張海濱
（鄂鋼原料廠）
摘（zhāi） 要：本文針對鬥輪取料機（jī）回轉支承常見的噪音增大、產生（shēng）異（yì）常衝擊、負荷（hé）變大等異常現象及滾道磨損、滾動（dòng）體破裂（liè）等造成回（huí）轉支承損壞的問題，從安裝（zhuāng）技術、使用維護及潤滑等（děng）方麵進（jìn）行原因分（fèn）析，進（jìn）而采（cǎi）取改進措施，提（tí）高回轉支承的使用壽（shòu）命，減少故障時間，滿足生產需（xū）要。
關鍵詞：鬥（dòu）輪取料機；回轉支承；故障分析；改善措（cuò）施
1 前言
鄂鋼原料廠（下稱我廠）鬥輪取料機的回轉支承（型號：LYC1797/2500K）用以支承取料機的上半部（bù）分，是上部工作機構旋轉的關鍵部件，因其直徑大且位於（yú）構件內部（bù），工作中出現（xiàn）缺陷或故（gù）障不易查明原因（yīn），加之檢修難度大、費用高，在其技（jì）術狀態和劣化（huà）傾向不嚴重的情況下，一般采取（qǔ）加強（qiáng）日（rì）常點檢、維護的方式（shì）繼續使用，但這會（huì）使缺陷或故障趨（qū）勢加劇，容易造成回轉支承及其傳動（dòng）裝（zhuāng）置損壞，影響生產，造成較大的經濟損失（shī）。
回轉（zhuǎn）支承出現故障表現為噪音增大、產生（shēng）異常衝擊、傳動功率突然增（zēng）大等。本文從回轉支承常見的異常現象入手，分（fèn）別從（cóng）安（ān）裝、使（shǐ）用維護和潤滑等方麵（miàn）進（jìn）行分析，查找故障原因（yīn）並（bìng）采取相應的（de）技術措施，達到延長回轉支承的使用壽命（mìng），提高使用效率和經（jīng）濟效益。
2 結構簡介
我廠使用的回轉支承由洛陽軸（zhóu）承廠（chǎng）製造，主要由（yóu）外圈、內圈（quān）和滾動體構成（chéng）（如圖1），其外徑為3258mm，內徑為2500mm，高度為260mm。外圈加工有（yǒu）齒，傳動齒（chǐ）輪與（yǔ）其齧合周向轉動，內圈由上環和下環組成，用來支承取料機的上（shàng）部工作機構並進行旋轉；108個短（duǎn）圓柱滾子滾（gǔn）動體相互交叉90°排列在內外圈的滾道上，滾道平麵與水平成45°角。安（ān）裝時，外圈用36根M36高（gāo）強度螺栓固定在取料機的支撐平台上，內圈由（yóu）36根M36高強度雙（shuāng）頭螺柱和取料機的上部回轉工作部分連接。
3 故障原因分析
取料機工作中，回轉支承容易發生（shēng）滾道磨（mó）損、滾動體破裂、內外圈局部接觸摩擦、輪齒磨損和崩裂等故障。引起（qǐ）回轉支承故障的原因是多（duō）方麵的，概（gài）括起來主要是回轉支承質量及其安（ān）裝、受傾覆力矩影響及潤滑不良等3個（gè）方麵。
3.1回轉支承質量及其安裝
安裝質量（liàng）和安裝精度是回轉支承能否正常（cháng）使用，使用後能否達到設計使用要求的重要保證，直接影響回轉支承的使用年限和大修周期。
1）安裝前回轉支承存在質量缺陷
構成回轉支承的內圈和外圈直徑大，環體又窄又（yòu）薄，製造、運輸（shū）、存放等都可能造成回轉支承的變形缺損等缺陷。
2）安裝後回轉支（zhī）承產生變形
回轉支（zhī）承安裝後（hòu），其端麵與（yǔ）支撐平台緊密貼合，如果支撐平台的（de）平麵度誤差超過許可值，將造成回轉支承的變形，引起運行不穩定，易產生噪音、衝擊或使工作負（fù）荷（hé）變（biàn）大。
3）回轉（zhuǎn）支（zhī）承內外（wài）圈的淬（cuì）火軟（ruǎn）帶區（qū）容易損壞
回轉支承內外圈的滾道均采用感應淬火的熱處（chù）理工藝，都有（yǒu）一段淬（cuì）火軟帶區，軟帶（dài）區的強度和硬度較弱，容易損壞。
4）螺栓擰緊力不當造成螺栓（shuān）鬆動和損壞
擰（nǐng）緊螺（luó）栓時，如果預緊力不足，在振（zhèn）動、交變載荷和衝擊載荷的作用下，聯接可能鬆動，影響回轉支承的正常工作（zuò），甚至還（hái）會造成設備事故；預緊力太大又易使螺（luó）栓損壞。
5）齒輪齧（niè）合精度存（cún）在誤差
齒（chǐ）輪齧合（hé）精度（dù）存在誤差，會使工作齒麵的接觸應力產生集中，輪齒磨損加快，容易損壞（huài）。回轉支承的輪齒損壞和嚴重磨損（sǔn），需（xū）整體更換回轉（zhuǎn）支（zhī）承。
3.2受傾覆力矩影響
回轉支承在使用過程中要承受軸向載（zǎi）荷Fa，徑向載荷Fr以及傾覆力矩（jǔ）M的共同作（zuò）用（yòng）（如圖1），其（qí）承載角為45°。在重載負荷下，如果傾覆力（lì）矩過大，會使回轉支承內圈受力大的部位向（xiàng）下偏移（yí），造成回轉支承內外圈的幾（jǐ）何中心線發生傾斜和徑向偏（piān）移，影響運行的穩定性（xìng）。如果傾斜和偏移超過允許範圍，回轉支承的技術狀況會急劇惡化（huà）致使（shǐ）回（huí）轉支承報廢。因此，減小傾覆力矩對回轉支承的影響意義重大。傾覆力矩的產生是由於取料機回轉支（zhī）承上各方向的受力分配不均衡造成的，造成傾覆（fù）力矩過大的原因主要有以下（xià）方麵：
1）懸臂的重量增加（jiā）
在多年的使用、維護（hù）和檢修過程中（zhōng），我廠在取料機懸臂（bì）網格走（zǒu）道上增（zēng）加了花紋鋼板，製作了檢修平台以（yǐ）及鋼結構的加強、加固等檢修安全防護設（shè）施，加之取（qǔ）料機的實際取料量（liàng）大（dà）大超過設計（jì）能力，懸臂（bì）皮帶上運載的物料比設計時增加，從而增（zēng）加了懸臂的重量，增大了傾覆力矩。
2）取料機行走不穩定
由於軌道基（jī）礎下沉（chén），軌道、行（háng）走輪磨損、台車變形（xíng）和鉸軸、軸（zhóu）孔磨損等缺陷，取料（liào）機行走（zǒu）時產生（shēng）振動、衝擊，導致取料機行走不穩，回轉支承承受的傾覆（fù）力矩瞬間增大或減小。
3）技術改造改變了（le）受力平衡
1997年6月，我（wǒ）廠對取料（liào）機的回轉傳動裝置進行技術改造時，拆除了取料機正後方的（de）直流電（diàn）機、發電機及1套減速（sù）傳動裝置（約4200㎏），取料機尾部（bù）的重量（liàng）減輕，也增大了傾覆力矩。
傾覆力矩在工作中引起回（huí）轉支承承載壓（yā）力分配不均衡，承重部分運動副受擠壓、摩擦（cā）發熱嚴重，容易造成回轉支承和安裝平台的變形。
傾覆力矩容易造成回轉支承的內圈向一邊偏移，引（yǐn）起（qǐ）回轉小齒輪與大齒（chǐ）圈的回轉中心不同心（如圖2，O是大齒圈的（de）幾何中心（xīn），是設計（jì）的回轉中心，O1是內圈偏移後小（xiǎo）齒輪的實際回轉中心），造成回轉小齒輪和大齒圈齒側和齒頂間隙減小，齒輪齧合精度降（jiàng）低。
滾動體在錐形滾道上滾動時，存（cún）在一定的滑動和竄動造成的內摩擦。傾覆力矩引起內圈傾斜後，不同滾（gǔn）動體在滾道上的位置、相互運（yùn）動的形式以及壓力的大小，在運轉過程中發生變化；滾動體沿其軸線滾動的同（tóng）時，在滾道上無規律的滑動和竄動增大，不同部位滾道、滾動體的受力狀態、接觸應力不相（xiàng）同，易（yì）造成滾動體表麵剝落、刮傷和破（pò）裂（liè）以及滾道磨（mó）成深坑等缺陷（xiàn），從而引起回轉支承的運行不穩定，造成噪音增大、產生異常衝擊和負載變大，甚至（zhì）使回轉支承報廢。
回轉支承內（nèi）外圈之間及密封環的（de）間隙較小，內圈（quān）、外圈的軸心線發生傾斜，內圈（quān）、外圈的表（biǎo）麵會產生接（jiē）觸，相對運動時發生摩擦，造成磨損、噪音和負載變大，而且磨損（sǔn）物極（jí）易進入滾（gǔn）道（dào）內和潤滑脂混合（hé），加劇滾道和滾動體的磨損。內外圈嚴重傾斜時，還會出現內外圈端麵局部接觸，回轉支承因摩擦阻力過大，造成回轉（zhuǎn）支承無法正常運轉的設備事故。
一般情況下，回轉支承和回轉減速機的安裝誤（wù）差（chà）保持在允許偏（piān）差範圍之內。但在運（yùn）行中，生產載荷和傾覆力矩引發的附加載荷過大，會造成回轉（zhuǎn）減速機固定機架（jià）的（de）變形和位移，從而影響齒輪的齧（niè）合精度，降低（dī）齒輪的使（shǐ）用壽命。
3.3潤滑不良
通過對損壞回轉支承的解體檢查，發現回轉支承存（cún）在油道堵塞，潤滑脂變質（zhì）和沒有潤滑脂的現象（xiàng）。相關資料表明（míng），在正常的潤滑條件下，滾道和滾動體的摩擦係數在（zài）0.001～0.003之間，而缺油（yóu）或處於幹摩（mó）擦狀態時，其摩（mó）擦係數可達到0.18～0.45。可見，潤滑不足（zú）時，回轉支承的運行阻力極大，運轉不靈活，機械磨損加快，對回轉支承（chéng）的使用壽命影響重大。
1）潤滑脂發生變質（zhì）
回轉支承長期在重載極壓的工況下工作，滾道表麵易形成局部高溫（wēn）區域；同時，潤滑脂受（shòu）到滾動體機械攪動和剪切作用稠度降（jiàng）低，容易發生變質和稀釋流失；另（lìng）外，摩擦（cā）產生的（de）金屬微粒、外部進入的雜質和凝固、變質（zhì）的潤滑脂混合（hé）在一起，受到外力擠壓，變（biàn）稠、變硬，破壞潤滑，堵塞油路（lù），加速磨損。
2）潤滑脂混入雜質（zhì）
取料機（jī）的截取對象是露天堆積的礦石，其工作環境（jìng）惡劣，粉塵和磨損產生的（de）金屬粉末等雜質極易進入潤（rùn）滑，使回（huí）轉支承的運動副（fù）處於磨損的潤滑狀（zhuàng）態。
4 改（gǎi）進措施
以上對回轉支承的故障形成原因進行了分析，下麵擬就提高安裝質量、減小傾覆力矩、改善潤（rùn）滑3個方麵提出改進措施。提高安裝技術質量）使（shǐ）用前進（jìn）行質量檢測。
4.1提高安裝技術質量
1）使用前進行質（zhì）量檢測。
使（shǐ）用前對照使用說明書的技術要求進行配合間隙、變形量、齒麵硬度、滾道和（hé）滾動體表麵硬度（dù）等技術指標（biāo）的檢測，隻有備件達到技術質量要求（qiú），方可接貨、安裝。
2）回轉支承端麵（miàn）與支撐平（píng）台（tái）的貼合達到技術要求。
安裝前，回轉支承安裝基準麵和支撐（chēng）平台的安裝（zhuāng）平麵必須清理幹淨，並檢測支撐平台的平麵度（dù）。檢測的方法可以（yǐ）用特殊檢測儀器，也可以直接將新支承放置在平台上，用塞尺（chǐ）檢測貼合平麵，如果貼合平麵（miàn）的間隙大於0.2mm，則需要（yào）采用填塑或局部墊片的措施進行充實。
3）合理布置各滾道的淬（cuì）火軟帶區
安裝時，應將內圈上下環的滾道淬火軟帶區錯開40°固定後，分別與（yǔ）外圈的滾道軟帶區成160°安裝。這種安裝方（fāng）式（shì），使（shǐ）取料機在135°工作（zuò）範圍內旋轉時，各（gè）軟帶區不會同時在單個滾（gǔn）動體上受力，可以（yǐ）有效延長回轉支承的使用壽命（mìng）。
4）適當的預緊力和預緊方法
按（àn）照取料機設計規定的（de）預緊（jǐn）力，在180°方向上對所有螺栓對稱地連續擰緊2～3遍，在運轉（zhuǎn）100～120小時後，再進行2次擰緊，從而保證所有螺栓（shuān）有相同的足夠預緊力；另外，為了（le）避免應力集中造成螺栓的（de）損壞，不得（dé）使用彈簧墊圈（quān）。
5）齒輪齧合精度符合技術要求
安裝時，要保證回轉減速機小齒輪與回轉支承大齒圈有正確（què）的齒側間隙和接觸位置（zhì），使工作齒麵接觸應力均衡，磨（mó）損（sǔn）量小且（qiě）均勻，避免（miǎn）因輪齒（chǐ）的損壞影響回轉支承的使用壽命。
4.2減（jiǎn）小傾覆力（lì）矩對回轉支（zhī）承的影響
1）增大齒輪傳動的中心距
取料（liào）機在生產中，回轉支承內圈（quān）的（de）幾何中心容易產生偏移，在不（bú）進行（háng）拆除檢修的情況下，很難將回轉支承恢複正常。而小齒（chǐ）輪沿大齒（chǐ）圈周向轉動到齧合（hé）間隙過小部位（wèi）時，會產生齧合故障。如果要在回轉支承內圈產生偏移的情況下消除輪齒的齧合故障，可以利用齒輪傳動的可分（fèn）離性（即相互齧合的一對齒輪，中（zhōng）心距稍有變化時，對傳動沒有影（yǐng）響），把大小齒輪的中心距比設計要求（qiú）增加1.8～2.5mm，也（yě）可以把回轉減速機（jī）與機（jī）架（jià）的固定連接環加（jiā）工為偏心（xīn）環，通過整體移動減速（sù）機的辦法，增加齒輪傳動中心距以解決輪齒的齧合故障。
2）采取措施減輕懸臂的重（chóng）量
為了減輕回轉支承承受的壓力（lì）和傾覆力矩，把（bǎ）取料機回轉支承上部特別是懸臂上（shàng）的異物（wù）、無實際用途的機件（jiàn）進行清理；同時，定期清除鬥輪取料部分積礦，把鬥輪體的結構由（yóu）輻板式改（gǎi）為輻條式，以減輕鬥輪體的重量，達到減小傾覆力矩的目的。
3）增加配重減小傾覆（fù）力矩
圖3中，根據力偶等效定律
當G合×L2≠G×L1時，就產（chǎn）生了傾覆力矩M，
即：G合=G1+G2+G3 （1）
M=G合×L2-G×L1 （2）
從式（1）、式（2）可以分析出，改變各分力的大小（xiǎo）可以改變（biàn）傾覆（fù）力矩的大小。2008年6月，2#取料機出現噪音、衝擊，回轉減速機固定螺栓經常性鬆（sōng）動等（děng）異常現象時，通過現場檢測回轉支（zhī）承內圈密封環與外圈上端麵（miàn）的間隙，發現回轉（zhuǎn）支承內圈因傾覆力矩過大發生了傾斜。經過研究分析，決定（dìng）在（zài）固定配重上增加約9000kg的重量，增加配重運行1周後再（zài）次檢測，Z小處間隙增加了0.55mm，運行噪音和異（yì）常衝擊（jī）明顯減弱，達到預期效果。
4）減（jiǎn）小運行衝擊（jī）載（zǎi）荷
軌道基（jī）礎下沉或高低不平（píng），要及時用鋼板調整墊平鋼軌，對磨損和損壞的軌道、行走輪等及時（shí）更換。如果生產節（jiē）奏不（bú）緊張（zhāng），盡量用慢速行走調車，避免（miǎn）取料機行走的衝（chōng）擊（jī）、振動使瞬間傾（qīng）覆力（lì）矩（jǔ）過大，造成回轉支承的損壞。
4.3改（gǎi）進潤滑（huá）
1）選擇合適的油種
選用機械安定性與膠體安定性好、針（zhēn）入度適中的1#脲基脂替（tì）代以前（qián）使用的3#鋰基脂，回轉支承的（de）潤滑狀況得到較大改善。從表1可（kě）以（yǐ）看出（chū），脲基脂的性能優於其（qí）它常用潤滑脂。
2）嚴格執行給油脂標準為保證潤滑效（xiào）果，我廠回轉支承的潤滑（huá）除嚴格執行潤（rùn）滑“五定”原則外，還製定了專門（mén）的管理措施，不定期進行專項檢查；同時，定期檢查齒麵、清除雜物，並塗以適當的潤滑脂，確保潤（rùn）滑效果（guǒ）。
3）定期（qī）檢（jiǎn）測和更換油脂（zhī）為保證定期（qī）對油脂進行檢測和更換，我廠采用鋼絲插入油（yóu）道（dào）、用（yòng）電動壓水泵加柴油高壓衝洗、自製多點滴油裝置相結合的方法排除舊脂，利用多點電動油泵和腳踏油泵交替使用注入新脂，實（shí）踐表明，上（shàng）述方法可以有效達到疏通油路和改善潤滑的目的。
5 結束（shù）語
回（huí）轉支承（chéng）是鬥輪取料機的主要負載部分，屬關鍵（jiàn）部件，它的使用性能和精度對設備運（yùn）行、安全生產以及維修費用會產生極（jí）大的影響。因此，在采取係列預防、改進（jìn）措施的同時，還必須從備（bèi）件購置、使用維護及潤滑等方麵建立嚴格的管理（lǐ）標準，對其實施重點管理，以達（dá）到提高使用（yòng）效率及（jí）降低運行成本的目標。
