門(mén)座式起重機(jī)回轉(zhuǎn)軸承過(guò)早失效原因分析

徐 鑫

（新陸橋（連云港）碼頭有限公司技術(shù)部，江蘇連云港222042）

回轉(zhuǎn)軸承是門(mén)座式起重機(jī)的重要部件，其正常有效壽命最長(zhǎng)可以與機(jī)體相同，但2003年至今，新陸橋（連云港）碼頭有限公司的7臺(tái)門(mén)座式起重機(jī)中，有2臺(tái)出現(xiàn)過(guò)回轉(zhuǎn)軸承提前失效更換情況。詳情介紹如下：

1 案例一

2005年3月份，7#門(mén)機(jī)回轉(zhuǎn)支承出現(xiàn)局部異常響聲，就是一定角度內(nèi)響聲較大，其他角度范圍內(nèi)幾乎沒(méi)有響聲，齒圈密封條周?chē)l(fā)現(xiàn)少許金屬粉末，懷疑回轉(zhuǎn)支承保持架損壞，后提前準(zhǔn)備大軸承，門(mén)機(jī)繼續(xù)觀察使用3個(gè)月后，回轉(zhuǎn)軸承卡死，不能再使用，只有解體更換回轉(zhuǎn)軸承。

原因分析——該門(mén)機(jī)系2003年10月份新購(gòu)門(mén)機(jī)，使用不到兩年，該回轉(zhuǎn)軸承就出現(xiàn)異常響聲，很不正常。

剛出現(xiàn)異響時(shí)，首先檢查潤(rùn)滑系統(tǒng)，使用的是老式單線多分配器集中潤(rùn)滑系統(tǒng)，檢查8個(gè)潤(rùn)滑點(diǎn)需將分配器8個(gè)出口接頭取下，檢查確認(rèn)8個(gè)點(diǎn)出油都正常，排除潤(rùn)滑不良原因。

檢查回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)各部分固定良好，固定螺栓壓板無(wú)松動(dòng)情況；檢查回轉(zhuǎn)軸承外齒圈和小齒輪嚙合情況良好。

根據(jù)以上檢查，判斷損壞原因可能是回轉(zhuǎn)軸承本身品質(zhì)有問(wèn)題，或是回轉(zhuǎn)軸承安裝品質(zhì)存在問(wèn)題[1]。

在門(mén)機(jī)解體后，對(duì)回轉(zhuǎn)軸承做了解體，發(fā)現(xiàn)軸承保持架局部已損壞，造成數(shù)個(gè)軸承滾子位置錯(cuò)位，并最終卡住軸承滾道，經(jīng)過(guò)請(qǐng)專(zhuān)業(yè)機(jī)構(gòu)檢查滾子和滾道，均符合標(biāo)準(zhǔn)要求，排除軸承制造質(zhì)量問(wèn)題；再對(duì)門(mén)架塔筒上表面，回轉(zhuǎn)軸承安裝下基面清洗后檢查測(cè)量發(fā)現(xiàn)，門(mén)機(jī)軸承安裝下基面不平整，高出標(biāo)準(zhǔn)兩倍多，說(shuō)明門(mén)架制造安裝品質(zhì)存在嚴(yán)重問(wèn)題。

軸承失效原因，應(yīng)是安裝基面不平導(dǎo)致大軸承運(yùn)行中受力不均，久而久之造成大軸承內(nèi)部保持架局部損壞，進(jìn)而造成滾子錯(cuò)位卡死軸承。

發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后我們現(xiàn)場(chǎng)對(duì)基面進(jìn)行銑刨處理，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求后，安裝新軸承，門(mén)機(jī)至今使用正常。

2 案例二

公司4#門(mén)機(jī)2009年2月份發(fā)現(xiàn)回轉(zhuǎn)軸承工作中發(fā)出異響，聲音顯示為金屬摩擦聲，4月份回轉(zhuǎn)軸承又發(fā)出較大的聲響，回轉(zhuǎn)出現(xiàn)卡滯情況，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)電機(jī)過(guò)載保護(hù)，無(wú)法正常旋轉(zhuǎn)使用，后解體門(mén)機(jī)，更換新軸承。

原因分析：從現(xiàn)場(chǎng)塔筒外部觀察，密封條處有大量油脂溢出，軸承端面和機(jī)架底座法蘭盤(pán)及機(jī)艙底座法蘭盤(pán)連接處，由于涂抹有防銹用油漆，間隙無(wú)法檢查，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)明顯的裝配間隙。

在塔筒內(nèi)部觀察，發(fā)現(xiàn)從密封條處有少量油脂溢出（溢出油脂明顯少于塔筒外部），油脂顏色在燈光照射下發(fā)出銀灰色，用手碾壓可以看到油脂中有大量的金屬粉末，疑似金屬鋁粉，同時(shí)在油脂中發(fā)現(xiàn)少量固體金屬脫落物，最大體積為30 mm×20 mm×5 mm，從材質(zhì)不難看出，這些金屬脫落物為鋁塊，是轉(zhuǎn)盤(pán)軸承內(nèi)部保持架損壞后隨油脂溢出。

轉(zhuǎn)盤(pán)軸承齒面嚙合痕跡發(fā)現(xiàn)有異常現(xiàn)象，一齒面嚙合痕跡為上寬下窄，相鄰齒面為上窄下寬，同時(shí)，在齒槽中發(fā)現(xiàn)有較多的絲狀金屬脫落物（如圖2）。

圖1 異常脫落物

圖2 嚙合異常情況

從齒面圖片上可以很直觀地看出，轉(zhuǎn)盤(pán)軸承齒面有較大的損傷，損傷主要表現(xiàn)為刮擦和擠壓痕跡，齒的厚度已經(jīng)變薄。

從兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪安裝情況來(lái)看，在每個(gè)驅(qū)動(dòng)輪固定法蘭盤(pán)上有4處采用壓鐵對(duì)驅(qū)動(dòng)輪進(jìn)行固定，但現(xiàn)場(chǎng)兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪壓鐵的狀況并不一致，一個(gè)驅(qū)動(dòng)輪固定壓鐵有輕微的傾斜現(xiàn)象，另一個(gè)有較明顯的傾斜現(xiàn)象。這兩種現(xiàn)象可以看出非安裝時(shí)有意這樣安裝造成，疑似由于安裝時(shí)預(yù)緊力不夠或結(jié)構(gòu)不合理，造成使用過(guò)程中受到扭矩的作用，驅(qū)動(dòng)輪軸產(chǎn)生偏斜造成（如圖3）。

圖3 安裝異常情況

該回轉(zhuǎn)軸承是在2007年5月下旬安裝調(diào)試，但在現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)有提供出當(dāng)時(shí)安裝時(shí)的一些測(cè)量檢驗(yàn)記錄，特別是回轉(zhuǎn)軸承和底座法蘭結(jié)合表面間的間隙實(shí)際測(cè)量值，以及旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)安裝相關(guān)測(cè)量檢驗(yàn)記錄。此外，我們?nèi)笔г敿?xì)的回轉(zhuǎn)軸承在使用過(guò)程中保養(yǎng)注油記錄，特別是注油量的控制記錄。

通過(guò)以上現(xiàn)有資料及現(xiàn)場(chǎng)觀察和檢測(cè)，初步可以判定該軸承出現(xiàn)卡滯現(xiàn)象的原因?yàn)椋?/p>

回轉(zhuǎn)軸承在安裝過(guò)程中，驅(qū)動(dòng)輪采用壓鐵固定，由于壓鐵支撐面積較小，壓緊力無(wú)法確定，驅(qū)動(dòng)輪在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，對(duì)于驅(qū)動(dòng)輪軸產(chǎn)生一定的扭矩，該力量為交變載荷，壓鐵在受到驅(qū)動(dòng)輪軸由于交變載荷下產(chǎn)生的震動(dòng)作用，壓緊力無(wú)法固定驅(qū)動(dòng)輪，致使驅(qū)動(dòng)輪軸產(chǎn)生偏斜，致使驅(qū)動(dòng)輪回轉(zhuǎn)軸線和轉(zhuǎn)盤(pán)軸承齒圈回轉(zhuǎn)軸線產(chǎn)生夾角，從而使齒輪在嚙合過(guò)程中，齒面不能正常接觸，造成齒輪副嚙合側(cè)隙間隙減小直至消失，驅(qū)動(dòng)齒輪在進(jìn)入嚙合區(qū)時(shí)，齒頂擠壓和刮擦轉(zhuǎn)盤(pán)軸承齒面，產(chǎn)生較大的徑向交變載荷，由于驅(qū)動(dòng)輪經(jīng)過(guò)淬火處理，表面硬度高于轉(zhuǎn)盤(pán)軸承齒面硬度，故在轉(zhuǎn)盤(pán)軸承齒面出現(xiàn)條狀脫落物。

驅(qū)動(dòng)輪軸的傾斜，不僅造成轉(zhuǎn)盤(pán)軸承齒面的損壞，同時(shí)也造成軸承內(nèi)部徑向滾子的受力不均勻，在嚙合擠壓過(guò)程中，徑向滾子受到交變應(yīng)力的作用，存在加快滾子表面疲勞脫落的可能，出現(xiàn)滾子表面疲勞脫落物進(jìn)入軸向受力滾道，這些脫落物進(jìn)入軸向受力滾道以后，阻礙了受力滾子的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，在驅(qū)動(dòng)輪的驅(qū)動(dòng)下，此時(shí)部分保持架受力，出現(xiàn)損壞[2]。

從內(nèi)外密封條溢出油脂來(lái)看，軸承內(nèi)端面密封條溢出油脂較少，而油脂內(nèi)含有大量的鋁粉，由此可以判定，轉(zhuǎn)盤(pán)軸承在安裝前期，內(nèi)部注油較少，保持架和側(cè)壁引導(dǎo)面出現(xiàn)干摩擦而脫落較多鋁粉，后期加大了注油量，使內(nèi)部干摩擦出現(xiàn)的鋁粉隨油脂溢出密封條。

經(jīng)對(duì)集中潤(rùn)滑裝置分配器8個(gè)點(diǎn)出油情況看，有一個(gè)點(diǎn)出油不正常，從這一點(diǎn)也可認(rèn)為由于前期局部潤(rùn)滑不良加快了軸承的損壞，再加上驅(qū)動(dòng)輪軸的傾斜，促使轉(zhuǎn)盤(pán)軸承徑向受力不均，最終造成軸承卡滯現(xiàn)象的產(chǎn)生。

3 影響因素和防范措施

從以上案例分析情況，我們得出以下回轉(zhuǎn)軸承提前失效幾個(gè)主要影響因素和防范措施：

（1）國(guó)內(nèi)幾家大型回轉(zhuǎn)軸承廠家制作工藝成熟，品質(zhì)可靠性較高，因?yàn)檩S承本身品質(zhì)問(wèn)題而引起回轉(zhuǎn)軸承提前失效的情況，僅占極少數(shù)；

（2）制定合理的保養(yǎng)檢查記錄，強(qiáng)調(diào)潤(rùn)滑工作的重要性，確保回轉(zhuǎn)軸承得到良好潤(rùn)滑。老式的集中潤(rùn)滑系統(tǒng)不便檢查，潤(rùn)滑系統(tǒng)出現(xiàn)故障不易發(fā)現(xiàn)，極可能造成局部潤(rùn)滑不良情況發(fā)生，我們目前正改換智能型集中潤(rùn)滑系統(tǒng)，能直觀顯示各潤(rùn)滑點(diǎn)的潤(rùn)滑情況，便于人員檢查，避免出現(xiàn)潤(rùn)滑不良情況；

（3）抓好大機(jī)制作安裝維修過(guò)程的品質(zhì)控制工作，在制作、安裝、維修過(guò)程中對(duì)關(guān)鍵部位要專(zhuān)人負(fù)責(zé)檢驗(yàn)品質(zhì)工作，做好相關(guān)記錄，從而保障各重要環(huán)節(jié)的制作安裝維修品質(zhì)；

（4）及時(shí)維修，減少損失。出現(xiàn)軸承異響加大和卡阻現(xiàn)象時(shí)不可再?gòu)?qiáng)行使用，此時(shí)軸承損壞情況還不嚴(yán)重，應(yīng)及時(shí)更換維修備用，否則會(huì)造成軸承報(bào)廢，造成更大損失。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)案例的分析，我們可以看出回轉(zhuǎn)支承的前期安裝質(zhì)量和后期使用維護(hù)的重要性，做好這些，一些故障本可以避免的，這些經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)對(duì)我們今后設(shè)備管理中對(duì)門(mén)座式起重機(jī)以及其它帶有回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)備有著積極的借鑒作用。

[1]徐立民，陳 卓.回轉(zhuǎn)支承[M].合肥：安徽科學(xué)技術(shù)出版社，1999.

[2]JT/T717-2008，港口連續(xù)裝卸機(jī)械修理技術(shù)規(guī)范[S].