掘進機回轉支承常見故障分析及預防措施研究

劉士博

瓦軸集團，中國·遼寧 大連 116300

1 引言

在目前的社會發展進程中，隨著各類開采項目的順利開展，掘進機的應用范圍正在不斷拓展，然而，在實際應用階段中，掘進機內部的回轉支承由于受到各類因素產生的影響，很容易會產生一些故障問題。所以，為了進一步提升掘進機回轉支承的整體使用壽命，降低各類故障的發生概率，就應當提高對于回轉支承的重視程度，明確其在整體掘進機設備當中的重要性，還要綜合考慮到周邊環境的復雜程度，在結合掘進機回轉支承基本結構的基礎上，明確產生故障問題的主要因素，以此為基礎來采取針對性的預防措施，在降低整體故障率的基礎上，保證掘進機可以處在一種安全高效的運轉狀態中，提高整體工作效率以及工作質量。

2 掘進機回轉支承的基本概述

2.1 掘進機回轉支承的簡介

在目前的社會發展進程中，隨著現代化技術以及信息化手段的飛速發展，各大礦山開采活動當中所采取的機械設備也得到了較為全面的發展優化，再加上煤礦內部井下開采技術的成熟優化，使得掘進機在后續的實際生產階段中起到了十分重要的作用，再加上其具備著操作便捷性較高、安全性與實用性比較強等多種特征，其整體應用范圍也在逐步拓展。而在掘進機的內部結構涉及的所有部件當中，回轉臺位屬于其中的核心部位，其在機器的實際運轉階段中起到了十分重要的作用，回轉臺位所承受的重量相對比較大，甚至可以達到數十噸，并且其主要位置在本體部與截割部的中間部位，截割部能夠實現搖擺運轉的關鍵就在于回轉支承。因此，回轉支承的整體質量以及使用時間，成為影響回轉臺后續使用壽命的關鍵所在，掘進機在實際工作階段中，通常都會受到來自巖壁以及巖石所產生的沖擊，其對于截割頭所產生的力大多都會作用于回轉臺，這也使得回轉臺成為了整體設備當中最容易受到沖擊的部位。同時，由于沖擊不夠規律，以及沖擊強度比較高等多種因素所產生的影響，使得回轉支承受到了較為嚴重的破壞，這就對掘進機的回轉支承以及回轉臺提出了相對較高的要求，其必須要具備比較高的支撐強度，而在后續運轉階段中如果出現了穩步，也必須在第一時間進行檢查。一方面，掘進機設備自身結構就比較復雜，并且靈活性比較低；另一方面，其所處的具體工作環境也相對較為復雜，這就為維修人員后續工作的開展帶來了極大的困難。因此，為了有效降低各類事故的發生概率，確保后續工作能夠更加穩定的運轉，就必須要結合以往回轉支承出現的故障問題展開深入分析，從而找尋出更加科學合理的解決措施，以此在根本上提升回轉支承的整體使用時間[1]。

2.2 回轉支承的具體形式

首先是回轉支承的結構形式，回轉支承當中所采用的部件，主要就是套圈、滾動體、隔離塊以及注油孔等多種部件，而結合不同部件在結構形式方面存在的差異，可以將其劃分成四種類型，第一種是01 系列，這一系列主要采用的為單排四點接觸式。第二種為02 系列，其中所用的則是雙排異徑球式。第三種是11 系列，這種為單排交叉滾柱式。第四種則是13 系列，內部所采用的是三排滾柱式。這種結構也在中國的機械行業標準當中得到了明確規定；其次則是安裝孔形式，回轉支承在安裝孔方面存在的差異，可以劃分成四種不同的形式，分別為內外圈安裝孔為光孔與螺紋孔、內圈螺紋孔外圈光孔，以及外圈螺紋孔內圈光孔；最后為安裝配合形式，回轉支承可以結合所采用的組裝方式，將其分為標準型的有止口與無止口[2]。

3 掘進機回轉支承常見故障以及預防措施

站在實際情況的角度上來看，各大礦山開采工作當中所采用的回轉支承，所采用的大多都是01 系列，這部分回轉支承具備著結構較為簡便、安裝便捷性較高等多種特征，這也是其得到廣泛應用的主要原因。而掘進機的生產廠家，也要充分結合設備的具體使用情況、使用性能等多種內容，自行設計出與這一系列對應的非標回轉支承，還要選擇整體固定強度比較高的內外圈光孔的結構形式，并在后續采取高強度的螺栓，將回轉支承的內圈以及外圈直接固定在機架當中。同時，由于煤礦井下的具體工作環境比較復雜，環境也相對較為惡劣，如果在后續使用階段中所采用的保養維護措施不夠合理再加上生產制造以及裝配工藝等多種因素所產生的影響，導致回轉支承在后續的運轉階段中很容易產生一些不良情況，會對回轉支承自身性能的發揮產生不良影響，大幅度降低了整體使用壽命，不利于后續工作的順利開展。所以，這就需要在掘進機回轉支承的加工工藝以及裝配工藝等多方面內容上，針對回轉支承出現的損壞情況進行深入分析，并采取針對性的預防措施。

3.1 回轉支承的加工質量

在目前的社會發展進程中，由于中國的回轉支承類部件在加工制造等方面，相對于其他國家的先進水平來說還存在著較為顯著的差異，再加上生產供應商參差不齊，使得一些生產制造廠家在生產回轉支承的過程中，對于生產工藝所進行的把握不夠嚴格，這樣就會導致一些回轉支承在生產制造階段中出現了較為嚴重的缺陷。而對于回轉支承生產階段中存在的缺陷，為了確保基本的加工質量不受影響，就要在材料選擇與加工工藝等方面提高要求。一是滾動體，其中主要涉及了鋼球與圓柱滾子這兩方面內容，在具體的材料選擇與加工制造等方面，可以充分參考相關規定；二是隔離塊，其中所用的材料大多為聚酰胺1010 樹脂。在回轉支承當中，出現最為頻繁的問題就在于套圈斷裂，這就需要針對套圈展開更加深入的分析，在掘進機的回轉支承當中，由于其整體外形尺寸比較高，這也使得內圈的直徑比較大，這對于材料選擇也提出了更加嚴格的要求，應當采用性能更加優異的專用高碳鉻鋼[3]。

3.2 回轉支承的裝配工藝

首先是裝配，由于回轉支承在本質上屬于一種特大型軸承，其在加工制造階段中，特別是熱處理時，套圈的內滾道與外滾道都會留下一段軟帶，而在后續安裝回轉支承時，如果并沒有注意到這部分軟帶，直接將這部分軟帶安裝至負荷區域當中，就會由于整體受力情況比較大而產生較為嚴重的損壞問題。所以，這就需要提前將淬火軟帶放置在非負荷區域當中，掘進機在安裝回轉支承時，通常情況下都會要求軟帶應當處在垂直懸臂中心線的位置當中，并且在回轉中心76°～104°的范圍中，內圈與外圈的軟帶也不能處在同一位置上。而在正式進行安裝之前，還應當消除回轉支承結合面存在的各類異物，比如毛刺或是殘渣等，同時還應當確保安裝工作能夠滿足貼合面在平面度與粗糙程度上的基本需求；其次則是緊固件的選擇，在安裝階段中，選擇合理的緊固件也屬于確保回轉支承可以正常發揮自身功能的重要因素，通常情況下，在回轉支承中要求采用8.8 級以上強度的螺栓，由于礦山開采工作所具備的特殊性，所采用的螺栓必須要具備更高的強度，只有這樣才可以保證緊固件能夠更好的安裝，促進整體及使用強度的提高，對其施加規定的擰緊力矩；最后則是防松方式，引發回轉支承出現損壞的另外一個原因，就在于設備在使用階段中產生了較為劇烈的振動問題，這種劇烈振動會使得緊固螺栓逐步松動，從而由于受力異常等因素而產生損壞。所以，這就需要采取更加穩定的緊固件防松措施，防止因松動而出現回轉支承損壞事故[4]。

3.3 其他故障的處理

首先是回轉支承的潤滑，站在實際工作情況的角度上來看，由于回轉支承在進行工作時通常都需要持續轉動，這樣就會出現摩擦發熱等情況，為了有效降低整體摩擦因數，確保回轉支承能夠更好的散熱，就應當在回轉支承當中加注潤滑油。而處在不同的使用工況當中，所選擇的回轉支承潤滑油并不相同，應當綜合考慮使用工況、運行速度以及負載強度等多方面影響因素，進一步選擇最優質的潤滑油，而潤滑油的選擇不正確，也是降低回轉支承使用壽命的主要因素[5]。目前礦山井下掘進機的回轉支承中，需要進行加注的潤滑油為鋰基潤滑脂，或是與其性能基本一致的其他潤滑油，在加注潤滑油的實際過程中，主要就是采用注油管來連接注油嘴，采取手動等方式來進行加油，如果注油嘴出現了損壞或是堵塞等故障情況，就會對后續的正常加注產生不良影響，這就需要及時進行檢查，更換所用的注油嘴；其次則是保養維護，在設備后續的使用階段中，通過更加科學合理的保養維護，能夠進一步提升回轉支承的使用壽命[6]，這就需要重點關注以下幾方面工作內容：第一點是在一般運轉條件下，回轉支承運轉100 小時左右，就應當對螺栓的預緊力進行檢查，而后則要在每運轉400 小時的情況下進行一次檢查，這樣就可以確保回轉支承固定螺栓在預緊力方面可以達到標準，不會產生松動等情況。第二點則是每100 小時就要加注一次鋰基潤滑脂，這樣就可以確保回轉支承始終存在著較為優異的潤滑效果，如果所加注的鋰基脂無法滿足基本使用需求，就要重新選擇所用的潤滑油脂，并做好針對性的記錄[7]。第三點則是要在使用階段中，要始終保持密封圈的整潔程度，如果密封圈出現了破損或是斷裂等嚴重情況，就要在第一時間進行更換，齒面也要保持干凈，在其中涂抹好潤滑脂，還要重點關注嚙合痕跡，這樣就可以保證回轉支承始終保持正確的嚙合軌跡，在實際使用階段中，如果發現回轉支承產生了異響，或是出現了比較大的回轉阻力，就要在第一時間進行停機并對其展開全面檢查，在徹底排除各類故障問題過后才可以繼續使用[8]。

4 結語

綜上所述，在目前的社會發展進程中，礦山開采行業也得到了較為全面的發展優化，而掘進機作為其中應用較為廣泛的一種設備，更應當對內部的回轉支承進行深入分析，找尋出隱藏的主要問題，從而在后續提出延長回轉支承使用壽命的預防措施[9]。同時，還要明確對于回轉支承加工工藝、裝配質量等多方面內容的要求，并在后續的使用階段中進行科學合理穩定檢修保養，以此來促進整體工作效率的穩步提高。