斗輪堆取料機回轉機構常見故障處理

徐 剛，蔡圣華，黃 斌

（上海振華重工（集團）股份有限公司，上海 200125）

0 引言

斗輪堆取料機在現代化工業生產中作用不容忽視，常被用于大宗散狀物料的連續裝卸，在港口、冶金、焦化廠、發電廠和儲煤廠等多個領域有所應用。實踐表明，斗輪堆取料機回轉機構易出現故障，影響設備高效作業，必須加以重視，予以解決。

1 斗輪堆取料機回轉機構概述

斗輪堆取料機是儲料場必不可少的裝卸設備，通常與裝車機、帶式運輸機、卸車機等裝置配合使用，形成一整套運輸系統，主要用于散料的堆存、挖取和均料，即經斗輪取料后利用帶式運輸機將物料輸送至堆場，生產能力可達10 000 t/h 以上。斗輪堆取料機憑借高效、規律以及易實現自動化的作業優勢，在礦場、港口等領域中應用廣泛。

斗輪堆取料機有臂式和橋式之分，其中臂式斗輪堆取料機最為常見，主要包括斗輪裝置、俯仰機構、運行系統、回轉機構、尾車以及帶式刷送機等部分，功能以堆料和取料為主。回轉機構由滾柱大軸承支撐和固定于轉盤后的驅動裝置構成，大軸承又包括軸承本體與上座圈、下座圈，驅動機構又分為液壓驅動和機械傳動。回轉機構在斗輪堆取料機的位置比較特殊，可通過上部回旋體的旋轉配合起升、變幅等相關機構完成物料堆取，是斗輪堆取料機的關鍵構成[1]。一旦回轉機構出現故障，則會干擾設備正常作業，甚至引發停產。為此，要分析其常見故障，積極尋求有效解決措施，以期最大限度減少故障隱患，提高斗輪堆取料機生產效率和質量。

2 斗輪堆取料機回轉支承故障

一般情況下，斗輪堆取料機回轉軸承是回轉支承結構的重要支護，無論是對支撐間隙還是運轉性能都有嚴格要求。因此運轉100 h 后，必須對限力矩聯軸器進行全面檢查，每運轉500 h后進行復檢，為設備正常運行提供重要保障。即使這樣，回轉支承還是不可避免會出現故障，具體分析如下。

2.1 回轉軸承銹蝕損壞

隨著運轉時間不斷延長，軸承都會或多或少出現故障，斗輪堆取料機中的回轉軸承同樣如此。如果軸承運轉時間長，潤滑不到位，檢修不及時等，則故障率會大大增加。常見故障有滾道銹蝕、磨損、破裂，內外圈變形嚴重，滾珠表面粗糙或發生銹蝕、裂紋等。

對此，應該對回轉軸承長期運行結果有一個合理預測，并詳細記錄軌道測量數據和磨損情況，結合日常維護和檢修消除故障隱患。如發現滾珠表面粗糙或銹蝕情況，及時更換，發現內外圈變形或滾道裂紋，及時維修，必要時更換。在結束檢修后確認徑向間隙和軸向間隙等是否與國家標準相符，并使用同一潤滑劑潤滑回轉軌道與內外圈、滾動體，使其協調運作。

2.2 限力矩聯軸器打滑

斗輪堆取料機采用的限力矩聯軸器普遍為摩擦片式，目的在于當回轉過程中懸臂突然碰到障礙物時可發揮離合器的作用，保護減速器和驅動電機，其經常出現打滑故障。以某礦石場斗輪堆取料機為例，其所用限力矩聯軸器打滑故障頻繁發生，對正常的礦石堆存以及裝車疏港作業造成干擾。進一步分析發現，故障原因有：減速機構與限力矩聯軸器選型均偏小，致使轉動力矩傳遞量偏小，通常要求傳遞力矩為2 倍的額定驅動電機輸出扭矩[2]；由于該廠斗輪堆取料機僅回轉機構重約500 t，當其突然制動時往往伴隨著巨大的慣性力矩并作用于聯軸器，進而導致摩擦片極易打滑；受回轉制動器安裝位置的影響（圖1），裝于驅動電機端的回轉制動器也難以規避巨大慣性力矩對聯軸器的沖擊作用，進而引發打滑故障。

圖1 回轉制動器的安裝位置

考慮到不能盲目增大限力矩聯軸器的型號，一方面可以為其增設打滑檢測裝置，同時定期緊固摩擦片鎖緊螺母，及時更換磨損的摩擦片。這樣既便于及時發現打滑問題，合理調整工作負荷，也能最大限度控制不良影響；另一方面則要適當延長正轉與反轉的時間間隔，斗輪堆取料機突然制動時的慣性力矩非常大，若此時大臂尚未停穩便反轉很可能加劇打滑，因此可將正反轉間隔時間由最初的4 s 調整至6 s，保證大臂回轉停穩后再反轉，以免沖擊損壞回轉機構。

2.3 回轉支承失衡問題

斗輪堆取料機中的回轉支承還可能出現失衡問題，而且多發生在上車體。這是因為上下車體之間并無固定的連接方式，要想在整體上保證穩定和平衡，只能依靠上車體自身的平衡性，但其回轉中心并不固定，在移動過程中極易因側輪裝置失效而整體失衡，嚴重時還會造成安全事故。

在處理此類問題時，一般需要在上車體下部安裝6 個側輪，以此有效控制上車體平移幅度。同時嚴格控制上下車體回轉中心的安裝參數，使其誤差處于允許范圍內，配以磨損構件的科學維護和及時更換，盡可能減少失衡故障。

3 斗輪堆取料機回轉機構驅動裝置故障

斗輪堆取料機驅動裝置的故障類型比較多，如減速器、電機、制動器和齒輪等都可能在長期運行過程中發生故障，從而影響驅動裝置效用，甚至造成斗輪堆取料機停機，故此類故障不可小覷。下面分析不同驅動裝置故障。

3.1 減速器故障

斗輪堆取料機回轉機構中的減速器也是故障多發點，因此當其運行時間較長后既要及時進行潤滑也要檢查齒輪狀態。若工作不到位則易產生多種故障，如潤滑不足致使齒輪運轉不靈活，齒輪咬合不穩、噪聲異常或漏油。因固定螺栓老化而松動甚至斷裂，以及油箱清洗不徹底、油量不達標等情況，都可能成為減速器故障的原因。

因此應根據具體情況，處理減速器故障。針對潤滑不足帶來的齒輪運轉問題，可按照相關規定定期補充或更換潤滑油，通常情況下每年至少更換1 次；針對齒輪咬合問題，可在測量器、千分表等專業工具的輔助下認真測量、檢查齒輪徑向與軸向參數，控制兩側小齒輪與回轉支承頂區嚙合間隙小于1 mm，及時有效維護、修補不合理之處；噪聲異常可能與螺栓狀態有關，可檢查確認有無松動、老化缺陷，并予以及時緊固或更換，必要時可在底座法蘭直邊位置增設抗剪塊，以期固定減少安全隱患；針對漏油情況，則要依據潤滑油清換要求，規范操作，如徹底清理油箱，保證潤滑油高度達到油箱最高位置，既不少加也不過量，若清換時間為夏季，可選用常溫潤滑油，若為冬季需選用低溫潤滑油，并保證油品性能指標合格，以免因溫度影響正常使用[3]。

3.2 電機故障

斗輪堆取料機應用日益頻繁，使得驅動裝置中的電機故障率隨之上升。分析故障數據可知原因復雜，如氣溫偏高時容易造成電壓不穩，導致持續運轉的電機損壞；受高溫環境影響，電機排熱能力本就受限，加之自身運動生成的高熱則易導致排熱系統失靈，最終造成電機損壞，干擾回轉機構正常運行；當電機軸承運行時間過長且潤滑不到位時，軸承磨損會不斷加劇直至引發電機故障，不合理的軸承間隙也有造成軸承故障的可能；如果處于寒冷的冬季，當電機停止運行時，容易因加熱器啟動不及時而結冰結露，進而增大電機損壞的概率。

在日常維護中要格外注意檢查斗輪堆取料機的驅動電機，檢查電機是否可以正常啟閉，是否有噪聲以及異味，零部件是否松動老化。確認上述問題得到妥善解決后，還要在特殊時期采取特殊措施，保證冬季電機停止運行后，加熱器能夠自動且快速投入運行，保證夏季時電機通風散熱狀況良好，以免因溫度過低或過高埋下故障隱患。

3.3 制動器故障

制動器作為斗輪堆取料機回轉機構的重要構成，時常會出現漏油和制動不靈活，這多數與制動器襯塊和表面間隙不合理有關。進一步分為兩種情況：①當各處管道的接頭與閥門不緊時會降低密封性，或損壞的密封裝置未得到及時更換，制動器漏油風險較高；②當兩者間隙過小時，抱閘難以及時松開，而間隙過大又不能快速實現剎車，造成制動器制動不靈。

當制動器出現故障時，要先檢查其外觀，確認是否表面平整、光滑無油漬，隨后檢查襯塊是否牢固，與制動輪的間隙是否處于0.6～2.2 mm。若襯塊存在磨損且已達1/2，則要更換。對于漏油問題，要從不同管道的接頭和閥門著手加以檢查，對于漏油部位既要注意緊固接頭，還要及時更換損壞的密封件，以此保證管路具有良好的密封性，防止出現漏油事故。

3.4 齒輪磨損問題

回轉機構運轉離不開大小各異齒輪的支持，故齒輪磨損在斗輪堆取料機回轉機構故障中十分常見。齒輪磨損情況有輕有重，當其變形但并不嚴重時一般會影響齒輪間隙，情況嚴重時會加劇磨損甚至損壞相關構件，影響回轉機構功能的發揮。分析原因可能與齒輪自身制造工藝和生產質量有關，也可能是運行時間長、潤滑維護不及時。

解決齒輪磨損問題時最可靠的方式是預防維護，磨損是齒輪長期運轉的必然結果，只是程度不一而已。這就需要切實做好防范工作，如正式投運前檢查齒輪質量是否合格，按照運維制度定期使用合適的潤滑油潤滑齒輪。在運行一段時間后若發現齒輪有所磨損且變形較輕，可對齒輪嚙合間隙進行適當調整，輔以潤滑處理，減少齒輪磨損，延長使用壽命。如果齒輪磨損變形嚴重無法使用，則需要更換。

4 結束語

解決斗輪堆取料機回轉機構故障，關鍵在于加以有效防范。因此要在分析、了解回轉機構常見故障表現的基礎上，制定行之有效的處理措施，減少故障發生，降低其不良影響，進而更好服務于斗輪堆取料機高效作業。