丁炳乙
（連云港港口控股集團(tuán)徐圩有限公司，江蘇連云港 222042）
摘 要：對港口門座式起重機(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，以東源港務(wù)公司為例，4個10萬噸級泊位分別安裝了4臺40-37、2臺40-39和10臺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，通過傳動機(jī)構(gòu)的驅(qū)動小齒輪與回轉(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，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，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，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)工作臺時11007小時，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10萬噸級重點(diǎn)通用泊位，長時間停機(jī)勢必對生產(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)支承就此報廢。經(jīng)技術(shù)人員調(diào)研，公司決定對回轉(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小時慢冷，對焊縫進(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。
來源：《科技創(chuàng)新與應(yīng)用》2017年第1期
