港口门座起重机转盘轴承的选型安装及故障预防

吕传龙　王立兵

【摘 要】回转轴承作为港口门座起重机的核心部件，合理的进行选型，正确的安装使用，有效的进行故障预防和维护保养，延长转盘轴承的使用寿命，提高设备的使用安全性，增加经济效益。

【关键词】转盘轴承；故障；保养；寿命

转盘轴承是港口门座起重机（以下简称“门机”）的核心部件，可以同时承受轴向载荷、径向载荷和倾覆力矩等联合载荷，是港口大吨位门机主要采用的回转支承结构，具有受载复杂、更换困难、维修费用高等特点，一般按照门机20年的设计使用寿命来选型，但在实际使用中往往得不到保证。近几年，沿海各港口的大吨位门机陆续出现转盘轴承故障，给企业造成了巨大的经济损失。因此，有效的做好转盘轴承的选型、安装、使用、维护，延长使用寿命显得尤为重要。

1 转盘轴承的合理选型

港口门机的利用级别为U8，载荷状态为Q4，工作级别为A8，具有利用率高、承受载荷大、运行速度快、工作级别高等特点。按轴承载荷及寿命计算方法，抓斗式门机静载荷安全系数fs为1.45，寿命载荷系数fe为1.7，全回转时的使用寿命Lf为15万转。但门机实际的作业回转范围大多在海侧左右180°内，高强度的往复运转和联合载荷的作用，将加剧轴承在某一范围内的疲劳，因此对转盘轴承的选型安装有着严格的要求。

目前广泛作为转盘轴承的结构形式主要有四点接触球转盘轴承、双排异径球转盘轴承、交叉圆柱滚子转盘轴承和三排圆柱滚子组合转盘轴承四种。通常，在轴承旋转直径和截面尺寸基本相同的情况下，三排圆柱滚子组合转盘轴承的静承载能力和动承载能力最大，与交叉圆柱滚子转盘轴承相比减少了每个滚子的载荷、与双排异径球转盘轴承相比由点接触改为线接触，降低了接触应力。根据港口门机的工况，该轴承的结构形式最适合港口门机的使用要求。

2 转盘轴承的正确安装

转盘轴承做为一种大型薄壁环类零部件，必须与门机圆筒和转盘的法兰盘刚性联接，若法兰盘平面不平，安装后在螺栓紧固力的作用下，转盘轴承将随之发生翘曲变形，所以要求法兰盘必须进行机加工来保证精度。以40T门机常采用的132.50.4500.03型转盘轴承为例，滚动体的中心圆直径达4500mm，要求法兰盘平面度最大0.30mm，且该值只允许在180°范围内出现一次，并呈平稳上升或下降，不得出现波浪。径向宽度的倾斜度小于0.25，表面粗糙度Ra达到3.2。同时法兰盘还应具有足够的轴向和径向刚度，确保垂直和水平方向的变形在规定范围内。

国内港机厂受场地和设备等局限，对法兰盘的加工多采用自制简易机床进行铣车加工，这使得法兰面的精度无法保证，又由于法兰盘直径较大，对平面度和倾斜度的测量也变得十分困难。在实际操作中常用塞尺测量贴合面的间隙来推断法兰面精度。在更换新轴承时尤其需要进行测量，确保了安装精度也就确保了使用寿命。

转盘轴承连接螺栓机械性能不得低于GB/T3098规定的8.8级，垫圈需作调质处理，不得使用弹簧垫圈。螺栓副应保证一定的预紧力，为螺栓屈服极限的0.7倍。转盘轴承的淬火软带（“S”标志）应安装在载荷变化过程中受压最小的位置。通常上环软带安装在与臂架方向垂直或左右偏移约10°的位置，下环软带位置根据门机重心和回转角度范围来确定，建议安装在顺向轨道或左右偏移约10°的位置。

3 转盘轴承故障原因

3.1 滚动体与滚道发生磨损

主要表现为滚道的点蚀，表面会出现金属剥落或局部磨损。表现在某段回转范围内出现异响，密封圈溢出的油脂发黑并带有小许金属粉末。若得不到有效控制，点蚀面会继续增大磨损加剧，出现局部振动或冲击，最终会出现滚道损坏、滚动体或保持架破损等严重故障，导致轴承失效。在实际使用中大部分的转盘轴承在磨合期会出现油脂带有微量金属粉末的现象，但随着使用金属粉末将逐渐消失，最终成明亮状态。

3.2 保持架损坏

转盘轴承保持架材料主要有20#钢、铝合金、黄铜、铝青铜、尼龙等，门机采用的大直径转盘轴承保持架多采用尼龙制作，具有抗冲击、承载力高、摩察系数小等优点。当保持架损坏后，滚动体将出现推挤，会出现刺耳的异响和振动。加强润滑后，响声可能会降低，但滚动体随时会出现错位、破碎，并连锁反应，最终卡住轴承滚道。根据经验转盘轴承从出现异响到滚道卡死时间不会超过1个月，拆解轴承会发现滚动体大量破损，滚道严重损伤。当确定保持架损坏的故障时必须停机更换，以免造成更大的损失。

3.3 密封不良

转盘轴承的密封圈在防止润滑脂泄露的同时防止外部水汽、灰尘等进入。但由于转盘轴承的工作环境相对恶劣，上下环的密封圈破损或脱落也时常发生，在日常检查中要特别关注，及时更换密封不良的密封圈，防止杂质进入轴承内部，造成轴承磨损，影响使用寿命，因小失大。

3.4 除了转盘轴承内部的故障，外部主要为齿轮的磨损和连接螺栓预紧力不足。对于齿轮的磨损，首先在安装回转减速箱时必须确保齿轮的啮合精度，其次除了在磨合初期出现一定的磨损外，当磨损加剧时必须适时调整啮合精度。转盘轴承在运转100小时后应检查上下环安装螺栓的预紧力矩，以后每运转500小时进行一次检查。当连接螺栓出现断裂时要及时更换并查找原因，避免因预紧力的不足造成轴承受载不均匀或产生内应力。

4 转盘轴承故障预防和维护保养

转盘轴承为封闭结构，无法直接观察内部的运行状况，在正确安装后，为提高使用寿命，必须正确使用和合理维护。

转盘轴承的正确使用就是确保其受载在设计范围内，要求门机必须设置可靠有效的超负荷保护装置，杜绝设备超负荷运转，并避免刮碰舱口等瞬间超载现象的发生。

转盘轴承的日常使用维护保养就是润滑。转盘轴承安装后，根据使用条件及说明书要求，合理充填润滑脂，且应边填充边回转确保新润滑脂均匀挤出密封圈。每间隔50-100小时应填充一次，并详细记录，有条件的应化验挤出的润滑脂成分，对比分析以掌握轴承的技术状态。特别说明老式的集中润滑系统部分油路出现堵塞时不易发觉，会造成轴承局部润滑不良。可考虑改造润滑系统，在轴承润滑点加装压力传感器，来直观显示各处的润滑情况。为确保万无一失，每年还应拆解润滑油路，检查润滑，不足的地方应适时进行手动补充。

转盘轴承保养的重点是润滑，润滑的重点是定点、定质、定量、定期、定人，坚持不懈、持之以恒，方可延长回转轴承使用寿命。

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[責任编辑：杨玉洁]