斗輪機回轉軸承損壞原因分析及維護策略

張琦昊

（內蒙古伊泰呼準鐵路有限公司，內蒙古 鄂爾多斯 017000）

回轉軸承是斗輪機的重要組成部分，是回轉機構正常運行的樞紐，其工作狀態直接影響整個器械的正常工作，關乎作業人員的安全。而且斗輪機等大型器械拆裝不便，維修費用昂貴。因此，在日常作業期間加強回轉軸承檢修維護，及時避免故障的發生十分必要。

1 斗輪機回轉軸承

1.1 斗輪機

斗輪機是集堆料、取料功能于一體的大型裝卸裝置，主要由斗輪機構、回轉機構、行走機構、潤滑系統、門座、主機平臺、電纜卷筒、尾車、配重架、配重組、后拉桿、轉盤、前拉桿、司機室、前臂架等組成。

1.2 斗輪機回轉機構

斗輪機回轉機構是維持斗輪機正常運行的核心部件，主要由回轉軸承、制動器、機座、齒輪、回轉驅動器和緊固件組成。其中回轉機構安裝在門座和轉盤之間。上座圈上部支撐轉盤，上座圈下部與回轉軸承內圈相聯。下座圈上部與帶外齒的回轉軸承外圈相聯。回轉驅動裝置則安裝在轉盤后部，驅動齒輪與回轉軸承外齒相嚙合，啟動電動機，轉盤會相對門座進行回轉，進而實現回轉機構的正常運行。

1.3 斗輪機回轉軸承

斗輪機回轉軸承是斗輪機的核心組成，從受力分析角度來看，回轉軸承不僅需要承擔回轉機構自身重量和承載負荷，還需要承受徑向沖擊力和傾翻力矩。由于斗輪機正常工作時都需要使用吊車，這就導致回轉軸承在材料移動時承受動載荷。而且，在澆筑生產時，滿負載鋼包和空鋼包交替時，同樣會使回轉機構承擔最大偏載，回轉軸承即會承擔大的傾翻力矩。

2 斗輪機回轉軸承損壞的常見形式和原因分析

2.1 斗輪機回轉軸承損壞的常見形式

（1）接觸疲勞失效。在長期應力作用下，回轉軸承表面材料由最開始的疲勞裂紋逐漸變成材料脫落。

（2）磨損失效。回轉軸承表面因長期摩擦導致軸承表面布滿凹痕，再加上有外來顆粒進到軸承工作面上，或是金屬碎屑與工作表面產生相對摩擦，從而導致工作表面出現犁狀擦痕。

（3）腐蝕失效。回轉軸承在工作中接觸到帶有腐蝕性的物質，從而導致其表面出現腐蝕，甚至出現銹跡。

（4）斷裂失效。由于回轉軸承本身制作材料或是工作期間載荷過大等原因導軸承斷裂。

（5）游隙變化失效。回轉軸承在工作中受環境和自身因素導致軸承尺寸精度降低，影響其正常回轉運行。

2.2 原因分析

結合回轉軸承工作實際情況整理斗輪機回轉軸承損壞的原因主要有以下幾種。

（1）材料疲勞。為保證回轉軸承的使用性能和壽命，軸承外圈和內圈常采用丁腈橡膠密封，相較其他密封方式，具有耐磨耐油性良好的優點，但同樣也具有耐低溫性能差和彈性低的缺點，這就導致回轉軸承密封在斗輪機長期作業期間，受到外界環境和自身原因出現摩擦損壞。與此同時，當工作人員向其中注入新油時，由于密封不嚴會導致部分舊油被擠出，導致密封漏洞進一步擴大，對軸承密封造成負面影響。不僅會導致潤油脂和空氣中的氧氣、水充分接觸，加速其氧化，還會導致軸承內部潤滑油量不足，弱化其潤滑性能，對回轉軸承的保護失效，從而影響斗輪機使用性能。

（2）潤滑不良。潤滑不良主要表現為潤滑脂選擇不合理和潤滑保養不到位。其中前者是一個專業性較高的工作，科學、合理選擇潤滑脂對斗輪機維修使用至關重要，是延長其使用壽命，提高使用性能，降低堆取成本的重要環節。斗輪機是戶外大型作業器械，長期工作在高溫、嚴寒和水油污染的環境中，潤滑脂正確選擇可以在一定程度上削弱不良環境對斗輪機工作的負面影響。但同樣地，一旦潤滑脂選擇不當，很可能對回轉軸承造成較為嚴重的損壞。后者是工作單位疏于管理導致斗輪機回轉軸承出現損壞。斗輪機在長期堆取料作業時，回轉軸承會始終處于高負荷運行狀態，此時，良好的潤滑是回轉軸承正常運轉的保障。但由于工作人員對軸承潤滑保養不到位，很容易造成軸承高溫，加速磨損。而且長期高溫運轉還會產生油泥，阻礙新油進入軸承內部，造成其內部缺油，導致軸承出現磨損。

歷史總有驚人的相似之處，大儒孟子曾說：“故天將降大任于是人也，必先苦其心志，勞其筋骨……曾益其所不能。”習近平的七年知青歲月，為這句至理名言提供了完美的詮釋。

（3）處理不當。斗輪機運行是人工作業，當工作人員堆取材料時，如果因主客觀原因導致懸臂未到達指定位置，很容易損壞斗輪，甚至使中部回轉軸承瞬間過載，受到較大的沖擊載荷，致使回轉軸承發生損壞。而且如果斗輪機堆取材料時下降高度低于標準高度，很容易使斗輪陷入煤堆，加大斗輪，懸臂、回轉軸承的受力，超過后部配重的重量，加大中部回轉軸承的傾覆力矩，加劇軸承的磨損。另外，地基下沉軌道不平處理不當同樣會加劇回轉軸承磨損。軌道地基部分地段周邊積水嚴重，造成地基下沉，軌道較另外一側偏低，軌道的高低不平，致使斗輪機門座傾斜，回轉軸承不在水平位置，失去平衡的懸臂在作業時加大傾覆力矩，致使滾珠承受較大受力，可能出現點蝕、剝落或傷痕，長時間運轉造成軸承損壞。

（4）污染。污染是指斗輪機作業環境中的煤粉、粉塵等進入軸承內部污染潤滑脂，弱化潤滑脂功效，造成軸承磨損。斗輪機在作業期間，由于工作人員忽視等主客觀原因，導致回轉軸承下部和擋灰板上有大量煤粉堆積，煤粉在懸臂回轉時很容易掉進軸承內部，增大潤滑脂黏稠度，減少基礎油的比例，使潤滑脂失效，甚至會使軸承出現高溫焦結現象，進而導致軸承內外圈和滾動體直接接觸、摩擦，造成軸承磨損。除此之外，雨水等流入軸承內部同樣會污染潤滑脂，影響其潤滑性能。如果工作人員在斗輪機作業時，未按要求安裝擋灰板，或是潮濕環境下作業安排不合理，導致雨水流入軸承內部，一方面，會弱化潤滑脂西能；另一方面，也會造成軸承表面電蝕磨損。而且還會沖刷潤滑油，使軸承內部缺油，加劇磨損。另外，當雨水與軸承外部煤粉混合黏結在一起時，會造成軸承上部負載增加，增大軸承斷裂的概率。

（5）安裝不當。安裝不當主要體現在地腳固定螺栓未擰緊、安裝軸承前軸承箱內的碎片，異物沒有清除干凈、軸肩摩擦到軸承密封蓋，軸肩部直徑不正確與保持架摩擦、不正確的安裝，用錘直接敲擊在軸承上、緊定套被過分鎖緊或沒有鎖緊等，上述安裝問題都會導致回轉軸承在回轉運行期間出現震動、噪音和較大磨損。

3 斗輪機回轉軸承損壞的維護策略

3.1 材料疲勞造成軸承損壞的維護策略

回轉軸承密封是丁腈橡膠密封，時間長容易老化、變硬甚至開裂，尺寸發生變化，由于舊油的泄漏擠壓密封，導致密封脫落，起不到密封作用。針對密封損壞，檢修主管單位應該每隔半年檢查一次，如有橡膠密封損壞及時上報主管單位，并及時選擇更換新密封。對回轉軸承附近堆煤情況嚴重的設備，最好在密封條上部加裝擋灰板，對密封起到保護作用，防止煤灰落入密封上，防止過多的集煤進入軸承內部，并加強擋灰板日常檢查。

而且，為了避免回轉軸承齒面磨損或黏結，保護外齒面，使其獲得良好的工作性能，使用自動單點齒面潤滑，有效減少齒面磨損，很大程度上減緩了回轉軸承外齒面的疲勞剝落，使用集中潤滑從分配器上引出一開路油管，回轉軸承運轉過程中引出的油管會均勻地潤滑外齒的接觸面，在齒與齒咬合過程中形成一層保護膜，防止齒之間咬合時發生黏結。這種單點齒面潤滑保護了外齒的接觸面。充分利用現有的潤滑技術，進行創新改進，避免或減少回轉軸承設備發生劣化或不正常磨損，延緩劣化速度，延長使用壽命。

3.2 潤滑不良造成軸承損壞的維護策略

3.2.1 正確選擇潤滑脂

3.2.2 加強潤滑保養

潤滑保養是延長回轉軸承使用壽命的有效途徑，如果工作人員在斗輪機日常作業中忽視對對回轉軸承的保養工作，很容易導致回轉軸承磨損嚴重。為此，工作人員需要嚴格制定潤滑保養制度，維護人員每半個月要對斗輪機回轉軸承潤滑部位進行檢查，同時，每次作業前工作人員都要通過試運行檢查回轉軸承潤滑情況，并及時加注脂。

3.3 處理不當造成軸承損傷的維護策略

斗輪懸臂瞬間載荷過大。斗輪懸臂在回轉時要提升到煤層上方，才能最大限度地避免懸臂撞到煤層，防止瞬間受力嚴重擠傷回轉軸承。懸臂放在取煤位置時，斗輪頭部要控制取煤厚度，在取煤時更要把握懸臂回轉速度，防止回轉速度過快致使中部回轉軸承受力嚴重，以延長軸承的壽命。

而且，軌道不在同一水平面。勢必造成斗輪機往軌道低的一側傾覆，這時配重和懸臂的平衡就會被打破。發生傾覆的一側受力偏大，斗輪在取煤時更加大了傾覆力矩，加載在滾珠和內外圈接觸面的受力，致使潤滑脂形成的油膜更易被擠壓，油膜更薄或者干摩擦導致軸承發生點蝕、剝落、高溫或者保持架損壞。軌道的水平度可以使用水準儀進行檢測，如有嚴重超差應及時進行調整，或外包給專業隊伍維修軌道地基。

3.4 污染造成軸承損傷的維護策略

針對污染造成軸承損傷的維護策略關鍵在于污染預防和處理。針對煤粉、粉塵等污染潤滑脂的問題，工作人員可以改良油封設計，更換新的油封，亦或是將軸承箱清洗干凈。針對水、酸、油漆或其它腐蝕性物質進入軸承，工作人員可以安裝保護性防壓蓋或甩壓環以防止外物進入軸承。

3.5 安裝不當造成軸承損傷的維護策略

（1）定期對內圈和外圈地腳螺栓進行交叉擰緊，同時檢查軸承的自由回轉狀況，緊固螺栓時應有足夠的預緊力，其預緊力應為螺栓材料屈服極限的70%左右。加強預緊地腳固定螺栓，以消除軸承內部產生的游隙，延長回轉軸承的使用周期；（2）仔細清洗軸承箱和軸承本身；（3）重新加工軸肩， 檢查肩部直徑及圓角；（4）依照油壓法、加熱法和套筒法等正確的安裝技術規范進行安裝。

除此之外，為延長斗輪機回轉軸承使用壽命，還應加強對回轉軸承的定期跟蹤維護。組建專業維護隊伍，要求隊伍每2個月對設備進行全面檢修，換油，將軸承內廢油排出，再清洗干凈，裝好密封條。同時定期利用光譜分析檢測軸承重油的成分，客觀分析軸承磨損狀態，為軸承維護工作提供可靠依據。

4 結語

定期對斗輪機回轉軸承進行維護不僅可以延長器械使用壽命，還能降低工業成本和保障器械連續作業，具有較高的經濟和社會效益。斗輪機回轉軸承損壞的常見原因有材料疲勞、潤滑不良、處理不當、污染和安裝不當，工作人員有必要針對性地加強對回轉軸承的管理，適時適度檢修維護。