卸船机小车车轮轴承损坏原因及对策

朱洪伟

摘要：桥式抓斗卸船机系上海电力股份有限公司某热电厂原料码头接原料煤的主要卸煤设备。在实际的生产作业中占据很重要的地位。卸船机在长期的运行过程中，小车车轮轴承经常损坏，使小车运行不正常。设备缺陷率高，生产效率低，给正常的生产作业带来较大的影响，使海轮不能按时离开码头，增加了检修工作量，提高了生产成本。为此，对卸船机小车车轮轴承损坏原因进行分析，并结合多年本人的检修实际情况，总结了一些经验和对策，为今后检修小车车轮轴承提供依据，确保小车运行平稳，提高卸船机的生产效率。

关键词：卸船机小车；车轮轴承；原因分析和对策

1.引言

卸船机小车运行机构是卸船机系统中最重要的部位。因此，其运行状态的好坏直接关系到安全生产的进行及生产效率的高低[1]。尤其现在卸海轮为节省成本更显得尤为重要。上海电力股份有限公司某热电厂采用四卷筒牵引式抓斗桥式卸船机，可卸5000～20000t的船舶。小车结构、维护简单。小车牵引电机功率为160kw，高速轴装有两台USB-I-EB500/60-6330×30盘式制动器，小车运行速度≥3m/s，来回速度快频率高。在生产作业中，小车自重12t，抓斗自重10t，抓斗抓取量14t，载荷量大。在运行中，由于各种原因的存在，容易造成小车车轮轴承的损坏。

2.小车车轮轴承损坏原因分析

卸船机小车车轮轴承损坏原因是多种多样的，不同的损坏由不同原因引起的[2-4]，如：车轮轴与轴承配合不紧密；车轮轴固定有缺陷；车轮垂直度偏差过大；车轮轴承端盖设计不合理；小车轨道水平度、直线度偏差过大；轴承润滑不良；轴承密封不严，司机操作不正确等。下面针对各种损坏原因进行分析。

2.1 小车车轮轴与轴承内套配合间隙过大。不符合基孔制的配合要求，容易造成车轮轴轴向窜动，使得小车车轮轴磨损，轴承受力不平衡，而引起轴承损坏。对策：轴承内套与小车车轮轴配合应紧一些。常选用过盈配合，如m6、k6、js等。可保证轴承内圈固定牢靠，延长轴承使用寿命。

2.2 小车车轮与轴承外套配合间隙不符合基轴制的要求，容易造成轴承径何来回晃动。由于小车速度快，来回频率高，使轴承在高速运转下，不能保持动平衡，从而产生附加的力偶，使轴承损坏。对策：轴承外圈与车轮孔配合应紧密些，但不能过紧，常选用H7、G7等，防止车轮孔与轴承外圈产生滑动的现象，杜绝车轮孔的磨损。

2.3 小车车轮轴固定有问题。小车车轮轴的两端面用M16×3螺栓加止退垫圈固定。由于止退垫圈与M16螺栓六角边接触面太小，当受到外力时，止退垫圈起不到保险作用，造成螺栓松动，甚至螺栓断裂。造成小车车轮轴轴向窜动而磨损，导致轴承损坏（图1）。对策：对小车车轮轴的实际情况加以改进。轴的一端铣槽，用压板固定。轴的另一端车细牙，并铣出止退槽，用双螺母止退圈固定，彻底杜绝小车车轮轴轴向窜动。

图1. 止退垫圈和M16六角螺栓

2.4 小车车轮轴承端盖与轴承外套配合过紧或过松。卸船机工作是连续作业；过紧时，小车车轮轴承会发热，使轴承在长期受热的情况下，会使轴承过热而损坏。过松时，会产生小车车轮轴承径向间隙大，使小车运行时，车轮左右晃动，增加运行阻力，不能保证在运行状态下的平衡运转，从而导致轴承损坏。对策：因考虑轴承在长时间运转的情况下会发热，有一定的热膨胀，所以軸承端盖与轴承外圈应保留0.05mm的间隙。

2.5 小车车轮垂直度偏差过大，使轴承中心线产生歪斜，使轴承滚珠与外套接触不良、受力不均、长时间运转，磨损不均匀，造成轴承损坏。对策：应提高车轮的安装精度，把车轮的垂直偏差控制在车轮直径的1/4000之内。

2.6 小车车轮端面摆幅、径向跳动量不符合技术要求。当车轮端面摆幅径向跳动量过大时，会使车轮运转产生附加的力偶造成振动。当轴承长期振动，会使轴承外套滚珠损坏。对策：应对小车车轮检查。在车轮装配后，端面摆幅应小于0.10mm，径向跳动应在车轮的公差范围内。

2.7 卸煤作业时，会使小车产生向下的重力，使得四根车轮轴向下拱（图2）。左边两只车轮向右倾斜，右边两只车轮向左倾斜，使轴承偏向左边和右边。当倾斜量超过轴承允许范围时，造成轴承中心线歪斜，滚珠与外套接触不良，而导致轴承损坏。对策：不管小车空载或重载，应确保四只小车车轮端面的垂直度，并保证四根车轮轴的水平，使轴承中心线垂直。

图2. 四卷筒牵引式抓斗桥式卸船机

2.8 小车车轮轴承端盖（设计）存在问题。因端盖孔内外侧采用骨架密封圈，小车速度快，频率高，载荷量大，来回振动大，容易使骨架密封圈损坏，长时间使用后，会使轴承内腔油脂流失，起不到润滑作用，使轴承缺油而损坏（图3）。对策：轴承端盖外侧应采用全封闭式，而内侧可采用在轴承端盖孔处车O型槽，加O型圈，以防润滑油脂流失。

图3. 轴承内腔油脂流失

2.9 小车轨道水平度直线度偏差过大，会引起小车车轮经常性啃轨，增加小车运行阻力。轴承在载荷下工作，会造成疲劳损坏，缩短使用寿命。对策：对轨道的水平度、直线度进行矫正。同一根轨道轨面高低差不超过3mm，两轨道轨面应在同一个平面内其误差不大于3mm。使轨道的直线度每2m不超过1mm，每10m不超过2.5mm，杜绝小车啃轨。

2.10 小车车轮轴与小车支架间隙配合不紧密。当间隙过大会使小车运行过程中，车轮轴上下，左右振动，使车轮轴承径向间隙增大，滚道与滚动体工作面起磨削作用而引起磨损甚至损坏。对策：应对车轮轴重新加工，确保车轮轴一端轴径与小车支架轴孔配合紧密，公差配合0.02～0.05mm，根除小车车轮轴上下左右振动。

2.11 小车车轮长期使用后，车轮滚动面磨损致使车轮直径偏差过大，造成小车三条腿，使车轮轴承受到不平衡负荷时，将产生振动或摆动，则小车在运行中跑偏，引起啃道。振动过大时，会造成轴承损坏。对策：应对车轮进行测量，车轮直径磨损超过原厚度20%时，更换车轮。更换时成双更换。以确保四只车轮直径偏差在允许的范围内。对工作繁忙、轮压大的车轮宜用ZG65Mn、ZG50MnMo、ZG35CrMnSi等合金铸钢制造，增强车轮的耐磨性。

2.12 卸船机小车是牵引式，没有副小车。在运行中，提升和开闭钢丝绳受力不均衡，从而引起小车经常性的啃轨，使小车车轮受轴向负荷过大。轴承由于受轴向负荷，滚珠在滚道上开始滑动，产生不完全的滚动，造成滚珠表面出现粗糙痕迹滚珠和套圈导边磨损，而造成轴承损坏。对策：应调整四根钢丝绳的长短，其误差控制在一定的范围内，使提升、开闭钢丝绳牵引时，小车受力均匀，无啃轨的现象。杜绝小车运行时，无额外负荷。

2.13 轴承由于安装方法不当或用力过猛，致使滚珠硬砸在滚道上，而产生永久性变形，使之产生珠痕。珠痕是轴承破坏的发源地，若不及时发现会迅速扩大而导致轴承损坏。对策：在安装轴承时，应采用冷压法或热装法。采用冷压法时，用90°角尺测量轴承前后左右的垂直度，使轴承受力均匀。用热装法时，加热机油不得超过100℃。可保证轴承的安装质量，延长使用寿命。

2.14 轴承端盖密封不严致使雨水或煤灰尘侵入，引起轴承锈蚀，轴承润滑油有污垢，使轴承零件工作面发毛，无光泽，并有深的伤痕，而损坏轴承。对策：可采用轴承端盖与车轮接触面处车出O型槽或涂密封胶，使其密封性能优越。

2.15 司机在操作过程中违章操作。由其在抓取舱底煤时，经常摔抓斗，使小车产生横向力，导致车轮受力，当累积到一定程度时，轴承外套会产生裂纹，甚至损坏。对策：正确合理使用卸船机，杜绝违章操作，杜绝小车产生横向力。

3.结论

卸船机小车是卸船机系统的重要组成部分，其运行的状况直接影响到卸煤的生产效率。而小车车轮轴承的安装维护，检修关系到小车的运行质量，本文重点的分析车轮轴承损坏的原因。在今后的检修维护中应严格执行轴承的安装检修工艺要求，延长轴承的使用寿命，减少缺陷率，确保卸船机小车运行正常。

参考文献：

[1]燃料设备运行与检修.北京水利电力出版社，1983年12月第一版

[2]山西省电力工业局编.燃料设备检修.北京.中国电力出版社，1997

[3]赵兴洲.应用机械基础（第二版）.北京.中国电力出版社， 2004

[4]张强主编.燃料设备检修.北京.中国电力出版社，2004