门座起重机起升减速机高速轴断裂维修

王登科 李晓 山东陆海重工有限公司

一、故障简述

2019年11月19日，中交航某局1台MQ40t-25门座机在钢板卸船后转运至堆场时，发生溜钩现象，随后制动器紧急制动，避免了事故发生。

二、原因分析

该起重机于2016年4月安装完成并使用至今，一直运行良好，仅发生减速机渗油现象，日常检查正常。发生故障后，逐个检查运行部零件，发现主起升卷筒减速机高速轴与联轴器孔安装处出现断裂（图1-图4）。减速机与底座连接螺栓松动，造成减速机偏斜（图5），制动轮两边磨损不一致（图6），减速机内齿轮啮合正常，无点蚀、剥落和齿面偏磨现象。高速轴断裂在减速机轴伸根部的轴肩处，直径95mm，该减速机型号为QY3D500-50VIIP/VIIIP，厂家为国内一线品牌，质量有一定保证。由图4可见，断口整体较为平齐，可区分出裂纹源区、扩展区和瞬断撕裂区。裂纹源区位于轴外径处，有陈旧的撕裂棱，轴中间部分呈现海滩条带切光亮，是运转过程中反复变形挤压产生，符合裂纹扩展区的特征。瞬断区面积较小，有明显撕裂金属纤维状。以上现象均符合疲劳破坏的特点。由此可以判断，减速机高速轴在使用过程中受到较大的交变载荷是造成疲劳断裂的根本原因。减速机螺栓松动造成电机轴与减速机高速轴不同心时，使得减速机输入轴增加径向载荷，加大轴上的弯矩。同时制动器制动时，产生的冲击载荷更加剧了裂纹的产生和增大，长期运转会发生断轴现象。制动轮与减速机轴是刚性联接，偏斜制动时减速机轴受径向力，在低速和停车制动时受到的径向力更大，也是断轴原因之一。

图1 断裂源区位置

图4 断裂过程对比

图5 螺栓松动

图6 制动轮偏磨损

三、维修方案与预防措施

（一）拆机与清洗

（1）清理减速机起升机构处减速机、电机油污，用顶上的检修葫芦移开电机，拆去联轴器。

图2 瞬断区位置

图3 断裂过程

（2）拧开减速机轴透盖螺栓、上下箱体联接螺栓，拆开减速机上盖，取出断轴及油封。

（3）检查齿轮磨损情况。若磨损正常，可以在啮合处做记号，取出其余齿轮轴系，用清洁煤油清洗干净，包裹存放。

（4）放净减速机箱体内的机油，用棉纱浸煤油将上下箱体内清洗干净。

（5）将制动轮内的断轴用压力机压出，在车床处车修制动轮外圆，保证外圆与内孔同轴。

（二）装配与调试

（1）采购同型号减速机高速轴、油封，按照标记装减速机齿轮轴系，检查齿轮啮合情况合格。

（2）将联轴器制动轮热装在减速机高速轴上，注意用水冷却高速轴油封，防止油封过热损坏，检查制动轮圆周跳动情况合格。

（3）拧紧减速机与底座联接螺栓、焊接定位块，安装电机与联轴器，调整好轴线，拧紧电机与底座螺栓。

（三）预防措施

（1）设计和安装时严格控制各轴线同轴，保证合格。使用一段时间后，应再次校准轴线偏差，并及时调整。

（2）设计减速机与底座定位销或定位块。调整同轴后，配钻定位销或配焊定位块。

（3）安装时严格调整制动器对角线及衬瓦中心高度，保证制动衬瓦抱紧中心与制动轮中心重合，衬瓦与制动轮间隙一致。

（4）调整制动预紧力，符合制动器说明书要求，保证无偏磨现象。

（5）注意检查减速器安装底座螺栓是否松动，防止螺栓松动引起的起制动冲击载荷，以及联轴器不同步引起的附加载荷，造成疲劳裂纹。

（6）日常巡检时关注检查联轴器运转状况，是否出现异常现象，如异声或振动过大等。发现异常现象，必须立即停车维修，防止故障扩大。

四、试车

以上安装完成后，带电点动试车，检查电机旋转方向与以前一致，点动制动器制动良好，减速器齿轮啮合正常。带电空负荷试车，检查起升机构功能无异常后可以负载运行。

五、结束语

减速机高速轴断裂是门座式起重机故障原因之一，对门座式起重机造成较大安全隐患。因此，加强门座式起重机的故障预防、分析以及维修保养工作非常重要。可以延长各部件的使用寿命，减少停工时间与维修成本，提高设备运行的安全性及工作效率，使得企业获取更多经济效益。该门座式起重机经过近一周的停机维修，修复后运行情况良好。