斗轮堆取料机回转支承磨损分析与更换

徐陈龙

扬州泰富特种材料有限公司 江苏扬州 225211

扬 州泰富特种材料有限公司港务事业部原料场共有 5 台斗轮堆取料机，分别用于粉矿、球团矿的堆存与运输，于 2012 年开始陆续投用，其中 1、2 号斗轮堆取料机用于粉矿的堆取，3、4 和 5 号斗轮堆取料机用于球团矿的堆取。

1 斗轮堆取料机结构

斗轮堆取料机主要由斗轮机构、俯仰机构、回转机构、输送装置、尾车、大车行走机构等组成，配套的带式输送机可双向运行。取料时前臂输送机将物料运至中心料斗，物料落至下部主输送机；堆料时主输送机将物料运至上部漏斗，由前臂输送机将物料运入堆场。斗轮堆取料机结构[1]如图 1 所示。

图1 堆取料机结构

2 故障描述

斗轮堆取料机作为料场一种连续运转设备，运行是否稳定可靠将直接影响生产，回转支承作为堆取料机的传递转台，其与底座之间的径向载荷、轴向载荷和倾覆力矩尤为重要。该堆取料机的回转支承[2]是球柱联合式双排回转支承，偏心小、使用寿命较长，同时具有滚柱和球双重结构的优点，适用于承受较大的轴向载荷和倾覆力矩，寿命长且连续运转的设备，回转支承内部结构如图 2 所示。

图2 回转支承内部结构

2 号堆取料机用于粉矿的堆存，在定期检测俯仰及回转动作时发现，俯仰动作时回转支承上下窜动间隙增大，对设备安全稳定运行造成一定的隐患。经技术人员分析，初步判断为回转支承内部滚动部件磨损引起窜动变大，应及时进行更换。

3 原因分析

结合生产运行情况分析认为，雨季生产及粉料水分较大时，斗轮、溜板等容易粘料，同时前臂输送带跑偏及瞬时流量较大时造成撒料，积累在前臂支架和大梁上 (见图 3)，造成前臂机构整体质量增加，堆取料机上部机构整体失衡，回转支承超负荷承载倾覆力矩，导致其超负荷运行，尤其是在料场进行清场作业时，长时间低位取料加速了回转支承滚珠下滚道的劣化速度[3]。

图3 前臂及斗轮体积料工况

堆取料机整体平衡主要由上部拉杆及配重机构、回转支承和俯仰机构等组成。设计配重 169 t，工作中通过适量增减配重来调整平衡。由于前臂经常出现积料，造成回转支承滚珠长期处于高 (超) 负荷工作状态，滚珠长期挤压造成滚道变形劣化 (见图 4)。图 2中滚珠间隙从 6 mm 逐步增大到 30 mm，造成回转机构运行时晃动加剧。

图4 回转支承滚珠下滚道挤压变形

4 更换方案

回转支承直径为 4 250 mm，位于堆取料机的中心部位，上部机体拆除难度较大且耗时较长，设备已使用较长时间，主要结构部件存在一定的变形，拆除后修复精度无法达到要求，因此研究决定实施更换方案。在设计制造时考虑到后期回转支承的维修，回转平台预留了 4 个支撑点，可利用千斤顶将上部机构整体抬升，利用抬升空隙从侧面平移进行更换。

经过分析研究，制定了更换方案。

(1) 堆取料机到位并锁紧夹轨器及夹轮器，落实安全措施。

(2) 将 4 个 200 t 千斤顶放置在回转平台上的预留支撑点，顶起质量约 450 t 的上部机构，同步抬升 4个点的千斤顶，并设置保险支撑座及垫板，确保千斤顶内泄时临时支撑可靠，如图 5、6 所示。

图6 回转支承吊装

(3) 设备升起时千斤顶顶至与上部机构转台下面接触，将内圈螺栓拧松半圈并用塞尺测量回转支承与上座底面的间隙，确保上部机构整体重心与回转中心一致，拆除回转支承内外连接螺栓，内部留 6 个螺栓。千斤顶再次预顶，留出适当空隙，静置 20 min，观察千斤顶压力变化，无泄漏时继续工作。

(4) 新支承按照设计要求安装在相应的轻负荷、重负荷区域并调正位置，回复就位。

(5) 试车时回转支承缓慢运转 3～5 周，仔细检查其运转是否顺畅，有无异响、卡顿现象，大小齿啮合正常后投入使用。定期检查俯仰、回转等动作，观察回转支承是否存在振动、异响等情况。

5 结语

2 号堆取料机回转支承更换按照计划 8 d 顺利完成，设备的改造更新和维修有以下几个方面需要改进：

(1) 对俯仰系统的液压缸及油泵进行能力提升，解决低位清场时因前臂积料造成俯仰能力不够不能抬升的问题；

(2) 本次回转支承内部滚动部件故障是由于设备运行、维护、清扫等不到位造成的，设备的操作、维护保养以及管理必须按照规范进行，确保设备稳定可靠；

(3) 在回转支承更换过程中工作人员作业时间长，易疲劳、效率低，需要进一步完善施工组织，提升总体效率并确保施工安全；

(4) 引入先进的设备管理模式，制定检测标准，定期检修，减缓设备劣化，保证设备稳定可靠运行。