門座式起重機回轉(zhuǎn)軸承過早失效原因分析

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)軸承是門座式起重機的重要部件，其正常有效壽命最長可以與機體相同，但2003年至今，新陸橋（連云港）碼頭有限公司的7臺門座式起重機中，有2臺出現(xiàn)過回轉(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#門機回轉(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)幾乎沒有響聲，齒圈密封條周圍發(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，門機繼續(xù)觀察使用3個月后，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——該門機系2003年10月份新購門機，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，首先檢查潤滑系統(tǒng)，使用的是老式單線多分配器集中潤滑系統(tǒng)，檢查8個潤滑點需將分配器8個出口接頭取下，檢查確認(rèn)8個點出油都正常，排除潤滑不良原因。

檢查回轉(zhuǎn)機構(gòu)各部分固定良好，固定螺栓壓板無松動情況；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)有問題，或是回轉(zhuǎn)軸承安裝品質(zhì)存在問題[1]。

在門機解體后，對回轉(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)個軸承滾子位置錯位，并最終卡住軸承滾道，經(jīng)過請專業(yè)機構(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)量問題；再對門架塔筒上表面，回轉(zhuǎn)軸承安裝下基面清洗后檢查測量發(fā)現(xiàn)，門機軸承安裝下基面不平整，高出標(biāo)準(zhǔn)兩倍多，說明門架制造安裝品質(zhì)存在嚴(yán)重問題。

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

發(fā)現(xiàn)問題后我們現(xiàn)場對基面進(jìn)行銑刨處理，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求后，安裝新軸承，門機至今使用正常。

2 案例二

公司4#門機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)機構(gòu)電機過載保護，無法正常旋轉(zhuǎn)使用，后解體門機，更換新軸承。

原因分析：從現(xiàn)場塔筒外部觀察，密封條處有大量油脂溢出，軸承端面和機架底座法蘭盤及機艙底座法蘭盤連接處，由于涂抹有防銹用油漆，間隙無法檢查，沒有發(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)盤軸承內(nèi)部保持架損壞后隨油脂溢出。

轉(zhuǎn)盤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，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。

從兩個驅(qū)動輪安裝情況來看，在每個驅(qū)動輪固定法蘭盤上有4處采用壓鐵對驅(qū)動輪進(jìn)行固定，但現(xiàn)場兩個驅(qū)動輪壓鐵的狀況并不一致，一個驅(qū)動輪固定壓鐵有輕微的傾斜現(xiàn)象，另一個有較明顯的傾斜現(xiàn)象。這兩種現(xiàn)象可以看出非安裝時有意這樣安裝造成，疑似由于安裝時預(yù)緊力不夠或結(jié)構(gòu)不合理，造成使用過程中受到扭矩的作用，驅(qū)動輪軸產(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)場沒有提供出當(dāng)時安裝時的一些測量檢驗記錄，特別是回轉(zhuǎn)軸承和底座法蘭結(jié)合表面間的間隙實際測量值，以及旋轉(zhuǎn)機構(gòu)安裝相關(guān)測量檢驗記錄。此外，我們?nèi)笔г敿?xì)的回轉(zhuǎn)軸承在使用過程中保養(yǎng)注油記錄，特別是注油量的控制記錄。

通過以上現(xiàn)有資料及現(xiàn)場觀察和檢測，初步可以判定該軸承出現(xiàn)卡滯現(xiàn)象的原因為：

回轉(zhuǎn)軸承在安裝過程中，驅(qū)動輪采用壓鐵固定，由于壓鐵支撐面積較小，壓緊力無法確定，驅(qū)動輪在運轉(zhuǎn)過程中，對于驅(qū)動輪軸產(chǎn)生一定的扭矩，該力量為交變載荷，壓鐵在受到驅(qū)動輪軸由于交變載荷下產(chǎn)生的震動作用，壓緊力無法固定驅(qū)動輪，致使驅(qū)動輪軸產(chǎn)生偏斜，致使驅(qū)動輪回轉(zhuǎn)軸線和轉(zhuǎn)盤軸承齒圈回轉(zhuǎn)軸線產(chǎn)生夾角，從而使齒輪在嚙合過程中，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)動齒輪在進(jìn)入嚙合區(qū)時，齒頂擠壓和刮擦轉(zhuǎn)盤軸承齒面，產(chǎn)生較大的徑向交變載荷，由于驅(qū)動輪經(jīng)過淬火處理，表面硬度高于轉(zhuǎn)盤軸承齒面硬度，故在轉(zhuǎn)盤軸承齒面出現(xiàn)條狀脫落物。

驅(qū)動輪軸的傾斜，不僅造成轉(zhuǎn)盤軸承齒面的損壞，同時也造成軸承內(nèi)部徑向滾子的受力不均勻，在嚙合擠壓過程中，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轉(zhuǎn)，在驅(qū)動輪的驅(qū)動下，此時部分保持架受力，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)對集中潤滑裝置分配器8個點出油情況看，有一個點出油不正常，從這一點也可認(rèn)為由于前期局部潤滑不良加快了軸承的損壞，再加上驅(qū)動輪軸的傾斜，促使轉(zhuǎn)盤軸承徑向受力不均，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)軸承提前失效幾個主要影響因素和防范措施：

（1）國內(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，因為軸承本身品質(zhì)問題而引起回轉(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，強調(diào)潤滑工作的重要性，確保回轉(zhuǎn)軸承得到良好潤滑。老式的集中潤滑系統(tǒng)不便檢查，潤滑系統(tǒng)出現(xiàn)故障不易發(fā)現(xiàn)，極可能造成局部潤滑不良情況發(fā)生，我們目前正改換智能型集中潤滑系統(tǒng)，能直觀顯示各潤滑點的潤滑情況，便于人員檢查，避免出現(xiàn)潤滑不良情況；

（3）抓好大機制作安裝維修過程的品質(zhì)控制工作，在制作、安裝、維修過程中對關(guān)鍵部位要專人負(fù)責(zé)檢驗品質(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）及時維修，減少損失。出現(xiàn)軸承異響加大和卡阻現(xiàn)象時不可再強行使用，此時軸承損壞情況還不嚴(yán)重，應(yīng)及時更換維修備用，否則會造成軸承報廢，造成更大損失。

4 結(jié)束語

通過對案例的分析，我們可以看出回轉(zhuǎn)支承的前期安裝質(zhì)量和后期使用維護的重要性，做好這些，一些故障本可以避免的，這些經(jīng)驗教訓(xùn)對我們今后設(shè)備管理中對門座式起重機以及其它帶有回轉(zhuǎn)機構(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)裝卸機械修理技術(shù)規(guī)范[S].