斗輪堆取料機回轉支承磨損分析與更換

徐陳龍

揚州泰富特種材料有限公司 江蘇揚州 225211

揚 州泰富特種材料有限公司港務事業部原料場共有 5 臺斗輪堆取料機，分別用于粉礦、球團礦的堆存與運輸，于 2012 年開始陸續投用，其中 1、2 號斗輪堆取料機用于粉礦的堆取，3、4 和 5 號斗輪堆取料機用于球團礦的堆取。

1 斗輪堆取料機結構

斗輪堆取料機主要由斗輪機構、俯仰機構、回轉機構、輸送裝置、尾車、大車行走機構等組成，配套的帶式輸送機可雙向運行。取料時前臂輸送機將物料運至中心料斗，物料落至下部主輸送機；堆料時主輸送機將物料運至上部漏斗，由前臂輸送機將物料運入堆場。斗輪堆取料機結構[1]如圖 1 所示。

圖1 堆取料機結構

2 故障描述

斗輪堆取料機作為料場一種連續運轉設備，運行是否穩定可靠將直接影響生產，回轉支承作為堆取料機的傳遞轉臺，其與底座之間的徑向載荷、軸向載荷和傾覆力矩尤為重要。該堆取料機的回轉支承[2]是球柱聯合式雙排回轉支承，偏心小、使用壽命較長，同時具有滾柱和球雙重結構的優點，適用于承受較大的軸向載荷和傾覆力矩，壽命長且連續運轉的設備，回轉支承內部結構如圖 2 所示。

圖2 回轉支承內部結構

2 號堆取料機用于粉礦的堆存，在定期檢測俯仰及回轉動作時發現，俯仰動作時回轉支承上下竄動間隙增大，對設備安全穩定運行造成一定的隱患。經技術人員分析，初步判斷為回轉支承內部滾動部件磨損引起竄動變大，應及時進行更換。

3 原因分析

結合生產運行情況分析認為，雨季生產及粉料水分較大時，斗輪、溜板等容易粘料，同時前臂輸送帶跑偏及瞬時流量較大時造成撒料，積累在前臂支架和大梁上 (見圖 3)，造成前臂機構整體質量增加，堆取料機上部機構整體失衡，回轉支承超負荷承載傾覆力矩，導致其超負荷運行，尤其是在料場進行清場作業時，長時間低位取料加速了回轉支承滾珠下滾道的劣化速度[3]。

圖3 前臂及斗輪體積料工況

堆取料機整體平衡主要由上部拉桿及配重機構、回轉支承和俯仰機構等組成。設計配重 169 t，工作中通過適量增減配重來調整平衡。由于前臂經常出現積料，造成回轉支承滾珠長期處于高 (超) 負荷工作狀態，滾珠長期擠壓造成滾道變形劣化 (見圖 4)。圖 2中滾珠間隙從 6 mm 逐步增大到 30 mm，造成回轉機構運行時晃動加劇。

圖4 回轉支承滾珠下滾道擠壓變形

4 更換方案

回轉支承直徑為 4 250 mm，位于堆取料機的中心部位，上部機體拆除難度較大且耗時較長，設備已使用較長時間，主要結構部件存在一定的變形，拆除后修復精度無法達到要求，因此研究決定實施更換方案。在設計制造時考慮到后期回轉支承的維修，回轉平臺預留了 4 個支撐點，可利用千斤頂將上部機構整體抬升，利用抬升空隙從側面平移進行更換。

經過分析研究，制定了更換方案。

(1) 堆取料機到位并鎖緊夾軌器及夾輪器，落實安全措施。

(2) 將 4 個 200 t 千斤頂放置在回轉平臺上的預留支撐點，頂起質量約 450 t 的上部機構，同步抬升 4個點的千斤頂，并設置保險支撐座及墊板，確保千斤頂內泄時臨時支撐可靠，如圖 5、6 所示。

圖6 回轉支承吊裝

(3) 設備升起時千斤頂頂至與上部機構轉臺下面接觸，將內圈螺栓擰松半圈并用塞尺測量回轉支承與上座底面的間隙，確保上部機構整體重心與回轉中心一致，拆除回轉支承內外連接螺栓，內部留 6 個螺栓。千斤頂再次預頂，留出適當空隙，靜置 20 min，觀察千斤頂壓力變化，無泄漏時繼續工作。

(4) 新支承按照設計要求安裝在相應的輕負荷、重負荷區域并調正位置，回復就位。

(5) 試車時回轉支承緩慢運轉 3～5 周，仔細檢查其運轉是否順暢，有無異響、卡頓現象，大小齒嚙合正常后投入使用。定期檢查俯仰、回轉等動作，觀察回轉支承是否存在振動、異響等情況。

5 結語

2 號堆取料機回轉支承更換按照計劃 8 d 順利完成，設備的改造更新和維修有以下幾個方面需要改進：

(1) 對俯仰系統的液壓缸及油泵進行能力提升，解決低位清場時因前臂積料造成俯仰能力不夠不能抬升的問題；

(2) 本次回轉支承內部滾動部件故障是由于設備運行、維護、清掃等不到位造成的，設備的操作、維護保養以及管理必須按照規范進行，確保設備穩定可靠；

(3) 在回轉支承更換過程中工作人員作業時間長，易疲勞、效率低，需要進一步完善施工組織，提升總體效率并確保施工安全；

(4) 引入先進的設備管理模式，制定檢測標準，定期檢修，減緩設備劣化，保證設備穩定可靠運行。