卸船機小車車輪軸承損壞原因及對策

朱洪偉

摘要：橋式抓斗卸船機系上海電力股份有限公司某熱電廠原料碼頭接原料煤的主要卸煤設(shè)備。在實際的生產(chǎn)作業(yè)中占據(jù)很重要的地位。卸船機在長期的運行過程中，小車車輪軸承經(jīng)常損壞，使小車運行不正常。設(shè)備缺陷率高，生產(chǎn)效率低，給正常的生產(chǎn)作業(yè)帶來較大的影響，使海輪不能按時離開碼頭，增加了檢修工作量，提高了生產(chǎn)成本。為此，對卸船機小車車輪軸承損壞原因進行分析，并結(jié)合多年本人的檢修實際情況，總結(jié)了一些經(jīng)驗和對策，為今后檢修小車車輪軸承提供依據(jù)，確保小車運行平穩(wěn)，提高卸船機的生產(chǎn)效率。

關(guān)鍵詞：卸船機小車；車輪軸承；原因分析和對策

1.引言

卸船機小車運行機構(gòu)是卸船機系統(tǒng)中最重要的部位。因此，其運行狀態(tài)的好壞直接關(guān)系到安全生產(chǎn)的進行及生產(chǎn)效率的高低[1]。尤其現(xiàn)在卸海輪為節(jié)省成本更顯得尤為重要。上海電力股份有限公司某熱電廠采用四卷筒牽引式抓斗橋式卸船機，可卸5000～20000t的船舶。小車結(jié)構(gòu)、維護簡單。小車牽引電機功率為160kw，高速軸裝有兩臺USB-I-EB500/60-6330×30盤式制動器，小車運行速度≥3m/s，來回速度快頻率高。在生產(chǎn)作業(yè)中，小車自重12t，抓斗自重10t，抓斗抓取量14t，載荷量大。在運行中，由于各種原因的存在，容易造成小車車輪軸承的損壞。

2.小車車輪軸承損壞原因分析

卸船機小車車輪軸承損壞原因是多種多樣的，不同的損壞由不同原因引起的[2-4]，如：車輪軸與軸承配合不緊密；車輪軸固定有缺陷；車輪垂直度偏差過大；車輪軸承端蓋設(shè)計不合理；小車軌道水平度、直線度偏差過大；軸承潤滑不良；軸承密封不嚴(yán)，司機操作不正確等。下面針對各種損壞原因進行分析。

2.1 小車車輪軸與軸承內(nèi)套配合間隙過大。不符合基孔制的配合要求，容易造成車輪軸軸向竄動，使得小車車輪軸磨損，軸承受力不平衡，而引起軸承損壞。對策：軸承內(nèi)套與小車車輪軸配合應(yīng)緊一些。常選用過盈配合，如m6、k6、js等?？杀ＷC軸承內(nèi)圈固定牢靠，延長軸承使用壽命。

2.2 小車車輪與軸承外套配合間隙不符合基軸制的要求，容易造成軸承徑何來回晃動。由于小車速度快，來回頻率高，使軸承在高速運轉(zhuǎn)下，不能保持動平衡，從而產(chǎn)生附加的力偶，使軸承損壞。對策：軸承外圈與車輪孔配合應(yīng)緊密些，但不能過緊，常選用H7、G7等，防止車輪孔與軸承外圈產(chǎn)生滑動的現(xiàn)象，杜絕車輪孔的磨損。

2.3 小車車輪軸固定有問題。小車車輪軸的兩端面用M16×3螺栓加止退墊圈固定。由于止退墊圈與M16螺栓六角邊接觸面太小，當(dāng)受到外力時，止退墊圈起不到保險作用，造成螺栓松動，甚至螺栓斷裂。造成小車車輪軸軸向竄動而磨損，導(dǎo)致軸承損壞（圖1）。對策：對小車車輪軸的實際情況加以改進。軸的一端銑槽，用壓板固定。軸的另一端車細牙，并銑出止退槽，用雙螺母止退圈固定，徹底杜絕小車車輪軸軸向竄動。

圖1. 止退墊圈和M16六角螺栓

2.4 小車車輪軸承端蓋與軸承外套配合過緊或過松。卸船機工作是連續(xù)作業(yè)；過緊時，小車車輪軸承會發(fā)熱，使軸承在長期受熱的情況下，會使軸承過熱而損壞。過松時，會產(chǎn)生小車車輪軸承徑向間隙大，使小車運行時，車輪左右晃動，增加運行阻力，不能保證在運行狀態(tài)下的平衡運轉(zhuǎn)，從而導(dǎo)致軸承損壞。對策：因考慮軸承在長時間運轉(zhuǎn)的情況下會發(fā)熱，有一定的熱膨脹，所以軸承端蓋與軸承外圈應(yīng)保留0.05mm的間隙。

2.5 小車車輪垂直度偏差過大，使軸承中心線產(chǎn)生歪斜，使軸承滾珠與外套接觸不良、受力不均、長時間運轉(zhuǎn)，磨損不均勻，造成軸承損壞。對策：應(yīng)提高車輪的安裝精度，把車輪的垂直偏差控制在車輪直徑的1/4000之內(nèi)。

2.6 小車車輪端面擺幅、徑向跳動量不符合技術(shù)要求。當(dāng)車輪端面擺幅徑向跳動量過大時，會使車輪運轉(zhuǎn)產(chǎn)生附加的力偶造成振動。當(dāng)軸承長期振動，會使軸承外套滾珠損壞。對策：應(yīng)對小車車輪檢查。在車輪裝配后，端面擺幅應(yīng)小于0.10mm，徑向跳動應(yīng)在車輪的公差范圍內(nèi)。

2.7 卸煤作業(yè)時，會使小車產(chǎn)生向下的重力，使得四根車輪軸向下拱（圖2）。左邊兩只車輪向右傾斜，右邊兩只車輪向左傾斜，使軸承偏向左邊和右邊。當(dāng)傾斜量超過軸承允許范圍時，造成軸承中心線歪斜，滾珠與外套接觸不良，而導(dǎo)致軸承損壞。對策：不管小車空載或重載，應(yīng)確保四只小車車輪端面的垂直度，并保證四根車輪軸的水平，使軸承中心線垂直。

圖2. 四卷筒牽引式抓斗橋式卸船機

2.8 小車車輪軸承端蓋（設(shè)計）存在問題。因端蓋孔內(nèi)外側(cè)采用骨架密封圈，小車速度快，頻率高，載荷量大，來回振動大，容易使骨架密封圈損壞，長時間使用后，會使軸承內(nèi)腔油脂流失，起不到潤滑作用，使軸承缺油而損壞（圖3）。對策：軸承端蓋外側(cè)應(yīng)采用全封閉式，而內(nèi)側(cè)可采用在軸承端蓋孔處車O型槽，加O型圈，以防潤滑油脂流失。

圖3. 軸承內(nèi)腔油脂流失

2.9 小車軌道水平度直線度偏差過大，會引起小車車輪經(jīng)常性啃軌，增加小車運行阻力。軸承在載荷下工作，會造成疲勞損壞，縮短使用壽命。對策：對軌道的水平度、直線度進行矯正。同一根軌道軌面高低差不超過3mm，兩軌道軌面應(yīng)在同一個平面內(nèi)其誤差不大于3mm。使軌道的直線度每2m不超過1mm，每10m不超過2.5mm，杜絕小車啃軌。

2.10 小車車輪軸與小車支架間隙配合不緊密。當(dāng)間隙過大會使小車運行過程中，車輪軸上下，左右振動，使車輪軸承徑向間隙增大，滾道與滾動體工作面起磨削作用而引起磨損甚至損壞。對策：應(yīng)對車輪軸重新加工，確保車輪軸一端軸徑與小車支架軸孔配合緊密，公差配合0.02～0.05mm，根除小車車輪軸上下左右振動。

2.11 小車車輪長期使用后，車輪滾動面磨損致使車輪直徑偏差過大，造成小車三條腿，使車輪軸承受到不平衡負(fù)荷時，將產(chǎn)生振動或擺動，則小車在運行中跑偏，引起啃道。振動過大時，會造成軸承損壞。對策：應(yīng)對車輪進行測量，車輪直徑磨損超過原厚度20%時，更換車輪。更換時成雙更換。以確保四只車輪直徑偏差在允許的范圍內(nèi)。對工作繁忙、輪壓大的車輪宜用ZG65Mn、ZG50MnMo、ZG35CrMnSi等合金鑄鋼制造，增強車輪的耐磨性。

2.12 卸船機小車是牽引式，沒有副小車。在運行中，提升和開閉鋼絲繩受力不均衡，從而引起小車經(jīng)常性的啃軌，使小車車輪受軸向負(fù)荷過大。軸承由于受軸向負(fù)荷，滾珠在滾道上開始滑動，產(chǎn)生不完全的滾動，造成滾珠表面出現(xiàn)粗糙痕跡滾珠和套圈導(dǎo)邊磨損，而造成軸承損壞。對策：應(yīng)調(diào)整四根鋼絲繩的長短，其誤差控制在一定的范圍內(nèi)，使提升、開閉鋼絲繩牽引時，小車受力均勻，無啃軌的現(xiàn)象。杜絕小車運行時，無額外負(fù)荷。

2.13 軸承由于安裝方法不當(dāng)或用力過猛，致使?jié)L珠硬砸在滾道上，而產(chǎn)生永久性變形，使之產(chǎn)生珠痕。珠痕是軸承破壞的發(fā)源地，若不及時發(fā)現(xiàn)會迅速擴大而導(dǎo)致軸承損壞。對策：在安裝軸承時，應(yīng)采用冷壓法或熱裝法。采用冷壓法時，用90°角尺測量軸承前后左右的垂直度，使軸承受力均勻。用熱裝法時，加熱機油不得超過100℃?？杀ＷC軸承的安裝質(zhì)量，延長使用壽命。

2.14 軸承端蓋密封不嚴(yán)致使雨水或煤灰塵侵入，引起軸承銹蝕，軸承潤滑油有污垢，使軸承零件工作面發(fā)毛，無光澤，并有深的傷痕，而損壞軸承。對策：可采用軸承端蓋與車輪接觸面處車出O型槽或涂密封膠，使其密封性能優(yōu)越。

2.15 司機在操作過程中違章操作。由其在抓取艙底煤時，經(jīng)常摔抓斗，使小車產(chǎn)生橫向力，導(dǎo)致車輪受力，當(dāng)累積到一定程度時，軸承外套會產(chǎn)生裂紋，甚至損壞。對策：正確合理使用卸船機，杜絕違章操作，杜絕小車產(chǎn)生橫向力。

3.結(jié)論

卸船機小車是卸船機系統(tǒng)的重要組成部分，其運行的狀況直接影響到卸煤的生產(chǎn)效率。而小車車輪軸承的安裝維護，檢修關(guān)系到小車的運行質(zhì)量，本文重點的分析車輪軸承損壞的原因。在今后的檢修維護中應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行軸承的安裝檢修工藝要求，延長軸承的使用壽命，減少缺陷率，確保卸船機小車運行正常。

參考文獻：

[1]燃料設(shè)備運行與檢修.北京水利電力出版社，1983年12月第一版

[2]山西省電力工業(yè)局編.燃料設(shè)備檢修.北京.中國電力出版社，1997

[3]趙興洲.應(yīng)用機械基礎(chǔ)（第二版）.北京.中國電力出版社， 2004

[4]張強主編.燃料設(shè)備檢修.北京.中國電力出版社，2004