起重机回转支承故障的预防和控制

起重机回转支承故障的预防和控制

李福俊

中国有色（沈阳）冶金机械有限公司辽宁沈阳110141

摘要：简要分析了起重机回转支承常见故障类型、故障成因及机理，提出从技术和管理两个层面对起重机回转支承故障进行预防和控制，制定了回转支承在设计、制造、安装、使用和维保等环节故障的预防和控制措施。强化设计理念，提高制造安装水平，建立科学的使用制度，加强维修保养工作等是回转支承故障预防和控制的核心工作。

关键词：起重机；回转支承；故障；预防和控制

引言

某一金属结构厂所采用的起重机为绳索式变幅门座式起重机，其最大额定重量为6×104kg，最大起重高度为40m，最大起升幅度为50m。门座式起重机运行时间较长，且大多在露天场地进行工作。为了降低该起重机运作风险，保证整体作业场地安全，需要对起重机关键模块进行定期检修。该文以该起重机回转支承故障为例，对其预防及控制进行了简单分析，具体如下。

1起重机回转支承运作机理

起重机回转支承具有多种运作模式，在具体设计过程中大多以滚道直径为主要参数，依据承载能力要求进行逐级递增。同时为了满足起重设备对轴向尺寸及承载重量的多样化要求，在实际滚动体设计过程中，还可以选择单排四点接触球式、三排滚珠式、双排球式、单排交叉滚珠式等几种类型。以三排滚珠式为例，其主要包括上、中、下3个层面均匀排列的滚珠及内外两层滚圈。根据具体起重机承重荷载，在实际设计中可设定不同的滚动直径，保证起重机可以组合承受径向力、轴向力等各种作用力。

2起重机回转支承常见故障

2.1回转支承无法顺利运作

回转支承无法顺利运作除了过载问题，还可能为液态马达故障、减速器手动控制阀故障、溢流阀故障等因素。除此之外，如果起重机回转支承内部出现钢柱碎裂、变形卡死、滚动轨道压塌等情况，也会影响回转支承正常运作。

2.2转盘轴承游隙旷动

转盘轴承旷动主要由于转盘轴承即回转轴承内部相关部件老化或损害，导致转盘轴承游隙超出标准值。

2.3回转轴承出现异响

回转轴承出现异响主要是由于滚动体破裂、滚动硬度层破损或者出现脱落情况。

2.4回转支承系统压力低于标准值

回转支承系统压力低于标准值主要出现于起重机满载或重载的情况，在其空载、轻载时表现正常，甚至会出现无法回转或回转阻力过大等问题。

3起重机回转支承故障预防及控制

3.1起重机回转支承故障预防

起重机回转支承故障大多为机械、电气等方面故障。一方面为了最大限度地降低起重机回转支承故障发生概率，维修人员应加大对热继电器、熔断器、自动空气开关、过电流继电器等电动机保护元件的核查，避免其长期处于不正常工作状况导致的回转支承故障。另一方面由于起重机电气设备大多处于空气湿度较大的环境中，因此应加大对电气线路维护工作的重视，避免接线端子排对地绝缘值低于标准值0.50MΩ导致的回转支承故障。

3.2起重机回转支承异响故障控制

以某起重机回转支承故障为例，该起重机在某次装船作业中，起重机臂架回转阶段出现异常响动。经后期检测发现，该起重机回转支承异响位置主要为起重机某侧驱动装置出现摩擦声、机械撞击声，在起重机反向回转阶段异响出现增加情况，随后减弱。针对上述故障情况，首先应对起重机弹性柱销联轴器进行检测，经检测发现该起重机弹性垫圈、柱销位置间隔距离超出标准值；在弹性垫圈更换之后，回转支承异常响动仍然存在，随后采用电阻表对电动机转子、电子绕组对地绝缘进行逐一检测，均在标准限度；将电动机解体后，其内部构件均无明显故障，且各构件锥面配合度较高。最后，通过与起重机维修人员沟通，发现该起重机回转支承尾部轴承、端盖间缺乏有效的隔离装置，促使该回转支承无法进行正常轴向定位。为了验证上述猜想正确性，在将电动机解体之后，对定子、转子线圈外观进行检测，发现转子线圈某一匝绝缘漆位置出现烧坏变色，在更换至备用电动设备后，故障问题得到了有效的解决。

3.3起重机回转支承旷动故障控制

依据起重机回转支承组装要求，起重机回转支承滚道、滚动体装配间隙应在0.30mm~0.49mm。但是在实际起重机组装过程中，由于工艺参数、制造工艺等多种因素的影响，起重机回转支承滚道、滚动体间距离大多在标准值以下。这种情况下起重机回转支承旷动现象发展概率就大大增加。因此为了从根本上降低起重机回转支承旷动问题，维修人员可依据起重机回转支承运作标准，进行回转支承载荷计算，并进行具体承载能力曲线的绘制。以门式起重机回转支承为例，其回转360°寿命最高静荷载系数为1.450，而其安全使用系数为1.69，考虑到起重机回转支承在一定范围内会出现疲劳失效情况，因此在具体计算过程中，应依据实际回转角度数值，进行2次重复回转计算。在起重机回转支承承载能力曲线绘制完毕之后，可严格依据回转支承制造标准，选择50Mn材料，或者42CrMo作为替换装置。为了降低起重机回转支承运作期间松动、断裂风险概率，首先在起重机回转支承运作超出4天以后，应进行螺栓预紧力检测，并在其工作周期达到20天后，进行预紧力重复检查。而在回转支承运作时间超出600天后，进行新型螺栓的更换。其次，在起重机回转支承运作期间，综合考虑润滑脂、润滑周期、润滑油路畅通度等因素，可进行定期润滑维护。如果在回转支承运作轨道内已存在一定的润滑优良，则可以根据具体工作要求进行润滑油的适当添加。根据不同的运行机构，润滑液添加间隔时期也有不同的要求，如在球式回转支承润滑时，需要间隔4天进行一次；而滚柱式回转支承润滑周期则为2天。最后，在起重机回转支承运行过程中，需要每隔10天进行一次全面清洗，避免硬质异物堆积对回转支承的不利影响。

3.4起重机回转支承据动故障控制

起重机回转作业进行过程中，驱动力主要由回转电机发出，经联轴器、减速机、回转小齿轮，达到回转支承大齿圈。在整个过程中，齿轮、大齿圈的啮合对回转作业顺利进行非常重要。因此，在起重机回转支承据动问题发生后，维修人员可首先对回转支承外部结构进行检测，然后逐步对滚道、钢柱、液态马达柱、轴承、减速器齿轮、蜗杆等进行检查维修，并根据具体问题因素进行有针对性地解决。特别是在起重机回转支承外圈大齿轮更换过程中，应将起重机回转平台上层、臂架系统进行完全拆除。然后在回转支承齿轮材料选择过程中，适当调整齿轮模数、寿命安全系数。结合合理的齿轮根部过渡圆角半径选择，可有效提升齿轮抗弯曲效能。最后，在齿轮重组过程中，可以在调整齿轮啮合齿侧间隙及连接刚度的基础上，添加合理的阻尼元件，最大限度地降低外部荷载对起重机回转支承的不利影响。此外，在日常检修过程中，应注意对齿轮转动灵活度、光洁度及齿轮边缘完整性进行检测。如果齿轮槽位置出现3.0mm以上的磨损量，或者齿轮槽直径减少量为驱动绳直径的49%时，则需要进行齿轮更换措施。

4结语

综上所述，回转支承故障的出现，对整体起重机顺利、安全运行造成了严重的威胁。因此在实际起重机应用过程中，维修人员应定期对回转支承进行维护管理，并针对起重机回转支承异响、旷动、压力过低、据动等问题，进行集中分析处理。逐步完善故障控制机制，保证起重机回转支承故障的及时、有效解决。

参考文献：

[1]高雨.港口大型门座起重机回转支承故障机理分析[J].中国水运，2015（9）：66-67.

[2]李倩，王世博，毛勇.平面滑动回转支承设计方法[J].机械设计，2013，30（4）：44-47.

[3]张学东.塔式起重机回转支承常见故障分析及对策[J].山西建筑，2018，44（7）：226-228.