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        門座式起重機(jī)回轉(zhuǎn)支承斷齒修復(fù)工藝

        2017-05-11 12:02:49丁炳乙
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2017年1期
        關(guān)鍵詞:港口

        摘 要:對(duì)港口門座式起重機(jī)回轉(zhuǎn)支承外齒斷裂原因進(jìn)行分析,提出快速有效的修復(fù)方案,降低門機(jī)停機(jī)損失,延長回轉(zhuǎn)支承使用壽命,改進(jìn)門機(jī)回轉(zhuǎn)支承的使用管理與維護(hù),防范回轉(zhuǎn)支承斷齒故障再次發(fā)生。

        關(guān)鍵詞:港口;門座式起重機(jī);回轉(zhuǎn)支承;斷齒修復(fù)

        1 回轉(zhuǎn)支承概述

        回轉(zhuǎn)支承又叫轉(zhuǎn)盤軸承,它有內(nèi)外圈、保持架、滾動(dòng)體、密封體等構(gòu)成,分為無齒式、外齒式、內(nèi)齒式的四點(diǎn)接觸球軸承、雙排角接觸球軸承、圓柱滾子、三排圓柱滾子軸承等多種型式,可以同時(shí)承受較大的軸向、徑向載荷和傾覆力矩,主要用于港口機(jī)械、鋼鐵、冶金、工程機(jī)械等重型行業(yè)。

        2007年以來,連云港港口建設(shè)加快步伐,特別是“一體兩翼”戰(zhàn)略實(shí)施,據(jù)統(tǒng)計(jì),近10年連云港及其兩翼港區(qū)累計(jì)安裝門座式起重機(jī)約60多臺(tái),以東源港務(wù)公司為例,4個(gè)10萬噸級(jí)泊位分別安裝了4臺(tái)40-37、2臺(tái)40-39和10臺(tái)40-43型門機(jī),全部都使用了回轉(zhuǎn)支承。

        回轉(zhuǎn)支承主要用于起重機(jī)上部轉(zhuǎn)盤和下部圓筒體門架的聯(lián)接,通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)小齒輪與回轉(zhuǎn)支承外齒嚙合,承接和傳遞回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)全部載荷。

        2 回轉(zhuǎn)支承斷齒情況分析

        2.1 回轉(zhuǎn)支承斷齒情況

        2012年11月3日5時(shí),東源港務(wù)分公司門機(jī)一班某司機(jī)駕駛MQ40型門機(jī)在58#泊位“海州6”輪5艙進(jìn)行紅土鎳礦卸船作業(yè),門機(jī)起升過程中,抓斗臨近艙口時(shí),忽然聽到回轉(zhuǎn)齒圈部位異響,遂停機(jī)檢查,發(fā)現(xiàn)在回轉(zhuǎn)支承平行于軌道方向海側(cè)45°位置處一外齒斷裂,見圖1。

        該門機(jī)2009年1月安裝調(diào)試,8月正式投入使用,作業(yè)時(shí)工屬具為輕型鎳礦抓斗,抓斗重15.6t、容積18m3,貨物比1.3t/m3,力矩裝置顯示實(shí)時(shí)負(fù)荷31t(含抓斗),船艙內(nèi)無機(jī)械,艙口無刮擦、無變形。

        2.2 回轉(zhuǎn)支承斷齒原因分析

        回轉(zhuǎn)支承斷齒的原因主要有兩種:疲勞強(qiáng)度斷裂、沖擊過載斷裂。

        疲勞斷裂主要是齒根受彎曲應(yīng)力,引起初始疲勞裂紋,裂紋不斷擴(kuò)展,最終導(dǎo)致齒輪折斷;沖擊過載斷裂主要是由于短時(shí)過載或嚴(yán)重沖擊,靜強(qiáng)度不夠而導(dǎo)致全齒折斷或局部折斷。

        據(jù)調(diào)查,回轉(zhuǎn)支承設(shè)計(jì)壽命為25000工作小時(shí),全負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)數(shù)15萬次,發(fā)生斷齒的回轉(zhuǎn)支承累計(jì)工作臺(tái)時(shí)11007小時(shí),尚未到疲勞斷裂期,回轉(zhuǎn)支承外齒系突然斷裂,斷齒痕跡清晰,無明顯老舊痕跡,說明回轉(zhuǎn)支承受力異常,沖擊過載引起外齒斷裂。

        側(cè)隙大小是影響回轉(zhuǎn)支承載荷和兩側(cè)回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)齒輪受力的重要因素。經(jīng)檢測,回轉(zhuǎn)支承一側(cè)與小齒輪嚙合側(cè)隙為3mm,嚙合標(biāo)準(zhǔn)側(cè)隙為0.8mm-1.5mm,側(cè)隙偏大導(dǎo)致齒輪嚙合面積減少,局部應(yīng)力過大,造成外齒斷裂。

        3 回轉(zhuǎn)支承斷齒的修復(fù)工藝

        2008-2012年,連云港及周邊港口門座式起重機(jī)回轉(zhuǎn)支承發(fā)生斷齒等故障約有5起,普遍采用的方法都是更換新的回轉(zhuǎn)支承。

        港口作為服務(wù)型單位,一切都是以船舶和生產(chǎn)裝卸為核心,東源公司58#泊位是連云港港10萬噸級(jí)重點(diǎn)通用泊位,長時(shí)間停機(jī)勢必對(duì)生產(chǎn)造成巨大影響。更換新回轉(zhuǎn)支承,采購周期要30天,維修成本高達(dá)82萬元,回轉(zhuǎn)支承就此報(bào)廢。經(jīng)技術(shù)人員調(diào)研,公司決定對(duì)回轉(zhuǎn)支承斷齒進(jìn)行修復(fù),主要方法是局部補(bǔ)焊和鑲齒修復(fù)。

        一是殘齒修補(bǔ)。檢查、清理、清潔殘齒,用500℃高溫多層融焊方式局部修補(bǔ)、打磨,保持殘齒齒根足夠回火強(qiáng)度、外觀平整,進(jìn)行齒輪根部探傷,確認(rèn)齒輪根部及相鄰位置無裂紋,見圖2。

        二是新齒焊接。準(zhǔn)備一個(gè)大小、模數(shù)相同的新齒,根部加工雙45°×10角,根據(jù)齒隙和齒高調(diào)整定位,雙邊坡口交互焊接,用異種鋼焊條進(jìn)行分層堆焊,緩慢加溫,避免冷風(fēng)。

        三是修補(bǔ)打磨。新齒堆焊結(jié)束加溫到300℃保溫2小時(shí)慢冷,對(duì)焊縫進(jìn)行100%UT+RT探傷,確保焊縫質(zhì)量,保證齒根強(qiáng)度,開展相鄰齒隙、節(jié)圓厚度、齒頂高測量,進(jìn)行修補(bǔ)打磨。

        四是監(jiān)護(hù)使用。取消回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)高速檔,降至額定負(fù)荷80%監(jiān)護(hù)運(yùn)行,連續(xù)運(yùn)行8小時(shí)后,檢查修復(fù)齒輪及無異常,恢復(fù)正常使用。

        4 結(jié)束語

        (1)東源公司58#泊位3#門座式起重機(jī)回轉(zhuǎn)支承外齒斷齒修復(fù)僅用時(shí)2天,修復(fù)費(fèi)用1.6萬元,直接節(jié)約維修費(fèi)用80多萬元,極大的減少了門機(jī)停機(jī)時(shí)間,降低了設(shè)備故障給港口生產(chǎn)帶來的損失。

        (2)截止2016年8月底,修復(fù)后的回轉(zhuǎn)支承使用情況良好,回轉(zhuǎn)支承修復(fù)后累計(jì)使用16200h,裝卸貨物約470萬t,延長了回轉(zhuǎn)支承的使用壽命,創(chuàng)造了較好的經(jīng)濟(jì)效益,并對(duì)回轉(zhuǎn)支承類似斷齒故障的處理提供了極大的借鑒。

        (3)回轉(zhuǎn)支承斷齒修復(fù)后,公司先后開展了港口門座式起重機(jī)回轉(zhuǎn)支承軟帶位置調(diào)整、密封圈及保持架材料優(yōu)化、回轉(zhuǎn)支承潤滑點(diǎn)增設(shè)、回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)齒輪定位圈調(diào)整、開式齒輪固體復(fù)合潤滑技術(shù)及規(guī)范操作等一系列課題研究,取得了非常顯著的成果。

        作者簡介:丁炳乙(1985-),男,漢族,江蘇連云港,學(xué)士,本科,助理工程師,港口機(jī)械。

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