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斗轮堆取料机轴承检修新工艺 宝钢股份公司运输部朱岱青 摘要：对水渣码头堆取料机回转大轴承的原检修方式进行了分析，提出了新的检修方式，并对分解方案 进行了细化，对关键部位的强度进行了验算，对新旧方案的优劣进行了比较。 关键词：斗轮堆取料机；回转轴承；滚子；更换 Abstract：Previous checking and repairing scheme for the slewing ring in bucket wheel stacker/reclaimer at a terminal is de- scribed and a new one is proposed. Specific dismantling procedures are presented and checking calculations of stress in key posi- tions of the slewing ring are conducted. Comparison of new and previous schemes is performed. Keywords：bucket wheel stacker/reclaimer；slewing ring；roller；replacement 水渣码头堆场内的 1 号、2 号 DQ3025 斗轮堆 取料机，由哈尔滨重型机器厂生产。其回转轴承经 过 10 多年使用后，经常发生滚子碎裂、滚道异常 磨损和剥落的故障。由于平时无法观察到内部的情 况，要了解轴承情况必须分解大轴承，原来一直认 为分解轴承必须把轴承上部的部件分解吊下，然后 把轴承分解。为了分解检查处理大轴承的情况，设 定 3 年进行一次大修。水渣码头设备属 C 类设备， 设备的利用率和重要系数与运输部的主要和关键设 备相比相差 1 2 等级，维修费的投入和检修级别 也应比主要和关键设备低。如果按照 3 年一次的大 修模式，一次大修要花费 20 万元左右，维修费用 太高。不实施 3 年一次的周期性大修，对大轴承的 状态不了解，万一发生故障，采用从上而下整机拆 卸方式，工作量大，检修周期较长（1 个月） ，影 响面广。 影响检修模式的关键是回转轴承的拆卸方式， 为此对变幅机构原理和回转支承的结构进行了研 究，提出了新的检修拆卸方式，并且在 2002 年 9 月成功地实施了一次回转轴承滚子碎裂的抢修。此 方法实际施工工期只要 2 天（另 2 天准备工器具材 料） 。 1大轴承原分解方式 由于回转轴承的上部结构要彻底分解才能吊 下，所以从回转支承向上走的电缆，以及变幅机构 的电线电缆多要拆除，还要拆除变幅钢丝绳、悬臂 梁、平衡梁、C 形门架。之后进行回转轴承滚道检 查、修磨，滚子更换，安装 C 形门架、悬臂、平 衡梁，安装变幅钢丝绳，重新铺设电缆，最后整机 调试。由于 C 形门柱上包含驾驶室、变幅机构、 平台等部分的重量，设备重量大于 45 t，在实际吊 装中采用 160 t 的轮胎式起重机。作业条件限制： 风速大于 5 级，下大雨情况下不能吊装，另外施工 工期节点受 160 t 轮胎式起重机其他项目施工节点 安排的影响。 2新分解工艺的理论依据 如果把轴承的内圈稍微顶起，外圈下降，内外 圈之间有 100 mm 的间隙，使手能伸入轴承滚道内， 清洗和打磨滚道，更换滚子，就能实施对轴承的检 修。为了确保变幅过程中整机的抗倾覆安全性，减 少变幅电动机的功率，节省制造成本，在斗轮堆取 料机、门式起重机等带变幅机构及大回转支承的堆 场设备和港机设备在设计时已确保以下性能：变幅 过程中，变幅机构能利用平衡架上配重的向前方移 动来抵销臂架重心的后移，最终达到整机重心基本 不变，并且整机的重心应落在回转支承轴承圈内， 靠近圆心位置。 如把轴承内圈向上顶升 12 mm，把外圈下降 100 mm，在不受外载荷情况下，上部结构是稳定 的，现场的外载荷主要是风载荷，在门柱上前后左 右施加 4 根防风钢丝绳，就能抵抗风载荷的影响。 风速低于 5 级，能确保设备在稳定状态下实施检 修。 64 3制订检修方案 见图 1，顶升点选在回转平台的四角，在支腿 上焊接 4 只安装顶升液压缸的永久性牛腿，用 4 只 液压缸顶起 2 个箱形梁，由箱形梁挑起上部结构， 上部结构的重量直接传到牛腿上，使轴承滚子及内 圈不受力。上部结构的重量见表 1。 图 1 上部结构顶升位置图 1. 顶升梁2. 顶升液压缸 3. 承载轴承 表 1 回转轴承上部结构重量 名称重量/t 平 衡 架23.75 平台2.53 变幅机构2.90 悬臂带式输送机6.46 驾驶室2.46 悬臂梁10.32 回转机构12.15 液压系统2.11 电驱动机构9.37 电气控制柜2.2 门柱33.96 总计108.21 4工具和材料的准备 制作跨轨道的臂架固定架；制作 30 块 100 × 100× 10 垫片；液压缸 4 只，每只起重能力 50 t。 根据表 1，单只液压缸起重能力为 108.21/4 = 27.05 t，选用 50 t 的液压缸已足够。 （1）缆风绳的选用 迎风面积按单片结构（驾驶室、平衡梁配重） 和桁架结构（臂架、平衡梁、上下栏杆平台、C 门 柱）2 类计算。臂架 7.66 m2，平衡梁 4.76 m2，上 部栏杆平台 6.61 m2，下部栏杆平台 7.34 m2，C 门 柱（工字型截面）25.9 m2，驾驶室 2.1 m2，配重 1.44 m2。总迎风面积 A = 55.8 m2。 非工作状态下斗轮机的风载荷 Pw= CKHqA = 8.78 t 见图 2，假设风缆绳与地面成 45º，每侧有 2 根钢丝绳受力，单根缆绳上受力 F = Pw 2cos45º = 6.2 t 钢丝绳b = 1 700 MPa，用于防风缆时 n = 3.5 所以 A Fn /b = 127.64 mm2 查手册选用18.5 6 × 19 的钢丝绳（GB1102 1974） ，长 80 m，4 根，准备 3 t 倒链葫芦 4 只，以 配合收紧钢丝绳。 图 2 缆风绳受力图 （2）顶升梁选用 挑起上部结构的 2 根箱型梁采用 HK450bH 形 箱型梁，其抗弯强度验算为（见图 3） MA= FL = 27.05 × 104Nm =#/ Wn= 3.46 MPa w = s/n = 156.67 MPa F' /（2400w ） = 0.5 mm 取焊缝高度为 6 mm。 图 4 焊缝的受力情况 图 5 焊缝的有效面积 5检修实施过程 见图 6。 （1）回转轴承内圈固定 在回转支承的内筒搭上脚手架和大轴承下部内 圈的安放支撑架用 4 根18.5 mm 的缆风钢丝绳及 4 只倒链，生根在 C 字门架的上部，让钢丝绳呈金 字塔状（与地面成 45º） ，把斗轮机固定住。 （2）臂架固定 把臂架旋转到带式输送机上方（0º方向） ，在 臂架下放置座架（预先制作好） ，臂架安放在座架 上。 （3）松开螺栓 松开结构和大轴承之间的 36 只 M36 × 285 的联 接螺栓，拆卸大轴承的压钉螺栓，取出毡圈。再拆 卸上下内圈的 4 个 M24 的螺栓。 （4）安装液压缸 把 4 只 50 t 的液压缸安放在支座上，在液压缸 旁放 4 只支撑钢凳，在液压缸上放 2 根 H 形钢的横 梁。 （5）顶升 开始顶升液压缸，要求 4 只缸上升的速度基本 相同，上升到12 mm 时，把垫片塞在支撑钢凳与横 梁之间，起保险作用。 （6）放下内圈 在轴承内圈上焊拉环，用倒链葫芦把内圈拉下 100 mm，放在搁架上，在内外圈之间隔 90º安置 1 只小支架，防止上部内圈落下。 （7）修磨滚道 取出滚子，清洗检查修磨滚道，放置新轴承滚 子，加润滑脂。 （8）复位 下部轴承圈复位，紧固 4 只 M24 螺栓，放下 液压缸，紧固 36 只 M36 的螺栓，拆除防风缆、臂 架搁架、顶升工具。 （9）再次紧固 驱动悬臂旋转，再次紧固螺栓，拆除内筒脚手 架，完成施工。 图 6 回转大轴承剖面图 1. 小齿轮2. 大齿轮 3. 上部结构4. 上部内圈 5. 下部内圈6. M24 螺栓 7. 滚子8. M36 螺栓 表 2 2 种施工方法综合对比 检修方式工期/天费用/万元安全性 外部影响因素 整体分解法145较差多 顶升法43.5好少 6总结 2 种施工方法的综合对比见表 2。我们在 2002 年 9 月采用顶升法对 2 号斗轮堆取料机回转大轴承 进行检修，准备工作进行了 2 天，实际检修在 2 天 内连续作业完成。该方法费用低，工期短，安全程 度高，可以推广使用。该方法也可用于轴承整体更 换，但要增加电缆拆接线、搭设拉出轴承内外圈的 滚道平台等工作量。 参考文献 1张质文等 . 起重机设计手册 . 北京：中国铁道出版社， 1998 作者地址：上海市宝山区富锦路丁家桥 邮编：201900 收稿日期：2004 - 07 - 08 84