斗輪機(jī)回轉(zhuǎn)軸承損壞原因分析及維護(hù)策略

張琦昊

（內(nèi)蒙古伊泰呼準(zhǔn)鐵路有限公司，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017000）

回轉(zhuǎn)軸承是斗輪機(jī)的重要組成部分，是回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)正常運(yùn)行的樞紐，其工作狀態(tài)直接影響整個(gè)器械的正常工作，關(guān)乎作業(yè)人員的安全。而且斗輪機(jī)等大型器械拆裝不便，維修費(fèi)用昂貴。因此，在日常作業(yè)期間加強(qiáng)回轉(zhuǎn)軸承檢修維護(hù)，及時(shí)避免故障的發(fā)生十分必要。

1 斗輪機(jī)回轉(zhuǎn)軸承

1.1 斗輪機(jī)

斗輪機(jī)是集堆料、取料功能于一體的大型裝卸裝置，主要由斗輪機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、門(mén)座、主機(jī)平臺(tái)、電纜卷筒、尾車(chē)、配重架、配重組、后拉桿、轉(zhuǎn)盤(pán)、前拉桿、司機(jī)室、前臂架等組成。

1.2 斗輪機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)

斗輪機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)是維持斗輪機(jī)正常運(yùn)行的核心部件，主要由回轉(zhuǎn)軸承、制動(dòng)器、機(jī)座、齒輪、回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器和緊固件組成。其中回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)安裝在門(mén)座和轉(zhuǎn)盤(pán)之間。上座圈上部支撐轉(zhuǎn)盤(pán)，上座圈下部與回轉(zhuǎn)軸承內(nèi)圈相聯(lián)。下座圈上部與帶外齒的回轉(zhuǎn)軸承外圈相聯(lián)?；剞D(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置則安裝在轉(zhuǎn)盤(pán)后部，驅(qū)動(dòng)齒輪與回轉(zhuǎn)軸承外齒相嚙合，啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)盤(pán)會(huì)相對(duì)門(mén)座進(jìn)行回轉(zhuǎn)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的正常運(yùn)行。

1.3 斗輪機(jī)回轉(zhuǎn)軸承

斗輪機(jī)回轉(zhuǎn)軸承是斗輪機(jī)的核心組成，從受力分析角度來(lái)看，回轉(zhuǎn)軸承不僅需要承擔(dān)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)自身重量和承載負(fù)荷，還需要承受徑向沖擊力和傾翻力矩。由于斗輪機(jī)正常工作時(shí)都需要使用吊車(chē)，這就導(dǎo)致回轉(zhuǎn)軸承在材料移動(dòng)時(shí)承受動(dòng)載荷。而且，在澆筑生產(chǎn)時(shí)，滿(mǎn)負(fù)載鋼包和空鋼包交替時(shí)，同樣會(huì)使回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)承擔(dān)最大偏載，回轉(zhuǎn)軸承即會(huì)承擔(dān)大的傾翻力矩。

2 斗輪機(jī)回轉(zhuǎn)軸承損壞的常見(jiàn)形式和原因分析

2.1 斗輪機(jī)回轉(zhuǎn)軸承損壞的常見(jiàn)形式

（1）接觸疲勞失效。在長(zhǎng)期應(yīng)力作用下，回轉(zhuǎn)軸承表面材料由最開(kāi)始的疲勞裂紋逐漸變成材料脫落。

（2）磨損失效?；剞D(zhuǎn)軸承表面因長(zhǎng)期摩擦導(dǎo)致軸承表面布滿(mǎn)凹痕，再加上有外來(lái)顆粒進(jìn)到軸承工作面上，或是金屬碎屑與工作表面產(chǎn)生相對(duì)摩擦，從而導(dǎo)致工作表面出現(xiàn)犁狀擦痕。

（3）腐蝕失效。回轉(zhuǎn)軸承在工作中接觸到帶有腐蝕性的物質(zhì)，從而導(dǎo)致其表面出現(xiàn)腐蝕，甚至出現(xiàn)銹跡。

（4）斷裂失效。由于回轉(zhuǎn)軸承本身制作材料或是工作期間載荷過(guò)大等原因?qū)лS承斷裂。

（5）游隙變化失效?；剞D(zhuǎn)軸承在工作中受環(huán)境和自身因素導(dǎo)致軸承尺寸精度降低，影響其正常回轉(zhuǎn)運(yùn)行。

2.2 原因分析

結(jié)合回轉(zhuǎn)軸承工作實(shí)際情況整理斗輪機(jī)回轉(zhuǎn)軸承損壞的原因主要有以下幾種。

（1）材料疲勞。為保證回轉(zhuǎn)軸承的使用性能和壽命，軸承外圈和內(nèi)圈常采用丁腈橡膠密封，相較其他密封方式，具有耐磨耐油性良好的優(yōu)點(diǎn)，但同樣也具有耐低溫性能差和彈性低的缺點(diǎn)，這就導(dǎo)致回轉(zhuǎn)軸承密封在斗輪機(jī)長(zhǎng)期作業(yè)期間，受到外界環(huán)境和自身原因出現(xiàn)摩擦損壞。與此同時(shí)，當(dāng)工作人員向其中注入新油時(shí)，由于密封不嚴(yán)會(huì)導(dǎo)致部分舊油被擠出，導(dǎo)致密封漏洞進(jìn)一步擴(kuò)大，對(duì)軸承密封造成負(fù)面影響。不僅會(huì)導(dǎo)致潤(rùn)油脂和空氣中的氧氣、水充分接觸，加速其氧化，還會(huì)導(dǎo)致軸承內(nèi)部潤(rùn)滑油量不足，弱化其潤(rùn)滑性能，對(duì)回轉(zhuǎn)軸承的保護(hù)失效，從而影響斗輪機(jī)使用性能。

（2）潤(rùn)滑不良。潤(rùn)滑不良主要表現(xiàn)為潤(rùn)滑脂選擇不合理和潤(rùn)滑保養(yǎng)不到位。其中前者是一個(gè)專(zhuān)業(yè)性較高的工作，科學(xué)、合理選擇潤(rùn)滑脂對(duì)斗輪機(jī)維修使用至關(guān)重要，是延長(zhǎng)其使用壽命，提高使用性能，降低堆取成本的重要環(huán)節(jié)。斗輪機(jī)是戶(hù)外大型作業(yè)器械，長(zhǎng)期工作在高溫、嚴(yán)寒和水油污染的環(huán)境中，潤(rùn)滑脂正確選擇可以在一定程度上削弱不良環(huán)境對(duì)斗輪機(jī)工作的負(fù)面影響。但同樣地，一旦潤(rùn)滑脂選擇不當(dāng)，很可能對(duì)回轉(zhuǎn)軸承造成較為嚴(yán)重的損壞。后者是工作單位疏于管理導(dǎo)致斗輪機(jī)回轉(zhuǎn)軸承出現(xiàn)損壞。斗輪機(jī)在長(zhǎng)期堆取料作業(yè)時(shí)，回轉(zhuǎn)軸承會(huì)始終處于高負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，此時(shí)，良好的潤(rùn)滑是回轉(zhuǎn)軸承正常運(yùn)轉(zhuǎn)的保障。但由于工作人員對(duì)軸承潤(rùn)滑保養(yǎng)不到位，很容易造成軸承高溫，加速磨損。而且長(zhǎng)期高溫運(yùn)轉(zhuǎn)還會(huì)產(chǎn)生油泥，阻礙新油進(jìn)入軸承內(nèi)部，造成其內(nèi)部缺油，導(dǎo)致軸承出現(xiàn)磨損。

歷史總有驚人的相似之處，大儒孟子曾說(shuō)：“故天將降大任于是人也，必先苦其心志，勞其筋骨……曾益其所不能?！绷?xí)近平的七年知青歲月，為這句至理名言提供了完美的詮釋。

（3）處理不當(dāng)。斗輪機(jī)運(yùn)行是人工作業(yè)，當(dāng)工作人員堆取材料時(shí)，如果因主客觀原因?qū)е聭冶畚吹竭_(dá)指定位置，很容易損壞斗輪，甚至使中部回轉(zhuǎn)軸承瞬間過(guò)載，受到較大的沖擊載荷，致使回轉(zhuǎn)軸承發(fā)生損壞。而且如果斗輪機(jī)堆取材料時(shí)下降高度低于標(biāo)準(zhǔn)高度，很容易使斗輪陷入煤堆，加大斗輪，懸臂、回轉(zhuǎn)軸承的受力，超過(guò)后部配重的重量，加大中部回轉(zhuǎn)軸承的傾覆力矩，加劇軸承的磨損。另外，地基下沉軌道不平處理不當(dāng)同樣會(huì)加劇回轉(zhuǎn)軸承磨損。軌道地基部分地段周邊積水嚴(yán)重，造成地基下沉，軌道較另外一側(cè)偏低，軌道的高低不平，致使斗輪機(jī)門(mén)座傾斜，回轉(zhuǎn)軸承不在水平位置，失去平衡的懸臂在作業(yè)時(shí)加大傾覆力矩，致使?jié)L珠承受較大受力，可能出現(xiàn)點(diǎn)蝕、剝落或傷痕，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)造成軸承損壞。

（4）污染。污染是指斗輪機(jī)作業(yè)環(huán)境中的煤粉、粉塵等進(jìn)入軸承內(nèi)部污染潤(rùn)滑脂，弱化潤(rùn)滑脂功效，造成軸承磨損。斗輪機(jī)在作業(yè)期間，由于工作人員忽視等主客觀原因，導(dǎo)致回轉(zhuǎn)軸承下部和擋灰板上有大量煤粉堆積，煤粉在懸臂回轉(zhuǎn)時(shí)很容易掉進(jìn)軸承內(nèi)部，增大潤(rùn)滑脂黏稠度，減少基礎(chǔ)油的比例，使?jié)櫥?，甚至?xí)馆S承出現(xiàn)高溫焦結(jié)現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致軸承內(nèi)外圈和滾動(dòng)體直接接觸、摩擦，造成軸承磨損。除此之外，雨水等流入軸承內(nèi)部同樣會(huì)污染潤(rùn)滑脂，影響其潤(rùn)滑性能。如果工作人員在斗輪機(jī)作業(yè)時(shí)，未按要求安裝擋灰板，或是潮濕環(huán)境下作業(yè)安排不合理，導(dǎo)致雨水流入軸承內(nèi)部，一方面，會(huì)弱化潤(rùn)滑脂西能；另一方面，也會(huì)造成軸承表面電蝕磨損。而且還會(huì)沖刷潤(rùn)滑油，使軸承內(nèi)部缺油，加劇磨損。另外，當(dāng)雨水與軸承外部煤粉混合黏結(jié)在一起時(shí)，會(huì)造成軸承上部負(fù)載增加，增大軸承斷裂的概率。

（5）安裝不當(dāng)。安裝不當(dāng)主要體現(xiàn)在地腳固定螺栓未擰緊、安裝軸承前軸承箱內(nèi)的碎片，異物沒(méi)有清除干凈、軸肩摩擦到軸承密封蓋，軸肩部直徑不正確與保持架摩擦、不正確的安裝，用錘直接敲擊在軸承上、緊定套被過(guò)分鎖緊或沒(méi)有鎖緊等，上述安裝問(wèn)題都會(huì)導(dǎo)致回轉(zhuǎn)軸承在回轉(zhuǎn)運(yùn)行期間出現(xiàn)震動(dòng)、噪音和較大磨損。

3 斗輪機(jī)回轉(zhuǎn)軸承損壞的維護(hù)策略

3.1 材料疲勞造成軸承損壞的維護(hù)策略

回轉(zhuǎn)軸承密封是丁腈橡膠密封，時(shí)間長(zhǎng)容易老化、變硬甚至開(kāi)裂，尺寸發(fā)生變化，由于舊油的泄漏擠壓密封，導(dǎo)致密封脫落，起不到密封作用。針對(duì)密封損壞，檢修主管單位應(yīng)該每隔半年檢查一次，如有橡膠密封損壞及時(shí)上報(bào)主管單位，并及時(shí)選擇更換新密封。對(duì)回轉(zhuǎn)軸承附近堆煤情況嚴(yán)重的設(shè)備，最好在密封條上部加裝擋灰板，對(duì)密封起到保護(hù)作用，防止煤灰落入密封上，防止過(guò)多的集煤進(jìn)入軸承內(nèi)部，并加強(qiáng)擋灰板日常檢查。

而且，為了避免回轉(zhuǎn)軸承齒面磨損或黏結(jié)，保護(hù)外齒面，使其獲得良好的工作性能，使用自動(dòng)單點(diǎn)齒面潤(rùn)滑，有效減少齒面磨損，很大程度上減緩了回轉(zhuǎn)軸承外齒面的疲勞剝落，使用集中潤(rùn)滑從分配器上引出一開(kāi)路油管，回轉(zhuǎn)軸承運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中引出的油管會(huì)均勻地潤(rùn)滑外齒的接觸面，在齒與齒咬合過(guò)程中形成一層保護(hù)膜，防止齒之間咬合時(shí)發(fā)生黏結(jié)。這種單點(diǎn)齒面潤(rùn)滑保護(hù)了外齒的接觸面。充分利用現(xiàn)有的潤(rùn)滑技術(shù)，進(jìn)行創(chuàng)新改進(jìn)，避免或減少回轉(zhuǎn)軸承設(shè)備發(fā)生劣化或不正常磨損，延緩劣化速度，延長(zhǎng)使用壽命。

3.2 潤(rùn)滑不良造成軸承損壞的維護(hù)策略

3.2.1 正確選擇潤(rùn)滑脂

3.2.2 加強(qiáng)潤(rùn)滑保養(yǎng)

潤(rùn)滑保養(yǎng)是延長(zhǎng)回轉(zhuǎn)軸承使用壽命的有效途徑，如果工作人員在斗輪機(jī)日常作業(yè)中忽視對(duì)對(duì)回轉(zhuǎn)軸承的保養(yǎng)工作，很容易導(dǎo)致回轉(zhuǎn)軸承磨損嚴(yán)重。為此，工作人員需要嚴(yán)格制定潤(rùn)滑保養(yǎng)制度，維護(hù)人員每半個(gè)月要對(duì)斗輪機(jī)回轉(zhuǎn)軸承潤(rùn)滑部位進(jìn)行檢查，同時(shí)，每次作業(yè)前工作人員都要通過(guò)試運(yùn)行檢查回轉(zhuǎn)軸承潤(rùn)滑情況，并及時(shí)加注脂。

3.3 處理不當(dāng)造成軸承損傷的維護(hù)策略

斗輪懸臂瞬間載荷過(guò)大。斗輪懸臂在回轉(zhuǎn)時(shí)要提升到煤層上方，才能最大限度地避免懸臂撞到煤層，防止瞬間受力嚴(yán)重?cái)D傷回轉(zhuǎn)軸承。懸臂放在取煤位置時(shí)，斗輪頭部要控制取煤厚度，在取煤時(shí)更要把握懸臂回轉(zhuǎn)速度，防止回轉(zhuǎn)速度過(guò)快致使中部回轉(zhuǎn)軸承受力嚴(yán)重，以延長(zhǎng)軸承的壽命。

而且，軌道不在同一水平面。勢(shì)必造成斗輪機(jī)往軌道低的一側(cè)傾覆，這時(shí)配重和懸臂的平衡就會(huì)被打破。發(fā)生傾覆的一側(cè)受力偏大，斗輪在取煤時(shí)更加大了傾覆力矩，加載在滾珠和內(nèi)外圈接觸面的受力，致使?jié)櫥纬傻挠湍じ妆粩D壓，油膜更薄或者干摩擦導(dǎo)致軸承發(fā)生點(diǎn)蝕、剝落、高溫或者保持架損壞。軌道的水平度可以使用水準(zhǔn)儀進(jìn)行檢測(cè)，如有嚴(yán)重超差應(yīng)及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，或外包給專(zhuān)業(yè)隊(duì)伍維修軌道地基。

3.4 污染造成軸承損傷的維護(hù)策略

針對(duì)污染造成軸承損傷的維護(hù)策略關(guān)鍵在于污染預(yù)防和處理。針對(duì)煤粉、粉塵等污染潤(rùn)滑脂的問(wèn)題，工作人員可以改良油封設(shè)計(jì)，更換新的油封，亦或是將軸承箱清洗干凈。針對(duì)水、酸、油漆或其它腐蝕性物質(zhì)進(jìn)入軸承，工作人員可以安裝保護(hù)性防壓蓋或甩壓環(huán)以防止外物進(jìn)入軸承。

3.5 安裝不當(dāng)造成軸承損傷的維護(hù)策略

（1）定期對(duì)內(nèi)圈和外圈地腳螺栓進(jìn)行交叉擰緊，同時(shí)檢查軸承的自由回轉(zhuǎn)狀況，緊固螺栓時(shí)應(yīng)有足夠的預(yù)緊力，其預(yù)緊力應(yīng)為螺栓材料屈服極限的70%左右。加強(qiáng)預(yù)緊地腳固定螺栓，以消除軸承內(nèi)部產(chǎn)生的游隙，延長(zhǎng)回轉(zhuǎn)軸承的使用周期；（2）仔細(xì)清洗軸承箱和軸承本身；（3）重新加工軸肩， 檢查肩部直徑及圓角；（4）依照油壓法、加熱法和套筒法等正確的安裝技術(shù)規(guī)范進(jìn)行安裝。

除此之外，為延長(zhǎng)斗輪機(jī)回轉(zhuǎn)軸承使用壽命，還應(yīng)加強(qiáng)對(duì)回轉(zhuǎn)軸承的定期跟蹤維護(hù)。組建專(zhuān)業(yè)維護(hù)隊(duì)伍，要求隊(duì)伍每2個(gè)月對(duì)設(shè)備進(jìn)行全面檢修，換油，將軸承內(nèi)廢油排出，再清洗干凈，裝好密封條。同時(shí)定期利用光譜分析檢測(cè)軸承重油的成分，客觀分析軸承磨損狀態(tài)，為軸承維護(hù)工作提供可靠依據(jù)。

4 結(jié)語(yǔ)

定期對(duì)斗輪機(jī)回轉(zhuǎn)軸承進(jìn)行維護(hù)不僅可以延長(zhǎng)器械使用壽命，還能降低工業(yè)成本和保障器械連續(xù)作業(yè)，具有較高的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。斗輪機(jī)回轉(zhuǎn)軸承損壞的常見(jiàn)原因有材料疲勞、潤(rùn)滑不良、處理不當(dāng)、污染和安裝不當(dāng)，工作人員有必要針對(duì)性地加強(qiáng)對(duì)回轉(zhuǎn)軸承的管理，適時(shí)適度檢修維護(hù)。