港口門座起重機轉盤軸承的選型安裝及故障預防

呂傳龍　王立兵

【摘 要】回轉軸承作為港口門座起重機的核心部件，合理的進行選型，正確的安裝使用，有效的進行故障預防和維護保養，延長轉盤軸承的使用壽命，提高設備的使用安全性，增加經濟效益。

【關鍵詞】轉盤軸承；故障；保養；壽命

轉盤軸承是港口門座起重機（以下簡稱“門機”）的核心部件，可以同時承受軸向載荷、徑向載荷和傾覆力矩等聯合載荷，是港口大噸位門機主要采用的回轉支承結構，具有受載復雜、更換困難、維修費用高等特點，一般按照門機20年的設計使用壽命來選型，但在實際使用中往往得不到保證。近幾年，沿海各港口的大噸位門機陸續出現轉盤軸承故障，給企業造成了巨大的經濟損失。因此，有效的做好轉盤軸承的選型、安裝、使用、維護，延長使用壽命顯得尤為重要。

1 轉盤軸承的合理選型

港口門機的利用級別為U8，載荷狀態為Q4，工作級別為A8，具有利用率高、承受載荷大、運行速度快、工作級別高等特點。按軸承載荷及壽命計算方法，抓斗式門機靜載荷安全系數fs為1.45，壽命載荷系數fe為1.7，全回轉時的使用壽命Lf為15萬轉。但門機實際的作業回轉范圍大多在海側左右180°內，高強度的往復運轉和聯合載荷的作用，將加劇軸承在某一范圍內的疲勞，因此對轉盤軸承的選型安裝有著嚴格的要求。

目前廣泛作為轉盤軸承的結構形式主要有四點接觸球轉盤軸承、雙排異徑球轉盤軸承、交叉圓柱滾子轉盤軸承和三排圓柱滾子組合轉盤軸承四種。通常，在軸承旋轉直徑和截面尺寸基本相同的情況下，三排圓柱滾子組合轉盤軸承的靜承載能力和動承載能力最大，與交叉圓柱滾子轉盤軸承相比減少了每個滾子的載荷、與雙排異徑球轉盤軸承相比由點接觸改為線接觸，降低了接觸應力。根據港口門機的工況，該軸承的結構形式最適合港口門機的使用要求。

2 轉盤軸承的正確安裝

轉盤軸承做為一種大型薄壁環類零部件，必須與門機圓筒和轉盤的法蘭盤剛性聯接，若法蘭盤平面不平，安裝后在螺栓緊固力的作用下，轉盤軸承將隨之發生翹曲變形，所以要求法蘭盤必須進行機加工來保證精度。以40T門機常采用的132.50.4500.03型轉盤軸承為例，滾動體的中心圓直徑達4500mm，要求法蘭盤平面度最大0.30mm，且該值只允許在180°范圍內出現一次，并呈平穩上升或下降，不得出現波浪。徑向寬度的傾斜度小于0.25，表面粗糙度Ra達到3.2。同時法蘭盤還應具有足夠的軸向和徑向剛度，確保垂直和水平方向的變形在規定范圍內。

國內港機廠受場地和設備等局限，對法蘭盤的加工多采用自制簡易機床進行銑車加工，這使得法蘭面的精度無法保證，又由于法蘭盤直徑較大，對平面度和傾斜度的測量也變得十分困難。在實際操作中常用塞尺測量貼合面的間隙來推斷法蘭面精度。在更換新軸承時尤其需要進行測量，確保了安裝精度也就確保了使用壽命。

轉盤軸承連接螺栓機械性能不得低于GB/T3098規定的8.8級，墊圈需作調質處理，不得使用彈簧墊圈。螺栓副應保證一定的預緊力，為螺栓屈服極限的0.7倍。轉盤軸承的淬火軟帶（“S”標志）應安裝在載荷變化過程中受壓最小的位置。通常上環軟帶安裝在與臂架方向垂直或左右偏移約10°的位置，下環軟帶位置根據門機重心和回轉角度范圍來確定，建議安裝在順向軌道或左右偏移約10°的位置。

3 轉盤軸承故障原因

3.1 滾動體與滾道發生磨損

主要表現為滾道的點蝕，表面會出現金屬剝落或局部磨損。表現在某段回轉范圍內出現異響，密封圈溢出的油脂發黑并帶有小許金屬粉末。若得不到有效控制，點蝕面會繼續增大磨損加劇，出現局部振動或沖擊，最終會出現滾道損壞、滾動體或保持架破損等嚴重故障，導致軸承失效。在實際使用中大部分的轉盤軸承在磨合期會出現油脂帶有微量金屬粉末的現象，但隨著使用金屬粉末將逐漸消失，最終成明亮狀態。

3.2 保持架損壞

轉盤軸承保持架材料主要有20#鋼、鋁合金、黃銅、鋁青銅、尼龍等，門機采用的大直徑轉盤軸承保持架多采用尼龍制作，具有抗沖擊、承載力高、摩察系數小等優點。當保持架損壞后，滾動體將出現推擠，會出現刺耳的異響和振動。加強潤滑后，響聲可能會降低，但滾動體隨時會出現錯位、破碎，并連鎖反應，最終卡住軸承滾道。根據經驗轉盤軸承從出現異響到滾道卡死時間不會超過1個月，拆解軸承會發現滾動體大量破損，滾道嚴重損傷。當確定保持架損壞的故障時必須停機更換，以免造成更大的損失。

3.3 密封不良

轉盤軸承的密封圈在防止潤滑脂泄露的同時防止外部水汽、灰塵等進入。但由于轉盤軸承的工作環境相對惡劣，上下環的密封圈破損或脫落也時常發生，在日常檢查中要特別關注，及時更換密封不良的密封圈，防止雜質進入軸承內部，造成軸承磨損，影響使用壽命，因小失大。

3.4 除了轉盤軸承內部的故障，外部主要為齒輪的磨損和連接螺栓預緊力不足。對于齒輪的磨損，首先在安裝回轉減速箱時必須確保齒輪的嚙合精度，其次除了在磨合初期出現一定的磨損外，當磨損加劇時必須適時調整嚙合精度。轉盤軸承在運轉100小時后應檢查上下環安裝螺栓的預緊力矩，以后每運轉500小時進行一次檢查。當連接螺栓出現斷裂時要及時更換并查找原因，避免因預緊力的不足造成軸承受載不均勻或產生內應力。

4 轉盤軸承故障預防和維護保養

轉盤軸承為封閉結構，無法直接觀察內部的運行狀況，在正確安裝后，為提高使用壽命，必須正確使用和合理維護。

轉盤軸承的正確使用就是確保其受載在設計范圍內，要求門機必須設置可靠有效的超負荷保護裝置，杜絕設備超負荷運轉，并避免刮碰艙口等瞬間超載現象的發生。

轉盤軸承的日常使用維護保養就是潤滑。轉盤軸承安裝后，根據使用條件及說明書要求，合理充填潤滑脂，且應邊填充邊回轉確保新潤滑脂均勻擠出密封圈。每間隔50-100小時應填充一次，并詳細記錄，有條件的應化驗擠出的潤滑脂成分，對比分析以掌握軸承的技術狀態。特別說明老式的集中潤滑系統部分油路出現堵塞時不易發覺，會造成軸承局部潤滑不良。可考慮改造潤滑系統，在軸承潤滑點加裝壓力傳感器，來直觀顯示各處的潤滑情況。為確保萬無一失，每年還應拆解潤滑油路，檢查潤滑，不足的地方應適時進行手動補充。

轉盤軸承保養的重點是潤滑，潤滑的重點是定點、定質、定量、定期、定人，堅持不懈、持之以恒，方可延長回轉軸承使用壽命。

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[責任編輯：楊玉潔]