王 鵬

（日照港股份有限公司第一港務(wù)分公司，山東日照 276800）

0 引言

門座式起重機(jī)（以下簡(jiǎn)稱“門機(jī)”）由行走、起升、變幅和回轉(zhuǎn)四大機(jī)構(gòu)組成，其中回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的作用是使起重機(jī)的回轉(zhuǎn)部分在水平面內(nèi)繞回轉(zhuǎn)中心線轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)貨物的水平移動(dòng)?；剞D(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由驅(qū)動(dòng)裝置、傳動(dòng)裝置和回轉(zhuǎn)支承組成?；剞D(zhuǎn)支承固定在門機(jī)中心筒上，通過左右兩個(gè)旋轉(zhuǎn)小減速箱齒輪帶動(dòng)門機(jī)旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)過程中，門機(jī)回轉(zhuǎn)支承和減速箱小齒圈有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，摩擦造成零部件的磨損，最終影響回轉(zhuǎn)支承的使用壽命，目前主要通過潤(rùn)滑途徑來降低設(shè)備的磨損，故研究標(biāo)準(zhǔn)化潤(rùn)滑工藝對(duì)提高門機(jī)回轉(zhuǎn)支承的使用壽命具有重要意義。

1 問題

日照港股份三公司現(xiàn)轄門機(jī)41 臺(tái)，分布于西二期、西四期、南區(qū)焦炭泊位，設(shè)備作業(yè)線長(zhǎng)且利用率不均衡。所有設(shè)備都需要潤(rùn)滑油進(jìn)行潤(rùn)滑，由于設(shè)備生產(chǎn)廠家、型號(hào)不同，因此所用潤(rùn)滑油的牌號(hào)、規(guī)格不同，造成油品成本高，加注時(shí)間、地點(diǎn)不統(tǒng)一，且不同潤(rùn)滑人員的操作和標(biāo)準(zhǔn)也有所不同，無法統(tǒng)一管理，給設(shè)備潤(rùn)滑保養(yǎng)帶來了較大困難。

1.1 設(shè)備潤(rùn)滑的重要性

機(jī)械設(shè)備在使用期間必須重視維護(hù)保養(yǎng)，潤(rùn)滑是貫穿始終的重要環(huán)節(jié)。有接觸面的相對(duì)運(yùn)動(dòng)就有摩擦，就會(huì)消耗能量并造成零部件的磨損。據(jù)估計(jì)，世界能源的1/3～1/2 消耗于摩擦發(fā)熱，大約80%的零件損壞是由磨損引起的。因此加強(qiáng)機(jī)械設(shè)備的潤(rùn)滑管理，可以提高設(shè)備的可靠性，延長(zhǎng)使用壽命，降低設(shè)備使用維修費(fèi)用，減少機(jī)械設(shè)備故障。

1.2 潤(rùn)滑方式存在的問題

據(jù)統(tǒng)計(jì)，約有40%的機(jī)械設(shè)備故障是由于潤(rùn)滑不正確引起的。在設(shè)備潤(rùn)滑中，潤(rùn)滑油脂主要起潤(rùn)滑、冷卻、防銹、清潔、密封和緩沖等作用，機(jī)器設(shè)備的轉(zhuǎn)動(dòng)、滑動(dòng)、擺動(dòng)等運(yùn)動(dòng)部件，都需要定期加注潤(rùn)滑油脂，以降低運(yùn)動(dòng)阻力、減小磨損、保證其正常運(yùn)行。目前使用較為普遍的潤(rùn)滑脂加脂裝置主要是杠桿式潤(rùn)滑脂槍，俗稱黃油槍，一般是靠人力驅(qū)動(dòng)，主要由裝有彈簧的筒體、注脂手柄等組成，利用杠桿和彈簧的作用將黃油擠出。注油操作時(shí)，握一下手柄，擠一次黃油，這種方式適用于潤(rùn)滑點(diǎn)分散、注脂量小的場(chǎng)合，若需要的加脂量大，則扳動(dòng)手柄的次數(shù)多，這種加脂方法費(fèi)時(shí)費(fèi)力且出脂不夠均勻、連續(xù)。

對(duì)于大型設(shè)備，特別是高度較高的門機(jī)，人工操作黃油槍的加脂裝置不太適用。由于門機(jī)上的潤(rùn)滑點(diǎn)分散，每次加注時(shí)，都需要爬到機(jī)器各部位對(duì)各個(gè)潤(rùn)滑點(diǎn)進(jìn)行加注，勞動(dòng)強(qiáng)度大、工作環(huán)境差、安全性差；而且在設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過程中不能停機(jī)加注黃油，危險(xiǎn)性高，易造成作業(yè)事故。另外，作業(yè)受天氣、包括風(fēng)浪等外界環(huán)境因素影響較大，惡劣氣候條件下無法開展具體工作。由于是高空作業(yè)，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)作業(yè)人員墜落傷亡的情況。現(xiàn)有的注油設(shè)備普遍存在作業(yè)前準(zhǔn)備工作量大，作業(yè)過程中實(shí)施較困難，盲區(qū)注油效果不理想，潤(rùn)滑脂涂抹厚度不均勻等問題。

2 改進(jìn)措施

針對(duì)現(xiàn)有門機(jī)回轉(zhuǎn)齒圈人工潤(rùn)滑工藝所存在的缺陷，結(jié)合國(guó)內(nèi)外港口起重設(shè)備及其他工況下大型機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行特點(diǎn)，設(shè)計(jì)一臺(tái)對(duì)門機(jī)開式齒進(jìn)行自動(dòng)潤(rùn)滑的智能加脂機(jī)。

門機(jī)回轉(zhuǎn)齒圈智能加脂機(jī)主要由智能檢測(cè)單元、機(jī)電一體化控制系統(tǒng)、大功率推進(jìn)裝置、涂油器及全金屬機(jī)身組成。智能檢測(cè)單元采用高靈敏度電感式檢測(cè)傳感器，檢測(cè)精度高、響應(yīng)快、可靠性高；機(jī)電一體化設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)集電源模塊、智能控制單元、驅(qū)動(dòng)單元、采集單元于一體，高度集成，體積??；大功率推進(jìn)裝置采用大功率步進(jìn)電機(jī)，轉(zhuǎn)速可控，且擁有強(qiáng)大的推動(dòng)扭矩，寬裕量推動(dòng)動(dòng)力，保證出油速度和出油量的穩(wěn)定性；涂油器包括進(jìn)油口、儲(chǔ)油室、布油腔，進(jìn)油口與儲(chǔ)油室相連通，儲(chǔ)油室與布油腔通過豎向的窄縫相連通，布油腔具有上凸緣和下凸緣，上凸緣與下凸緣之間的距離大于被涂布潤(rùn)滑油的運(yùn)動(dòng)件的高度，布油腔的工作面針對(duì)各種尺寸型號(hào)的齒輪精細(xì)化設(shè)計(jì)，具有與被涂布潤(rùn)滑油的運(yùn)動(dòng)件工作面相吻合的弧度，可防止油體溢出、脫落，被潤(rùn)滑面涂抹均勻，提高了潤(rùn)滑油的利用率；全金屬機(jī)身采用不銹鋼材料打造，防腐耐磨，適用于各種惡劣的工作環(huán)境（圖1）。

圖1 智能加脂機(jī)結(jié)構(gòu)示意

3 智能加脂機(jī)工作原理

智能加脂機(jī)設(shè)有兩種工作模式：穩(wěn)態(tài)模式和新機(jī)模式。穩(wěn)態(tài)模式是指設(shè)備使用過了磨合期并進(jìn)入正常使用狀態(tài)，加油潤(rùn)滑周期穩(wěn)定的模式；新機(jī)模式是指設(shè)備投入使用時(shí)間不長(zhǎng)，有頻繁潤(rùn)滑需求的模式。

在穩(wěn)態(tài)模式下，加脂機(jī)通過智能檢測(cè)單元可自動(dòng)識(shí)別齒圈的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，并根據(jù)前一加油周期的起始時(shí)間自動(dòng)判斷設(shè)備潤(rùn)滑需求，控制推進(jìn)裝置啟停、推進(jìn)、后退。加脂流程中，推進(jìn)裝置緩慢勻速推進(jìn)油管中的活塞，經(jīng)布油器平緩出油，齒圈被潤(rùn)滑油涂抹均勻，潤(rùn)滑效果相對(duì)人工涂抹顯著提高。當(dāng)門機(jī)暫停使用時(shí)，加油機(jī)自動(dòng)停止加油，防止?jié)櫥投询B、硬化影響潤(rùn)滑效果；當(dāng)門機(jī)再次投入使用，加油機(jī)亦重新進(jìn)入加油狀態(tài)。此外，在潤(rùn)滑油推送機(jī)構(gòu)的工作端上設(shè)有限位塊，機(jī)架上相應(yīng)位置設(shè)有前限位器和后限位器，當(dāng)整管潤(rùn)滑油被涂?jī)艉?，前限位器被觸發(fā)，加油機(jī)快速倒轉(zhuǎn)退出，待活塞全部退出后觸發(fā)后限位器，以蜂鳴信號(hào)和指示燈的方式，提示操作人員潤(rùn)滑脂已用完，需更換油管。一次完整的加油流程結(jié)束后，進(jìn)入潤(rùn)滑保質(zhì)期，在此期間即使門機(jī)運(yùn)行加油機(jī)也不再啟動(dòng)，待潤(rùn)滑保質(zhì)期結(jié)束，重新判斷門機(jī)狀態(tài)和潤(rùn)滑需求。

在新機(jī)模式下，加脂機(jī)的工作流程與穩(wěn)態(tài)大體相同，區(qū)別在于新機(jī)模式不設(shè)置潤(rùn)滑保質(zhì)期，只根據(jù)門機(jī)狀態(tài)判斷潤(rùn)滑需求。

4 智能加脂機(jī)的優(yōu)勢(shì)及特點(diǎn)

智能加脂機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、體積小、自動(dòng)化程度高，作業(yè)危險(xiǎn)性低，潤(rùn)滑油涂抹均勻、定量精確，加注速度可快可慢，流量穩(wěn)定、設(shè)定方便，不僅能節(jié)省人工，提高工作效率，保證潤(rùn)滑效果，而且潤(rùn)滑模式可選、周期靈活可設(shè)，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，無人值守。

該型智能加脂機(jī)設(shè)計(jì)之初預(yù)留了擴(kuò)展功能和選配功能。

（1）擴(kuò)展功能：可根據(jù)潤(rùn)滑點(diǎn)的數(shù)量需求，在共用一套控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，靈活定制多臺(tái)加油推進(jìn)裝置，提高潤(rùn)滑效率的同時(shí)降低運(yùn)行成本。

（2）選配功能：可根據(jù)不同使用環(huán)境需求選配潤(rùn)滑油預(yù)熱裝置，主要適用于溫度寒冷的北方，在油室內(nèi)增加溫度檢測(cè)單元，當(dāng)油室內(nèi)溫度過低時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)加熱裝置，防止油體凝固影響設(shè)備潤(rùn)滑效果。

5 預(yù)期效果

智能加脂機(jī)的應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)門機(jī)回轉(zhuǎn)齒圈的標(biāo)準(zhǔn)化潤(rùn)滑，即實(shí)現(xiàn)定量、定期、油膜標(biāo)準(zhǔn)厚度、缺油自動(dòng)判斷、碾壓式潤(rùn)滑及無人值守的潤(rùn)滑工藝。改變以往的潤(rùn)滑工藝，將人工潤(rùn)滑工藝替換成機(jī)械潤(rùn)滑工藝，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)省人力、提高潤(rùn)滑工作效率及保證齒圈潤(rùn)滑標(biāo)準(zhǔn)的目的。