探索門機回轉支承開式齒圈潤滑新工藝

王 鵬

（日照港股份有限公司第一港務分公司，山東日照 276800）

0 引言

門座式起重機（以下簡稱“門機”）由行走、起升、變幅和回轉四大機構組成，其中回轉機構的作用是使起重機的回轉部分在水平面內繞回轉中心線轉動，實現貨物的水平移動。回轉機構由驅動裝置、傳動裝置和回轉支承組成。回轉支承固定在門機中心筒上，通過左右兩個旋轉小減速箱齒輪帶動門機旋轉。旋轉過程中，門機回轉支承和減速箱小齒圈有相對運動，摩擦造成零部件的磨損，最終影響回轉支承的使用壽命，目前主要通過潤滑途徑來降低設備的磨損，故研究標準化潤滑工藝對提高門機回轉支承的使用壽命具有重要意義。

1 問題

日照港股份三公司現轄門機41 臺，分布于西二期、西四期、南區焦炭泊位，設備作業線長且利用率不均衡。所有設備都需要潤滑油進行潤滑，由于設備生產廠家、型號不同，因此所用潤滑油的牌號、規格不同，造成油品成本高，加注時間、地點不統一，且不同潤滑人員的操作和標準也有所不同，無法統一管理，給設備潤滑保養帶來了較大困難。

1.1 設備潤滑的重要性

機械設備在使用期間必須重視維護保養，潤滑是貫穿始終的重要環節。有接觸面的相對運動就有摩擦，就會消耗能量并造成零部件的磨損。據估計，世界能源的1/3～1/2 消耗于摩擦發熱，大約80%的零件損壞是由磨損引起的。因此加強機械設備的潤滑管理，可以提高設備的可靠性，延長使用壽命，降低設備使用維修費用，減少機械設備故障。

1.2 潤滑方式存在的問題

據統計，約有40%的機械設備故障是由于潤滑不正確引起的。在設備潤滑中，潤滑油脂主要起潤滑、冷卻、防銹、清潔、密封和緩沖等作用，機器設備的轉動、滑動、擺動等運動部件，都需要定期加注潤滑油脂，以降低運動阻力、減小磨損、保證其正常運行。目前使用較為普遍的潤滑脂加脂裝置主要是杠桿式潤滑脂槍，俗稱黃油槍，一般是靠人力驅動，主要由裝有彈簧的筒體、注脂手柄等組成，利用杠桿和彈簧的作用將黃油擠出。注油操作時，握一下手柄，擠一次黃油，這種方式適用于潤滑點分散、注脂量小的場合，若需要的加脂量大，則扳動手柄的次數多，這種加脂方法費時費力且出脂不夠均勻、連續。

對于大型設備，特別是高度較高的門機，人工操作黃油槍的加脂裝置不太適用。由于門機上的潤滑點分散，每次加注時，都需要爬到機器各部位對各個潤滑點進行加注，勞動強度大、工作環境差、安全性差；而且在設備運轉過程中不能停機加注黃油，危險性高，易造成作業事故。另外，作業受天氣、包括風浪等外界環境因素影響較大，惡劣氣候條件下無法開展具體工作。由于是高空作業，有時會出現作業人員墜落傷亡的情況。現有的注油設備普遍存在作業前準備工作量大，作業過程中實施較困難，盲區注油效果不理想，潤滑脂涂抹厚度不均勻等問題。

2 改進措施

針對現有門機回轉齒圈人工潤滑工藝所存在的缺陷，結合國內外港口起重設備及其他工況下大型機械設備的運行特點，設計一臺對門機開式齒進行自動潤滑的智能加脂機。

門機回轉齒圈智能加脂機主要由智能檢測單元、機電一體化控制系統、大功率推進裝置、涂油器及全金屬機身組成。智能檢測單元采用高靈敏度電感式檢測傳感器，檢測精度高、響應快、可靠性高；機電一體化設計控制系統集電源模塊、智能控制單元、驅動單元、采集單元于一體，高度集成，體積小；大功率推進裝置采用大功率步進電機，轉速可控，且擁有強大的推動扭矩，寬裕量推動動力，保證出油速度和出油量的穩定性；涂油器包括進油口、儲油室、布油腔，進油口與儲油室相連通，儲油室與布油腔通過豎向的窄縫相連通，布油腔具有上凸緣和下凸緣，上凸緣與下凸緣之間的距離大于被涂布潤滑油的運動件的高度，布油腔的工作面針對各種尺寸型號的齒輪精細化設計，具有與被涂布潤滑油的運動件工作面相吻合的弧度，可防止油體溢出、脫落，被潤滑面涂抹均勻，提高了潤滑油的利用率；全金屬機身采用不銹鋼材料打造，防腐耐磨，適用于各種惡劣的工作環境（圖1）。

圖1 智能加脂機結構示意

3 智能加脂機工作原理

智能加脂機設有兩種工作模式：穩態模式和新機模式。穩態模式是指設備使用過了磨合期并進入正常使用狀態，加油潤滑周期穩定的模式；新機模式是指設備投入使用時間不長，有頻繁潤滑需求的模式。

在穩態模式下，加脂機通過智能檢測單元可自動識別齒圈的運轉狀態，并根據前一加油周期的起始時間自動判斷設備潤滑需求，控制推進裝置啟停、推進、后退。加脂流程中，推進裝置緩慢勻速推進油管中的活塞，經布油器平緩出油，齒圈被潤滑油涂抹均勻，潤滑效果相對人工涂抹顯著提高。當門機暫停使用時，加油機自動停止加油，防止潤滑油堆疊、硬化影響潤滑效果；當門機再次投入使用，加油機亦重新進入加油狀態。此外，在潤滑油推送機構的工作端上設有限位塊，機架上相應位置設有前限位器和后限位器，當整管潤滑油被涂凈后，前限位器被觸發，加油機快速倒轉退出，待活塞全部退出后觸發后限位器，以蜂鳴信號和指示燈的方式，提示操作人員潤滑脂已用完，需更換油管。一次完整的加油流程結束后，進入潤滑保質期，在此期間即使門機運行加油機也不再啟動，待潤滑保質期結束，重新判斷門機狀態和潤滑需求。

在新機模式下，加脂機的工作流程與穩態大體相同，區別在于新機模式不設置潤滑保質期，只根據門機狀態判斷潤滑需求。

4 智能加脂機的優勢及特點

智能加脂機結構簡單、緊湊、體積小、自動化程度高，作業危險性低，潤滑油涂抹均勻、定量精確，加注速度可快可慢，流量穩定、設定方便，不僅能節省人工，提高工作效率，保證潤滑效果，而且潤滑模式可選、周期靈活可設，可以實現自動化控制，無人值守。

該型智能加脂機設計之初預留了擴展功能和選配功能。

（1）擴展功能：可根據潤滑點的數量需求，在共用一套控制系統的基礎上，靈活定制多臺加油推進裝置，提高潤滑效率的同時降低運行成本。

（2）選配功能：可根據不同使用環境需求選配潤滑油預熱裝置，主要適用于溫度寒冷的北方，在油室內增加溫度檢測單元，當油室內溫度過低時自動啟動加熱裝置，防止油體凝固影響設備潤滑效果。

5 預期效果

智能加脂機的應用，可實現門機回轉齒圈的標準化潤滑，即實現定量、定期、油膜標準厚度、缺油自動判斷、碾壓式潤滑及無人值守的潤滑工藝。改變以往的潤滑工藝，將人工潤滑工藝替換成機械潤滑工藝，從而實現節省人力、提高潤滑工作效率及保證齒圈潤滑標準的目的。