口有限公司

1 引言

斗輪堆取料機(jī)是港口、電廠等散料堆場的關(guān)鍵工藝設(shè)備，在生產(chǎn)中發(fā)揮著重要作用，一旦發(fā)生故障不能作業(yè)，整個(gè)裝卸流程就會(huì)斷開，給使用單位帶來經(jīng)濟(jì)損失。臂架式斗輪堆取料機(jī)由行走機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、斗輪機(jī)構(gòu)、俯仰機(jī)構(gòu)等組成，可實(shí)現(xiàn)堆料和取料功能[1]。堆取料機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由回轉(zhuǎn)支撐、回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置、潤滑裝置和安全控制裝置等組成，主要功能是支撐其上部件的重量和載荷，并在驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)下實(shí)現(xiàn)上部結(jié)構(gòu)的左右回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)[2]。

某公司2-2號(hào)臂架式斗輪堆取料機(jī)采用回轉(zhuǎn)大軸承支撐結(jié)構(gòu)，軸承安裝在回轉(zhuǎn)體和回轉(zhuǎn)平臺(tái)之間，回轉(zhuǎn)體可以通過回轉(zhuǎn)軸承做±110°回轉(zhuǎn)。該回轉(zhuǎn)軸承是三排圓柱滾子組合轉(zhuǎn)盤軸承，2011年生產(chǎn)，軸承代號(hào)為130.50.5000.03K，直徑5 290 mm，高度268 mm，重7.8 t，采用雙線集中潤滑方式(見圖1)。自2012年投產(chǎn)以來，該堆取料機(jī)擔(dān)負(fù)著堆取作業(yè)任務(wù)，已連續(xù)運(yùn)行9年，期間一直按計(jì)劃對(duì)回轉(zhuǎn)大軸承進(jìn)行潤滑保養(yǎng)，未進(jìn)行過檢修，在后期使用中，懸臂回轉(zhuǎn)角度在-45°～-20°時(shí)出現(xiàn)軸承異響，回轉(zhuǎn)卡頓現(xiàn)象。檢查回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置正常，判斷軸承損壞，需更換回轉(zhuǎn)大軸承。

圖1 回轉(zhuǎn)軸承

2 施工方法選擇

該軸承更換采用回轉(zhuǎn)體整體頂升方式進(jìn)行。

堆取料機(jī)回轉(zhuǎn)體是回轉(zhuǎn)平臺(tái)以上除尾車外所有機(jī)構(gòu)的統(tǒng)稱，包括懸臂、斗輪、配重等，總重796 t，高21 m，堆取料機(jī)懸臂臂長50 m，配重臂長30 m?；剞D(zhuǎn)體重量大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不能采用解體拆除再回裝的方法，在綜合考慮了安全和施工難度等問題后，決定采用回轉(zhuǎn)體整體頂升加滑移更換軸承的方法[3]。

根據(jù)圖紙及現(xiàn)場測量數(shù)據(jù)，如果不拆除齒圈，所需頂升高度為120 mm，如拆除齒圈，所需頂升高度為60 mm，為降低傾覆風(fēng)險(xiǎn)，選取拆除齒圈方案。

根據(jù)堆取料機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算書，回轉(zhuǎn)平臺(tái)以上重量795.469 t，大臂仰起最高角度時(shí)重心位置在大臂方向距回轉(zhuǎn)中心8.5 mm處，即俯仰角度最高時(shí)，大機(jī)重心與回轉(zhuǎn)中心偏差最小，傾覆風(fēng)險(xiǎn)最小，所以在大臂最高角度時(shí)進(jìn)行頂升作業(yè)。

3 準(zhǔn)備工作

3.1 人員及工屬具準(zhǔn)備

人員需配置2名起重工負(fù)責(zé)設(shè)備的吊裝，2名電焊工負(fù)責(zé)支撐結(jié)構(gòu)的拆除與焊接，2名電工負(fù)責(zé)臨時(shí)用電，2名鉗工負(fù)責(zé)設(shè)備的拆除、檢查、安裝，6名普工配合技術(shù)工種完成相應(yīng)工作。對(duì)維修人員進(jìn)行現(xiàn)場崗位技術(shù)培訓(xùn)，加強(qiáng)質(zhì)量意識(shí)教育，組織學(xué)習(xí)有關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程，進(jìn)行安全交底。

工屬具方面，準(zhǔn)備500 t千斤頂3臺(tái)，300 t千斤頂2臺(tái)，用于回轉(zhuǎn)體頂升；55 t吊車1臺(tái)、25 t吊車1臺(tái)，用于吊裝大軸承、工具、備件；磁力鉆1臺(tái)，用于拆除齒圈螺栓；1 t和5 t倒鏈各6條，用于牽引軸承；電焊機(jī)2臺(tái)，用于支撐裝置安裝及割除；2 m長割槍2把，用于割除回轉(zhuǎn)大軸承外圈螺栓；1 000～2 500 Nm力矩扳手2把，用于緊固軸承螺栓；另外準(zhǔn)備扳手、錘擊扳手、大錘、撬棍、墊鐵、千斤頂護(hù)板、鍍鋅管等。

3.2 施工工藝流程

回轉(zhuǎn)大軸承更換工藝流程為：確認(rèn)千斤頂頂升點(diǎn)→準(zhǔn)備頂升回轉(zhuǎn)體、拆裝軸承所用的備品備件→拆除尾車漏斗→拆除回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置→拆除回轉(zhuǎn)齒圈→搭建維修平臺(tái)→拆除回轉(zhuǎn)軸承護(hù)罩、螺栓、潤滑管路→頂升回轉(zhuǎn)體→回轉(zhuǎn)軸承滑移更換→回轉(zhuǎn)軸承安裝找正→回轉(zhuǎn)體整體回落→緊固回轉(zhuǎn)軸承螺栓→恢復(fù)回轉(zhuǎn)齒圈→安裝回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置→潤滑管路及其他各部件恢復(fù)→恢復(fù)漏斗→試車竣工驗(yàn)收。其中頂升回轉(zhuǎn)體、回轉(zhuǎn)軸承滑移更換是關(guān)鍵步驟。

4 關(guān)鍵施工技術(shù)

4.1 頂升回轉(zhuǎn)體

4.1.1 確定頂升點(diǎn)

利用3臺(tái)500 t 、2臺(tái)300 t液壓千斤頂將堆取料機(jī)回轉(zhuǎn)平臺(tái)上方回轉(zhuǎn)體頂升，使回轉(zhuǎn)平臺(tái)與回轉(zhuǎn)軸承分離，繼而拆裝回轉(zhuǎn)軸承。根據(jù)圖紙和實(shí)際情況，確定5個(gè)頂升點(diǎn)(見圖2)，A、B、C3個(gè)頂升點(diǎn)使用500 t千斤頂，D、E兩點(diǎn)使用300 t千斤頂?；剞D(zhuǎn)軸承從B、C之間進(jìn)出。

圖2 頂升點(diǎn)示意圖

4.1.2 試頂

將人員分為5組，每組2人，各負(fù)責(zé)操作一個(gè)千斤頂，頂升過程中有專人統(tǒng)一指揮，確保5個(gè)千斤頂頂升高度一致。預(yù)頂升2 mm，頂升完成后觀察30 min，檢查5個(gè)千斤頂工作狀態(tài)、頂升點(diǎn)附近鋼結(jié)構(gòu)、頂升點(diǎn)處焊縫、千斤頂上的墊片等處有無變形、開焊情況。

4.1.3 頂升

試頂完成后，開始正式頂升。每組頂升人員必須在總指揮的命令下工作，確保5個(gè)頂升點(diǎn)均勻頂升，觀察并測量千斤頂起升高度，每輪次頂升2～5 mm，同時(shí)將防護(hù)板放在千斤頂柱塞周圍，形成剛性支撐，保證千斤頂在卸壓或頂不起來的情況下不會(huì)造成回轉(zhuǎn)上部的側(cè)翻，并根據(jù)頂升高度調(diào)整防護(hù)板組合。最終頂升62 mm，放置好墊塊、千斤頂防護(hù)板，然后千斤頂縮回2 mm，使防護(hù)板、墊塊壓實(shí)。頂升完成后安排專人每隔3 h測量頂升高度，觀察千斤頂及鋼結(jié)構(gòu)有無變化，并做好詳細(xì)記錄。

4.2 回轉(zhuǎn)軸承滑移更換

4.2.1 拆除舊軸承

在軸承上方鋼結(jié)構(gòu)上掛3排倒鏈，每排2個(gè)，用于軸承進(jìn)出。可加工吊裝軸承用的工裝，該工裝的一端可以穿入軸承內(nèi)圈螺栓孔，另一端用倒鏈掛住，可以將軸承吊出軸承槽，軸承下方平面上放置鍍鋅鋼管，起到導(dǎo)向作用，用倒鏈逐漸將軸承拉出，最后用25 t吊車大小鉤配合吊出。

4.2.2 安裝新軸承

首先將軸承槽清理干凈，給新軸承加油。將軸承吊至環(huán)形鋼結(jié)構(gòu)下方，內(nèi)側(cè)用2條倒鏈拉拽，逐漸使軸承向軸承槽移動(dòng)，快進(jìn)入軸承槽時(shí)需注意S軟帶對(duì)位。軟帶是軸承熱處理過程中形成的不可避免的軟區(qū)，軟帶位置需放在非主要承載的區(qū)域，內(nèi)圈和外圈的S軟帶應(yīng)避免重合。先將外圈S軟帶對(duì)準(zhǔn)大機(jī)回轉(zhuǎn)零度時(shí)尾車方向，即與地面皮帶中心線對(duì)齊，待軸承進(jìn)入既定位置后旋轉(zhuǎn)內(nèi)圈，使內(nèi)圈S軟帶和懸臂成90°夾角。

4.2.3 軸承螺栓緊固

用倒鏈掛住軸承，離軸承槽水平面約10 mm距離，調(diào)整位置以便穿螺栓。軸承外圈有78顆M36×335螺栓聯(lián)接，內(nèi)圈78顆M36×400螺栓聯(lián)接。將外圈螺栓孔對(duì)位后插入螺栓，擰上螺母，內(nèi)圈螺栓的前后左右方向各預(yù)穿1條螺栓，待回轉(zhuǎn)體下降到原位后將剩余螺栓插入并擰上螺母。螺母安裝遵循由里向外、交叉對(duì)稱的順序，首先用普通敲擊扳手將全部螺栓初步擰緊，然后用扭力扳手?jǐn)Q緊至1 050 Nm(50%規(guī)定扭矩值)，然后再按順序擰緊至1 500 Nm，待恢復(fù)回轉(zhuǎn)動(dòng)作后再將螺母擰緊至2 100 Nm，運(yùn)行2周后對(duì)螺栓扭矩值進(jìn)行檢查。

5 安全風(fēng)險(xiǎn)控制

5.1 風(fēng)險(xiǎn)分析

本次維修涉及如下風(fēng)險(xiǎn):設(shè)備傾覆、受限空間作業(yè)、動(dòng)火作業(yè)、高空作業(yè)、起重作業(yè)等，有可能造成機(jī)械傷害、人員傷害、火災(zāi)事故、起重傷害等，大機(jī)傾覆風(fēng)險(xiǎn)是本次維修防控重點(diǎn)。維修期間將總重796 t、高21 m的回轉(zhuǎn)體頂升60 mm，維修難度大、風(fēng)險(xiǎn)高，如遇到大風(fēng)等惡劣天氣，有可能造成設(shè)備傾覆。

5.2 風(fēng)險(xiǎn)控制

關(guān)注天氣預(yù)報(bào)，選擇風(fēng)小天晴的天氣頂升，同時(shí)做好應(yīng)對(duì)惡劣天氣的準(zhǔn)備。

為消除傾覆風(fēng)險(xiǎn)，保障設(shè)備安全，將所有可移動(dòng)、可轉(zhuǎn)動(dòng)部位全部固定，包括大機(jī)錨固、行走夾軌器夾緊軌道、回轉(zhuǎn)體左右兩側(cè)用倒鏈與回轉(zhuǎn)平臺(tái)拉緊、俯仰液壓缸鎖止。

為防止大機(jī)誤動(dòng)作造成人員及設(shè)備傷害，將大機(jī)所有動(dòng)力電源斷開，包括行走驅(qū)動(dòng)、回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)、懸皮驅(qū)動(dòng)、俯仰驅(qū)動(dòng)、斗輪驅(qū)動(dòng)電源等，并進(jìn)行掛牌閉鎖。

頂升回轉(zhuǎn)體過程中有專人統(tǒng)一指揮，放置千斤頂防護(hù)板，做好監(jiān)護(hù)。頂升過程中，觀察千斤頂工作狀態(tài)、頂升點(diǎn)附近鋼結(jié)構(gòu)變形情況、頂升點(diǎn)加強(qiáng)板及焊縫、千斤頂保護(hù)板及墊片等，如發(fā)現(xiàn)異常、異響，立即停止頂升工作。

做好安全交底及現(xiàn)場檢查工作，每日召集當(dāng)日維修人員召開安全交底會(huì)，強(qiáng)調(diào)安全注意事項(xiàng)及風(fēng)險(xiǎn)防控措施，會(huì)議內(nèi)容記錄存檔。

6 結(jié)語

堆取料機(jī)回轉(zhuǎn)大軸承檢修更換項(xiàng)目在計(jì)劃工期內(nèi)安全、高質(zhì)、高效完成，證明了本方案切實(shí)可行，安全準(zhǔn)備工作扎實(shí)可靠，管控措施落實(shí)到位。此次回轉(zhuǎn)大軸承更換方案，為行業(yè)內(nèi)類似維修提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。