斗輪堆取料機(jī)回轉(zhuǎn)支承磨損分析與更換

徐陳龍

揚(yáng)州泰富特種材料有限公司 江蘇揚(yáng)州 225211

揚(yáng) 州泰富特種材料有限公司港務(wù)事業(yè)部原料場共有 5 臺斗輪堆取料機(jī)，分別用于粉礦、球團(tuán)礦的堆存與運(yùn)輸，于 2012 年開始陸續(xù)投用，其中 1、2 號斗輪堆取料機(jī)用于粉礦的堆取，3、4 和 5 號斗輪堆取料機(jī)用于球團(tuán)礦的堆取。

1 斗輪堆取料機(jī)結(jié)構(gòu)

斗輪堆取料機(jī)主要由斗輪機(jī)構(gòu)、俯仰機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、輸送裝置、尾車、大車行走機(jī)構(gòu)等組成，配套的帶式輸送機(jī)可雙向運(yùn)行。取料時前臂輸送機(jī)將物料運(yùn)至中心料斗，物料落至下部主輸送機(jī)；堆料時主輸送機(jī)將物料運(yùn)至上部漏斗，由前臂輸送機(jī)將物料運(yùn)入堆場。斗輪堆取料機(jī)結(jié)構(gòu)[1]如圖 1 所示。

圖1 堆取料機(jī)結(jié)構(gòu)

2 故障描述

斗輪堆取料機(jī)作為料場一種連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備，運(yùn)行是否穩(wěn)定可靠將直接影響生產(chǎn)，回轉(zhuǎn)支承作為堆取料機(jī)的傳遞轉(zhuǎn)臺，其與底座之間的徑向載荷、軸向載荷和傾覆力矩尤為重要。該堆取料機(jī)的回轉(zhuǎn)支承[2]是球柱聯(lián)合式雙排回轉(zhuǎn)支承，偏心小、使用壽命較長，同時具有滾柱和球雙重結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，適用于承受較大的軸向載荷和傾覆力矩，壽命長且連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的設(shè)備，回轉(zhuǎn)支承內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 2 所示。

圖2 回轉(zhuǎn)支承內(nèi)部結(jié)構(gòu)

2 號堆取料機(jī)用于粉礦的堆存，在定期檢測俯仰及回轉(zhuǎn)動作時發(fā)現(xiàn)，俯仰動作時回轉(zhuǎn)支承上下竄動間隙增大，對設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行造成一定的隱患。經(jīng)技術(shù)人員分析，初步判斷為回轉(zhuǎn)支承內(nèi)部滾動部件磨損引起竄動變大，應(yīng)及時進(jìn)行更換。

3 原因分析

結(jié)合生產(chǎn)運(yùn)行情況分析認(rèn)為，雨季生產(chǎn)及粉料水分較大時，斗輪、溜板等容易粘料，同時前臂輸送帶跑偏及瞬時流量較大時造成撒料，積累在前臂支架和大梁上 (見圖 3)，造成前臂機(jī)構(gòu)整體質(zhì)量增加，堆取料機(jī)上部機(jī)構(gòu)整體失衡，回轉(zhuǎn)支承超負(fù)荷承載傾覆力矩，導(dǎo)致其超負(fù)荷運(yùn)行，尤其是在料場進(jìn)行清場作業(yè)時，長時間低位取料加速了回轉(zhuǎn)支承滾珠下滾道的劣化速度[3]。

圖3 前臂及斗輪體積料工況

堆取料機(jī)整體平衡主要由上部拉桿及配重機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)支承和俯仰機(jī)構(gòu)等組成。設(shè)計配重 169 t，工作中通過適量增減配重來調(diào)整平衡。由于前臂經(jīng)常出現(xiàn)積料，造成回轉(zhuǎn)支承滾珠長期處于高 (超) 負(fù)荷工作狀態(tài)，滾珠長期擠壓造成滾道變形劣化 (見圖 4)。圖 2中滾珠間隙從 6 mm 逐步增大到 30 mm，造成回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)運(yùn)行時晃動加劇。

圖4 回轉(zhuǎn)支承滾珠下滾道擠壓變形

4 更換方案

回轉(zhuǎn)支承直徑為 4 250 mm，位于堆取料機(jī)的中心部位，上部機(jī)體拆除難度較大且耗時較長，設(shè)備已使用較長時間，主要結(jié)構(gòu)部件存在一定的變形，拆除后修復(fù)精度無法達(dá)到要求，因此研究決定實(shí)施更換方案。在設(shè)計制造時考慮到后期回轉(zhuǎn)支承的維修，回轉(zhuǎn)平臺預(yù)留了 4 個支撐點(diǎn)，可利用千斤頂將上部機(jī)構(gòu)整體抬升，利用抬升空隙從側(cè)面平移進(jìn)行更換。

經(jīng)過分析研究，制定了更換方案。

(1) 堆取料機(jī)到位并鎖緊夾軌器及夾輪器，落實(shí)安全措施。

(2) 將 4 個 200 t 千斤頂放置在回轉(zhuǎn)平臺上的預(yù)留支撐點(diǎn)，頂起質(zhì)量約 450 t 的上部機(jī)構(gòu)，同步抬升 4個點(diǎn)的千斤頂，并設(shè)置保險支撐座及墊板，確保千斤頂內(nèi)泄時臨時支撐可靠，如圖 5、6 所示。

圖6 回轉(zhuǎn)支承吊裝

(3) 設(shè)備升起時千斤頂頂至與上部機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)臺下面接觸，將內(nèi)圈螺栓擰松半圈并用塞尺測量回轉(zhuǎn)支承與上座底面的間隙，確保上部機(jī)構(gòu)整體重心與回轉(zhuǎn)中心一致，拆除回轉(zhuǎn)支承內(nèi)外連接螺栓，內(nèi)部留 6 個螺栓。千斤頂再次預(yù)頂，留出適當(dāng)空隙，靜置 20 min，觀察千斤頂壓力變化，無泄漏時繼續(xù)工作。

(4) 新支承按照設(shè)計要求安裝在相應(yīng)的輕負(fù)荷、重負(fù)荷區(qū)域并調(diào)正位置，回復(fù)就位。

(5) 試車時回轉(zhuǎn)支承緩慢運(yùn)轉(zhuǎn) 3～5 周，仔細(xì)檢查其運(yùn)轉(zhuǎn)是否順暢，有無異響、卡頓現(xiàn)象，大小齒嚙合正常后投入使用。定期檢查俯仰、回轉(zhuǎn)等動作，觀察回轉(zhuǎn)支承是否存在振動、異響等情況。

5 結(jié)語

2 號堆取料機(jī)回轉(zhuǎn)支承更換按照計劃 8 d 順利完成，設(shè)備的改造更新和維修有以下幾個方面需要改進(jìn)：

(1) 對俯仰系統(tǒng)的液壓缸及油泵進(jìn)行能力提升，解決低位清場時因前臂積料造成俯仰能力不夠不能抬升的問題；

(2) 本次回轉(zhuǎn)支承內(nèi)部滾動部件故障是由于設(shè)備運(yùn)行、維護(hù)、清掃等不到位造成的，設(shè)備的操作、維護(hù)保養(yǎng)以及管理必須按照規(guī)范進(jìn)行，確保設(shè)備穩(wěn)定可靠；

(3) 在回轉(zhuǎn)支承更換過程中工作人員作業(yè)時間長，易疲勞、效率低，需要進(jìn)一步完善施工組織，提升總體效率并確保施工安全；

(4) 引入先進(jìn)的設(shè)備管理模式，制定檢測標(biāo)準(zhǔn)，定期檢修，減緩設(shè)備劣化，保證設(shè)備穩(wěn)定可靠運(yùn)行。