起重機回轉支承故障的預防和控制

滕召勇 陳武

摘 要：回轉支承是起重機承載、回轉的重要零部件之一，如果其出現故障，不僅會影響起重機正常作業，而且會造成極大的安全風險。該文以起重機回轉支承運行原理為入手點，從系統壓力不穩、回轉制動閥門無法閉合、回轉支承曠動等方面對起重機回轉支承故障進行了簡單的分析，并依據起重機回轉支承故障因素，提出了幾點起重機回轉支承故障預防及控制措施。

關鍵詞：起重機；回轉支承；故障預防；故障控制

中圖分類號：TH213 文獻標志碼：A

0 前言

某一金屬結構廠所采用的起重機為繩索式變幅門座式起重機，其最大額定重量為6×104 kg，最大起重高度為40 m，最大起升幅度為50 m。門座式起重機運行時間較長，且大多在露天場地進行工作。為了降低該起重機運作風險，保證整體作業場地安全，需要對起重機關鍵模塊進行定期檢修。該文以該起重機回轉支承故障為例，對其預防及控制進行了簡單分析，具體如下。

1 起重機回轉支承運作機理

起重機回轉支承具有多種運作模式，在具體設計過程中大多以滾道直徑為主要參數，依據承載能力要求進行逐級遞增。同時為了滿足起重設備對軸向尺寸及承載重量的多樣化要求，在實際滾動體設計過程中，還可以選擇單排四點接觸球式、三排滾珠式、雙排球式、單排交叉滾珠式等幾種類型。以三排滾珠式為例，其主要包括上、中、下3個層面均勻排列的滾珠及內外兩層滾圈。根據具體起重機承重荷載，在實際設計中可設定不同的滾動直徑，保證起重機可以組合承受徑向力、軸向力等各種作用力。

2 起重機回轉支承常見故障

2.1 回轉支承無法順利運作

回轉支承無法順利運作除了過載問題，還可能為液態馬達故障、減速器手動控制閥故障、溢流閥故障等因素。除此之外，如果起重機回轉支承內部出現鋼柱碎裂、變形卡死、滾動軌道壓塌等情況，也會影響回轉支承正常運作。

2.2 轉盤軸承游隙曠動

轉盤軸承曠動主要由于轉盤軸承即回轉軸承內部相關部件老化或損害，導致轉盤軸承游隙超出標準值。

2.3 回轉軸承出現異響

回轉軸承出現異響主要是由于滾動體破裂、滾動硬度層破損或者出現脫落情況。

2.4 回轉支承系統壓力低于標準值

回轉支承系統壓力低于標準值主要出現于起重機滿載或重載的情況，在其空載、輕載時表現正常，甚至會出現無法回轉或回轉阻力過大等問題。

3 起重機回轉支承故障預防及控制

3.1 起重機回轉支承故障預防

起重機回轉支承故障大多為機械、電氣等方面故障。一方面為了最大限度地降低起重機回轉支承故障發生概率，維修人員應加大對熱繼電器、熔斷器、自動空氣開關、過電流繼電器等電動機保護元件的核查，避免其長期處于不正常工作狀況導致的回轉支承故障。另一方面由于起重機電氣設備大多處于空氣濕度較大的環境中，因此應加大對電氣線路維護工作的重視，避免接線端子排對地絕緣值低于標準值0.50 MΩ導致的回轉支承故障。

3.2 起重機回轉支承異響故障控制

以某起重機回轉支承故障為例，該起重機在某次裝船作業中，起重機臂架回轉階段出現異常響動。經后期檢測發現，該起重機回轉支承異響位置主要為起重機某側驅動裝置出現摩擦聲、機械撞擊聲，在起重機反向回轉階段異響出現增加情況，隨后減弱。針對上述故障情況，首先應對起重機彈性柱銷聯軸器進行檢測，經檢測發現該起重機彈性墊圈、柱銷位置間隔距離超出標準值；在彈性墊圈更換之后，回轉支承異常響動仍然存在，隨后采用電阻表對電動機轉子、電子繞組對地絕緣進行逐一檢測，均在標準限度；將電動機解體后，其內部構件均無明顯故障，且各構件錐面配合度較高。

最后，通過與起重機維修人員溝通，發現該起重機回轉支承尾部軸承、端蓋間缺乏有效的隔離裝置，促使該回轉支承無法進行正常軸向定位。為了驗證上述猜想正確性，在將電動機解體之后，對定子、轉子線圈外觀進行檢測，發現轉子線圈某一匝絕緣漆位置出現燒壞變色，在更換至備用電動設備后，故障問題得到了有效的解決。

3.3 起重機回轉支承曠動故障控制

依據起重機回轉支承組裝要求，起重機回轉支承滾道、滾動體裝配間隙應在0.30 mm～0.49 mm。但是在實際起重機組裝過程中，由于工藝參數、制造工藝等多種因素的影響，起重機回轉支承滾道、滾動體間距離大多在標準值以下。這種情況下起重機回轉支承曠動現象發展概率就大大增加。因此為了從根本上降低起重機回轉支承曠動問題，維修人員可依據起重機回轉支承運作標準，進行回轉支承載荷計算，并進行具體承載能力曲線的繪制。以門式起重機回轉支承為例，其回轉360°壽命最高靜荷載系數為1.450，而其安全使用系數為1.69，考慮到起重機回轉支承在一定范圍內會出現疲勞失效情況，因此在具體計算過程中，應依據實際回轉角度數值，進行2次重復回轉計算。在起重機回轉支承承載能力曲線繪制完畢之后，可嚴格依據回轉支承制造標準，選擇50Mn材料，或者42CrMo作為替換裝置。

為了降低起重機回轉支承運作期間松動、斷裂風險概率，首先在起重機回轉支承運作超出4天以后，應進行螺栓預緊力檢測，并在其工作周期達到20天后，進行預緊力重復檢查。而在回轉支承運作時間超出600天后，進行新型螺栓的更換。其次，在起重機回轉支承運作期間，綜合考慮潤滑脂、潤滑周期、潤滑油路暢通度等因素，可進行定期潤滑維護。如果在回轉支承運作軌道內已存在一定的潤滑優良，則可以根據具體工作要求進行潤滑油的適當添加。根據不同的運行機構，潤滑液添加間隔時期也有不同的要求，如在球式回轉支承潤滑時，需要間隔4天進行一次；而滾柱式回轉支承潤滑周期則為2天。最后，在起重機回轉支承運行過程中，需要每隔10天進行一次全面清洗，避免硬質異物堆積對回轉支承的不利影響。

3.4 起重機回轉支承據動故障控制

起重機回轉作業進行過程中，驅動力主要由回轉電機發出，經聯軸器、減速機、回轉小齒輪，達到回轉支承大齒圈。在整個過程中，齒輪、大齒圈的嚙合對回轉作業順利進行非常重要。因此，在起重機回轉支承據動問題發生后，維修人員可首先對回轉支承外部結構進行檢測，然后逐步對滾道、鋼柱、液態馬達柱、軸承、減速器齒輪、蝸桿等進行檢查維修，并根據具體問題因素進行有針對性地解決。特別是在起重機回轉支承外圈大齒輪更換過程中，應將起重機回轉平臺上層、臂架系統進行完全拆除。然后在回轉支承齒輪材料選擇過程中，適當調整齒輪模數、壽命安全系數。結合合理的齒輪根部過渡圓角半徑選擇，可有效提升齒輪抗彎曲效能。

最后，在齒輪重組過程中，可以在調整齒輪嚙合齒側間隙及連接剛度的基礎上，添加合理的阻尼元件，最大限度地降低外部荷載對起重機回轉支承的不利影響。

此外，在日常檢修過程中，應注意對齒輪轉動靈活度、光潔度及齒輪邊緣完整性進行檢測。如果齒輪槽位置出現3.0 mm以上的磨損量，或者齒輪槽直徑減少量為驅動繩直徑的49 %時，則需要進行齒輪更換措施。

4 結語

綜上所述，回轉支承故障的出現，對整體起重機順利、安全運行造成了嚴重的威脅。因此在實際起重機應用過程中，維修人員應定期對回轉支承進行維護管理，并針對起重機回轉支承異響、曠動、壓力過低、據動等問題，進行集中分析處理。逐步完善故障控制機制，保證起重機回轉支承故障的及時、有效解決。

參考文獻

[1]高雨.港口大型門座起重機回轉支承故障機理分析[J].中國水運， 2015（9）：66-67.

[2]李倩，王世博，毛勇.平面滑動回轉支承設計方法[J].機械設計，2013，30（4）：44-47.

[3]張學東.塔式起重機回轉支承常見故障分析及對策[J].山西建筑，2018，44（7）：226-228.